機(jī)械原理總結(jié)課電子教案(焦映厚)

1、1機(jī)械原理機(jī)械原理總結(jié)課教案總結(jié)課教案主講 焦映厚2012年年6月月19日日2 1. 機(jī)構(gòu)的組成要素；機(jī)構(gòu)的組成要素；2. 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算；3. 機(jī)構(gòu)自由度的意義及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)自由度的意義及機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的 條件；條件；4. 平面機(jī)構(gòu)的組成原理。平面機(jī)構(gòu)的組成原理。本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算第二章第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析3一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1 1、研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的、研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的 2 2、機(jī)構(gòu)的組成要素、機(jī)構(gòu)的組成要素 3 3、構(gòu)件、構(gòu)件 4 4、構(gòu)件與零件的區(qū)別、構(gòu)件與零件

2、的區(qū)別 5 5、運(yùn)動(dòng)副、運(yùn)動(dòng)副 6 6、運(yùn)動(dòng)副元素、運(yùn)動(dòng)副元素 7 7、約束、約束 8 8、運(yùn)動(dòng)鏈、運(yùn)動(dòng)鏈 9 9、開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈與閉式運(yùn)動(dòng)鏈、開(kāi)式運(yùn)動(dòng)鏈與閉式運(yùn)動(dòng)鏈 10 10、機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)4一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 11、機(jī)架、機(jī)架 12、主動(dòng)件（原動(dòng)件）、主動(dòng)件（原動(dòng)件） 13、從動(dòng)件、從動(dòng)件 14、運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi)、運(yùn)動(dòng)副的分類(lèi) 15、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 16、機(jī)構(gòu)示意圖、機(jī)構(gòu)示意圖 17、機(jī)構(gòu)自由度的含義、機(jī)構(gòu)自由度的含義 18、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式（平面、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式（平面 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)公式） 19、機(jī)構(gòu)自由度、機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的數(shù)目、機(jī)構(gòu)自由度、機(jī)構(gòu)

3、原動(dòng)件的數(shù)目 與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系5一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 2020、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件2121、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 22 22、基本桿組（阿蘇爾桿組）、基本桿組（阿蘇爾桿組） 23 23、平面機(jī)構(gòu)的組成原理、平面機(jī)構(gòu)的組成原理 24 24、基本桿組的分類(lèi)、基本桿組的分類(lèi) 25 25、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類(lèi)、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類(lèi) 26 26、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析6二、例題分析二、例題分析ADECHGFIBK123456789例例1 如圖所示，已知：如圖所示，已知： DE=FG=HI，且相互

4、平行；，且相互平行；DF=EG，且相互平行；，且相互平行；DH=EI，且相互平行。計(jì)算，且相互平行。計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度此機(jī)構(gòu)的自由度 (若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出約束請(qǐng)指出)。7ADECHGFIBK123456789局部自由度局部自由度復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈虛約束虛約束1111283231;11;8HHLPPnFPPnL8二、例題分析二、例題分析例例2 計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)自由度 (若存在局部自若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出)。111128323HLPPnF9二、例題分析二、例題分析123456789

5、例例3 計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)的自由度。計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)的自由度。 并確定機(jī)構(gòu)的桿組及機(jī)構(gòu)的級(jí)別。并確定機(jī)構(gòu)的桿組及機(jī)構(gòu)的級(jí)別。323 92 131LHFnPP 10二、例題分析23456789112345678911二、例題分析二、例題分析例例4 計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)自由度 (若存在局部自由度、復(fù)合鉸若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出鏈、虛約束請(qǐng)指出)。127 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度局部自由度虛約束虛約束118263231;8;6HHLPPnFPPnL13二、例題分析二、例題分析例例5 如圖所示如圖

6、所示, 已知已知HG=IJ，且相互平行；，且相互平行；GL=JK，且，且相互平行。計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度相互平行。計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度 (若存在局部自由度、若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出)。141111283231;11;8HHLPPnFPPnLC C2 21 1A AB B6 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL LE ED DF F3 34 45 5局部自由度局部自由度復(fù)合鉸鏈復(fù)合鉸鏈虛約束虛約束15二、例題分析二、例題分析例例6 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度 (若存在局部自若存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指

7、出）。由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請(qǐng)指出）。323 72 101LHFnPP 161）平面機(jī)構(gòu)速度分析的速度瞬心法；）平面機(jī)構(gòu)速度分析的速度瞬心法；2）運(yùn)動(dòng)副中的摩擦、機(jī)械效率的計(jì)算、）運(yùn)動(dòng)副中的摩擦、機(jī)械效率的計(jì)算、 機(jī)械機(jī)械 的自鎖；的自鎖；3）平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化）平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式、演化 及其基本知識(shí)；及其基本知識(shí)；4）平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。）平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第三章第三章 連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容 瞬心法；四桿機(jī)構(gòu)基本概念；瞬心法；四桿機(jī)構(gòu)基本概念；考慮摩擦機(jī)構(gòu)的受力分析；四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)?？紤]摩擦機(jī)構(gòu)的受力分析；四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

8、。17一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1 1、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型、平面四桿機(jī)構(gòu)的基本類(lèi)型 2 2、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法、平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法 3 3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄的條件、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄的條件18一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 4 4、壓力角與傳動(dòng)角、壓力角與傳動(dòng)角cos()cos()minmaxbcdabcbcadbc22222222minminminmax18019一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 5 5、極位夾角、極位夾角 18011KK20一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 6 6、急回運(yùn)動(dòng)、急回運(yùn)動(dòng) 21一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 7

9、7、行程速比系數(shù)、行程速比系數(shù) 8 8、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置、機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置 9 9、速度瞬心的定義、速度瞬心的定義 10 10、機(jī)構(gòu)中速度瞬心、機(jī)構(gòu)中速度瞬心 數(shù)目數(shù)目 1111、機(jī)構(gòu)中速度瞬心、機(jī)構(gòu)中速度瞬心 位置的確定位置的確定 12 12、三心定理、三心定理22一、基本知識(shí)與概念 13、移動(dòng)副的摩擦和自鎖23一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1414、轉(zhuǎn)動(dòng)副軸頸的摩擦和自鎖、轉(zhuǎn)動(dòng)副軸頸的摩擦和自鎖 2415、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）函數(shù)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）函數(shù)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)RRR1203000cos()cos()cos()()25（2）按從動(dòng)件急回運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)）按從動(dòng)件急回運(yùn)

10、動(dòng)設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)26（2）軌跡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)）軌跡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)UVW222Ug xdyxyeaex xdygc()cossin ()()22222222Vg xdyxyeaey xdygc()sincos ()()22222222Wgex xdydy22sin ()cot arccos() /egbge222227二、例題分析例例1 如圖所示鉸鏈四桿機(jī)如圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)度為：構(gòu)中，已知各桿長(zhǎng)度為：1、說(shuō)明該機(jī)構(gòu)為什么有曲柄，指明哪個(gè)構(gòu)件為、說(shuō)明該機(jī)構(gòu)為什么有曲柄，指明哪個(gè)構(gòu)件為曲柄；曲柄；2、以曲柄為原動(dòng)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，是否、以曲柄為原動(dòng)件作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，是否存在急回運(yùn)動(dòng)，若存在，確定其

11、極位夾角，計(jì)存在急回運(yùn)動(dòng)，若存在，確定其極位夾角，計(jì)算行程速比系數(shù)；算行程速比系數(shù)；3、若以構(gòu)件、若以構(gòu)件AB為原動(dòng)件，為原動(dòng)件，試畫(huà)出該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角和最大傳動(dòng)角的位試畫(huà)出該機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角和最大傳動(dòng)角的位置；置；4、回答：在什么情況下此機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置？、回答：在什么情況下此機(jī)構(gòu)有死點(diǎn)位置？mmlAB20mmlBC60mmlCD85mmlAD5028二、例題分析 2221()cos2cdbaADCcd2222()cos2cdbaADCcdmax21ADCADC 2212max2cosCCccc c 22212()()cos2babaCCcd222min222max()cos2()cos2b

12、cdabcbcadbcminminminmax180180180K29二、例題分析例題 設(shè)計(jì)如圖所示一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊的行程速比系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程lc1c2=50mm，導(dǎo)路的偏距e=20mm，求曲柄的長(zhǎng)度lAB和連桿的長(zhǎng)度lBC 。30二、例題分析11801KKabAC1abesinsinsin1HACsin22eHabcos)(2)()(22222abababH21)sincos1(212HeHa121cos12()2sinHebH31CDl3090 ABlBCl 例題例題 如圖所示，設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已如圖所示，設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿知其搖桿CD的行程速比系數(shù)的行程

13、速比系數(shù)K=1，搖桿的長(zhǎng)度，搖桿的長(zhǎng)度150mm，搖桿的極限位置與機(jī)架所成的角度，搖桿的極限位置與機(jī)架所成的角度=和和，求曲柄的長(zhǎng)度，求曲柄的長(zhǎng)度和連桿的長(zhǎng)度和連桿的長(zhǎng)度32315060tan cd222222300)3150(150dcab2222222cos303150(150 3)2 150 15031502bacdcd 300ba150ba 75amm 225bmm解法（解法（1）解法（解法（2）33二、例題分析 例4 圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知各桿件的尺寸和各轉(zhuǎn)動(dòng)副的半徑r，以及各運(yùn)動(dòng)副的摩擦系數(shù)f，作用在滑塊上的水平阻力為Q，試通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)圖示位置的受力分析（不計(jì)各構(gòu)件重量及慣性力），

14、確定作用在點(diǎn)B并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。 34二、例題分析 例5 如下圖所示的齒輪連桿機(jī)構(gòu)中，已知構(gòu)件1的角速度為1，利用速度瞬心法求圖示位置構(gòu)件3的角速度3。 35二、例題分析二、例題分析1234513113 1531335PvP PP P3113 151335/P PP P36二、例題分析 例例6 在下圖所示夾具中，已知偏心盤(pán)在下圖所示夾具中，已知偏心盤(pán)半徑半徑R R，其回轉(zhuǎn)軸頸直徑其回轉(zhuǎn)軸頸直徑d d，楔角楔角，尺寸尺寸a a，b b及及l(fā) l，各接觸面間的摩擦系數(shù)，各接觸面間的摩擦系數(shù)f f，軸頸處當(dāng)軸頸處當(dāng)量摩擦系數(shù)量摩擦系數(shù)f f v。試求：試求： 1. 當(dāng)工作面需加緊力

15、當(dāng)工作面需加緊力Q Q時(shí)，在手柄上需加時(shí)，在手柄上需加的力的力P P； 2. 夾具在夾緊時(shí)的機(jī)械效率夾具在夾緊時(shí)的機(jī)械效率； 3. 夾具在驅(qū)動(dòng)力夾具在驅(qū)動(dòng)力P P 作用下不發(fā)生自鎖，作用下不發(fā)生自鎖，而在夾緊力而在夾緊力Q Q為驅(qū)動(dòng)力時(shí)自鎖的條件。為驅(qū)動(dòng)力時(shí)自鎖的條件。 37二、例題分析38 1) 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇和凸輪輪廓的設(shè)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇和凸輪輪廓的設(shè) 計(jì)原理；計(jì)原理； 2) 尖頂、滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪設(shè)計(jì)；尖頂、滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪設(shè)計(jì)； 3) 尖頂、滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪設(shè)計(jì)；尖頂、滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪設(shè)計(jì)； 4) 平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪設(shè)計(jì)；平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪設(shè)計(jì)

16、； 5) 盤(pán)形凸輪基本尺寸的確定。盤(pán)形凸輪基本尺寸的確定。 本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容反轉(zhuǎn)法及凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)反轉(zhuǎn)法及凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第四章第四章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)39一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1 1、凸輪基圓、凸輪基圓 2 2、偏距、偏距 3 3、偏距圓、偏距圓 4 4、從動(dòng)件行程、從動(dòng)件行程 5 5、從動(dòng)件推程、從動(dòng)件推程 6 6、從動(dòng)件回程、從動(dòng)件回程 7 7、從動(dòng)件遠(yuǎn)、從動(dòng)件遠(yuǎn)( (近近) )休程休程 8 8、剛性沖擊、剛性沖擊 9 9、柔性沖擊、柔性沖擊 10 10、無(wú)沖擊、無(wú)沖擊40一、基本知識(shí)與概念 11 11、凸輪輪廓設(shè)計(jì)的基本原理、凸

17、輪輪廓設(shè)計(jì)的基本原理 12 12、凸輪的理論輪廓、凸輪的理論輪廓 13 13、凸輪的工作輪廓（實(shí)際輪廓）、凸輪的工作輪廓（實(shí)際輪廓） 14 14、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 及其許用值及其許用值 15 15、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) 16 16、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) 17 17、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) 18 18、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與基圓半徑的、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與基圓半徑的 關(guān)系關(guān)系 19 19、偏置凸輪機(jī)構(gòu)的偏置方向的確定、偏置凸輪機(jī)構(gòu)的偏置方向的確定41二、例題分析例例1 圖示直動(dòng)滾子盤(pán)形凸輪圖示直動(dòng)滾子

18、盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，其凸輪實(shí)際廓線為一機(jī)構(gòu)，其凸輪實(shí)際廓線為一以以C點(diǎn)為圓心的圓形，點(diǎn)為圓心的圓形，O為其為其回轉(zhuǎn)中心，回轉(zhuǎn)中心，e為其偏距，滾子為其偏距，滾子中心位于中心位于B0點(diǎn)時(shí)為該凸輪的點(diǎn)時(shí)為該凸輪的起始位置。試畫(huà)圖（應(yīng)有必起始位置。試畫(huà)圖（應(yīng)有必要的說(shuō)明）求出：要的說(shuō)明）求出： 1、凸輪的理論輪廓、凸輪的理論輪廓；2、凸輪的基圓；凸輪的基圓；3 3、凸輪的偏距圓；、凸輪的偏距圓；42二、例題分析 4、當(dāng)滾子與凸輪實(shí)際廓線在、當(dāng)滾子與凸輪實(shí)際廓線在B1 點(diǎn)接觸時(shí)，點(diǎn)接觸時(shí)，所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角1； 5、當(dāng)滾子中心位于當(dāng)滾子中心位于B2點(diǎn)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的凸輪點(diǎn)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的凸輪機(jī)構(gòu)的壓力

19、角機(jī)構(gòu)的壓力角2及及從動(dòng)件推桿的位移（以滾子中從動(dòng)件推桿的位移（以滾子中心位于心位于B0點(diǎn)時(shí)為點(diǎn)時(shí)為位移起始參考點(diǎn)位移起始參考點(diǎn)）； 6、凸輪的最大壓力角、凸輪的最大壓力角max。43二、例題分析1.2.44二、例題分析3.4.45二、例題分析5.6.46 1)1)齒廓嚙合基本定律、共軛齒廓的形成、漸齒廓嚙合基本定律、共軛齒廓的形成、漸 開(kāi)線的性質(zhì)；開(kāi)線的性質(zhì)； 2)2)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺 寸計(jì)算；寸計(jì)算； 3) 3) 漸開(kāi)線齒廓的加工原理、根切與變位；漸開(kāi)線齒廓的加工原理、根切與變位； 4) 4) 一對(duì)漸開(kāi)線齒輪的嚙合傳動(dòng)；一對(duì)漸開(kāi)線齒輪

20、的嚙合傳動(dòng)； 5) 5) 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)的計(jì)算直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)的計(jì)算第五章第五章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)47一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1 1、齒廓嚙合基本定律、齒廓嚙合基本定律 2 2、節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn) 3 3、節(jié)圓、節(jié)圓 4 4、共軛齒廓、共軛齒廓 5 5、漸開(kāi)線的形成、漸開(kāi)線的形成 6 6、漸開(kāi)線的性質(zhì)、漸開(kāi)線的性質(zhì) 7 7、漸開(kāi)線的方程、漸開(kāi)線的方程 8 8、漸開(kāi)線函數(shù)、漸開(kāi)線函數(shù)KKKKbKrrtan=invcos/=kKKKtan=48一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)

21、與概念 9 9、漸開(kāi)線齒廓嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)、漸開(kāi)線齒廓嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn) 1010、齒輪的各部分名稱、齒輪的各部分名稱 齒頂圓，齒根圓，齒厚，齒槽寬，齒距齒頂圓，齒根圓，齒厚，齒槽寬，齒距(周周節(jié)節(jié))，分度圓，齒頂高，齒根高，全齒高。，分度圓，齒頂高，齒根高，全齒高。49一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1111、漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù)、漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù) 齒數(shù)齒數(shù)Z； 模數(shù)模數(shù)m； 分度圓壓力角分度圓壓力角 ； 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù) ； 徑向間隙系數(shù)徑向間隙系數(shù) 。ha*,.10 25 c*3 . 0c , 8 . 0*ah正常齒標(biāo)準(zhǔn)正常齒標(biāo)準(zhǔn) ：短齒標(biāo)準(zhǔn)短齒標(biāo)準(zhǔn) ：*ah* c50一、基本知

22、識(shí)與概念 1212、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何、漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸尺寸 可參見(jiàn)可參見(jiàn)CAI或教材中的漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱或教材中的漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸公式表。齒輪幾何尺寸公式表。51一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 13、漸開(kāi)線齒廓的加工原理 52一、基本知識(shí)與概念 13、漸開(kāi)線齒廓的加工原理 b）變位齒輪加工： 53一、基本知識(shí)與概念 14、漸開(kāi)線齒輪加工中的幾個(gè)問(wèn)題 根切產(chǎn)生的原因：54一、基本知識(shí)與概念 1414、漸開(kāi)線齒輪加工中的幾個(gè)問(wèn)題、漸開(kāi)線齒輪加工中的幾個(gè)問(wèn)題 用齒條刀加工漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)zmin為：當(dāng) 、=20時(shí)，zmin=17。因

23、此，齒數(shù)小于17的漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪會(huì)產(chǎn)生根切。zhamin*sin22ha* 155一、基本知識(shí)與概念 14、漸開(kāi)線齒輪加工中的幾個(gè)問(wèn)題 避免根切的方法： 不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)xmin： 避免根切的方法可有： a）選用 的齒數(shù)； b）采用 的變位齒輪； c）改變齒形參數(shù)，如減小 或加大均可使zmin減小，以避免根切，但是這要更換刀具，增加生產(chǎn)成本，故不宜采用。xhzzzamin*minmin()minzz minxx ha*56一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1414、漸開(kāi)線齒輪加工中的幾個(gè)問(wèn)題、漸開(kāi)線齒輪加工中的幾個(gè)問(wèn)題 避免根切的方法可有：避免根切的方法可有： 1. 當(dāng)當(dāng)z0； 2

24、. 當(dāng)當(dāng)zzmin時(shí)，允許有一定的負(fù)變位時(shí)，允許有一定的負(fù)變位(x1。重。重合度合度值越大，齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性和平穩(wěn)性越好，值越大，齒輪傳動(dòng)的連續(xù)性和平穩(wěn)性越好，一般齒輪傳動(dòng)的許用重合度一般齒輪傳動(dòng)的許用重合度=1.31.4，即要求，即要求。 重合度的基本概念重合度的基本概念 ：實(shí)際嚙合線實(shí)際嚙合線 與基圓與基圓齒距齒距Pb的比值稱為重合度，用的比值稱為重合度，用表示：表示：B B12121bPBB62一、基本知識(shí)與概念 15、漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)計(jì)算 重合度的基本概念 ：63一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 15 15、漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)計(jì)算、漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)計(jì)算 實(shí)際嚙合線：實(shí)際嚙合線：

25、 上圖為一對(duì)外嚙合直齒圓柱齒上圖為一對(duì)外嚙合直齒圓柱齒輪，圖中主動(dòng)輪輪，圖中主動(dòng)輪1推動(dòng)前一對(duì)輪齒在推動(dòng)前一對(duì)輪齒在K點(diǎn)嚙合尚未點(diǎn)嚙合尚未脫開(kāi)時(shí)，后一對(duì)輪齒即在脫開(kāi)時(shí)，后一對(duì)輪齒即在B2點(diǎn)點(diǎn)(從動(dòng)輪從動(dòng)輪2的齒頂圓的齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)與嚙合線的交點(diǎn))開(kāi)始嚙合，線段開(kāi)始嚙合，線段 等于齒輪等于齒輪的基圓齒距，即的基圓齒距，即 =Pb1=Pb2。前一對(duì)輪齒繼續(xù)。前一對(duì)輪齒繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)到B1點(diǎn)點(diǎn)(齒輪齒輪1的齒頂圓與嚙合線交點(diǎn)的齒頂圓與嚙合線交點(diǎn))時(shí)，即時(shí)，即脫開(kāi)嚙合。線段脫開(kāi)嚙合。線段 稱為實(shí)際嚙合線，輪齒嚙合稱為實(shí)際嚙合線，輪齒嚙合只能在只能在B1B2內(nèi)進(jìn)行。內(nèi)進(jìn)行。 理論嚙合線：理論嚙合線

26、：因基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線，實(shí)際嚙合因基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線，實(shí)際嚙合線不能超過(guò)極限嚙合點(diǎn)線不能超過(guò)極限嚙合點(diǎn)N1、N2，故，故 稱為理論稱為理論嚙合線。嚙合線。B K2B K2B B12N N1264一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 15 15、漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)計(jì)算、漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)計(jì)算 重合度的計(jì)算重合度的計(jì)算 重合度的物理意義：重合度的物理意義：重合度的大小表明同時(shí)重合度的大小表明同時(shí)參與嚙合輪齒對(duì)數(shù)的平均值，如參與嚙合輪齒對(duì)數(shù)的平均值，如1，表明始終，表明始終只有一對(duì)輪齒嚙合。如只有一對(duì)輪齒嚙合。如 0 ，可以減小機(jī)構(gòu)尺，可以減小機(jī)構(gòu)尺寸，減輕輪齒的磨損，提高承載能力，還可以配寸，減輕輪齒的磨

27、損，提高承載能力，還可以配湊并滿足不同中心距的要求。湊并滿足不同中心距的要求。 負(fù)傳動(dòng)：負(fù)傳動(dòng)：x =x1+x2 0 ，可以配湊不同的，可以配湊不同的中心距，但是其承載能力和強(qiáng)度都有所下降。中心距，但是其承載能力和強(qiáng)度都有所下降。70一、基本知識(shí)與概念 16、變位齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型、應(yīng)用與變位系數(shù)的選擇 變位齒輪的應(yīng)用 a)避免輪齒根切：為使齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)減少小齒輪的齒數(shù)，當(dāng)z 的正傳動(dòng)的正傳動(dòng)時(shí)，可提高齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，若適當(dāng)時(shí)，可提高齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，若適當(dāng)選擇變位系數(shù)，能降低滑動(dòng)系數(shù)，提高齒輪的耐選擇變位系數(shù)，能降低滑動(dòng)系數(shù)，提高齒輪的耐磨損和抗膠合能力。磨損和抗膠合

28、能力。 d)修復(fù)已磨損的舊齒輪：修復(fù)已磨損的舊齒輪：齒輪傳動(dòng)中，一般齒輪傳動(dòng)中，一般小齒輪磨損較嚴(yán)重，大齒輪磨損較輕，若利用負(fù)小齒輪磨損較嚴(yán)重，大齒輪磨損較輕，若利用負(fù)變位修復(fù)磨損較輕的大齒輪齒面，重新配制一個(gè)變位修復(fù)磨損較輕的大齒輪齒面，重新配制一個(gè)正變位的小齒輪，可節(jié)省一個(gè)大齒輪的制造費(fèi)用，正變位的小齒輪，可節(jié)省一個(gè)大齒輪的制造費(fèi)用，還能改善其傳動(dòng)性能。還能改善其傳動(dòng)性能。 72一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成73一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒輪的基本參數(shù)：在斜齒輪加工中，一般多用滾齒或銑齒法，此時(shí)刀具沿斜齒輪的螺旋線方向進(jìn)刀，因而斜

29、齒輪的法面參數(shù)如mn、n、h*an和c*n等均與刀具參數(shù)相同，是標(biāo)準(zhǔn)值。而斜齒輪的齒面為漸開(kāi)線螺旋面，其端面齒形為漸開(kāi)線。一對(duì)斜齒輪嚙合，在端面看與直齒輪相同，因此斜齒輪的幾何尺寸如d、da、db、df等的計(jì)算又應(yīng)在端面上進(jìn)行。74一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒輪的基本參數(shù)： a)法面模數(shù)mn與端面模數(shù)：mn=mtcos ，式中為斜齒條的傾斜角即為斜齒輪分度圓柱上的螺旋角。 b)法面齒頂高系數(shù)h*an與端面齒頂高系數(shù)h*at： c)法面頂隙系數(shù)c*n與端面頂隙系數(shù)c*t： c*t=c*ncos d)法面壓力角n與端面壓力角t： tann=tantcos cos/*antnan

30、athmmhh75一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒輪的基本參數(shù)： e)法面變位系數(shù)xn與端面變位系數(shù)xt： xt=xncos f)分度圓柱螺旋角與基圓柱螺旋角b tbcostantan76一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算：斜齒輪的幾何尺寸計(jì)算應(yīng)在端面內(nèi)進(jìn)行，從端面看，斜齒輪嚙合與直齒輪完全相同，所以只要把端面參數(shù)代入直齒輪計(jì)算公式，即得斜齒輪計(jì)算公式，具體可查閱相關(guān)書(shū)中的計(jì)算公式。當(dāng)其中的xn1、xn2均為0時(shí)，即為標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)。由于斜齒輪傳動(dòng)中心距的配湊可以通過(guò)改變螺旋角來(lái)實(shí)現(xiàn)，而且變位斜齒輪比標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪的承載能力提高的也不顯著，因而生產(chǎn)

31、中變位斜齒輪較少應(yīng)用。77一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒輪的正確嚙合條件： a)模數(shù)相等： mn1=mn2 或 mt1=mt2 b)壓力角相等： n1=n2 或 t1=t2 c)螺旋角大小相等：外嚙合時(shí)應(yīng)旋向相反，內(nèi)嚙合時(shí)應(yīng)旋向相同。即1=2 (其中“”號(hào)用于內(nèi)嚙合， “”用于外嚙合)。 斜齒輪傳動(dòng)的重合度 ：等于端面重合度 與軸面重合度 之和。 )tan2(tan2)tan1(tan121tatztatznmB/sin78一、基本知識(shí)與概念 17、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 斜齒輪的法面齒形及當(dāng)量齒數(shù)： 斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)： a)嚙合性能好，承載能力大。傳動(dòng)時(shí)，輪齒一端先進(jìn)入嚙合，接

32、觸線逐漸增長(zhǎng)，又逐漸縮短直至脫離嚙合。而且嚙合時(shí)，輪齒總剛度變化小，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)小，故傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊和噪音小。另一方面由于重合度較大，總接觸線長(zhǎng)度大，因而其承載能力也比直齒輪為高。322coscoscos22zmzmmrmzntnnv79二、例題分析例例1 圖中給出了兩對(duì)齒圖中給出了兩對(duì)齒輪的齒頂圓和基圓，試輪的齒頂圓和基圓，試分別在此二圖上畫(huà)出齒分別在此二圖上畫(huà)出齒輪的嚙合線，并標(biāo)出：輪的嚙合線，并標(biāo)出：極限嚙合點(diǎn)極限嚙合點(diǎn) 、 ，實(shí)，實(shí)際嚙合的開(kāi)始點(diǎn)和終止際嚙合的開(kāi)始點(diǎn)和終止點(diǎn)點(diǎn) 、 ，嚙合角，嚙合角 ，節(jié)圓和節(jié)點(diǎn)節(jié)圓和節(jié)點(diǎn)P P，并標(biāo)出并標(biāo)出二齒輪的轉(zhuǎn)向。二齒輪的轉(zhuǎn)向。 111N1N2N2N

33、1B1B2B2BPPN1N2B1B280二、例題分析例例2 用齒條刀具加工一直齒圓柱齒輪。已用齒條刀具加工一直齒圓柱齒輪。已知被加工齒輪輪坯的角速度知被加工齒輪輪坯的角速度 ，刀，刀具移動(dòng)速度為具移動(dòng)速度為 ，刀具的模，刀具的模數(shù)數(shù) ，壓力角，壓力角 。 1) 求被加工齒輪的齒數(shù)；求被加工齒輪的齒數(shù)； 2)若齒條分度線與被加工齒輪中心的若齒條分度線與被加工齒輪中心的距離為距離為7777mm，求被加工齒輪的分度圓齒厚；求被加工齒輪的分度圓齒厚； 3)若已知該齒輪與大齒輪若已知該齒輪與大齒輪2 2相嚙合時(shí)的相嚙合時(shí)的傳動(dòng)比傳動(dòng)比 ，當(dāng)無(wú)齒側(cè)間隙的準(zhǔn)確安裝，當(dāng)無(wú)齒側(cè)間隙的準(zhǔn)確安裝時(shí)，中心距時(shí)，中心距

34、 ，求這兩個(gè)齒輪的節(jié)，求這兩個(gè)齒輪的節(jié)圓半徑圓半徑 、 及嚙合角及嚙合角 。 srad /51sm/375. 0mmm1020412imma3771r2r81刀vr112/11mzr 15)1510/(3752/211mvz刀mmrLxm2757712 . 010/2/mxmxmmtgmxtgs164.1710)202 . 022/()22/(601541122ziz4122112rrimmarr37721mmr4 .751mmr6 .3012mmzzma3752/ )6015(102/ )(2193471. 0377/20cos375/coscosaa819.2082二、例題分析例例3 設(shè)已

35、知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳設(shè)已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，動(dòng)， , , ， ， ， ， ， 。試求：。試求： ， 及及 之值。之值。 201z402zmmmn820n30mmB301*ahabmmzzman136.277)4020(30cos28)(cos2217422 30cos20costgarctgtgarctgnt75318175.184217422cos75.18421arccoscosarccosarccos*111111naabtmhrrrr45278150.369217422cos50.36921arccoscosarccosarccos*222222naabtmhrrrr83n

36、tattatmBtgtgztgtgzsin)(2)(22211130sin3020(315722 47 )40(27 5422 47 )1.9428tgtgtgtg2287422cos20cos30cosarccoscoscoscosarccostnb5 . 030sinsin84 1) 1) 輪系傳動(dòng)比的計(jì)算；輪系傳動(dòng)比的計(jì)算； 2) 2) 行星輪系的設(shè)計(jì)。行星輪系的設(shè)計(jì)。 本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容輪系傳動(dòng)比的計(jì)算輪系傳動(dòng)比的計(jì)算第六章第六章 輪系及其設(shè)計(jì)輪系及其設(shè)計(jì)85一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 1 1、定軸輪系、定軸輪系 2 2、周轉(zhuǎn)輪系、周轉(zhuǎn)輪系 3 3、

37、差動(dòng)輪系、差動(dòng)輪系 4 4、行星輪系、行星輪系 5 5、混合輪系、混合輪系 6 6、基本構(gòu)件、基本構(gòu)件 7 7、輪系的傳動(dòng)比、輪系的傳動(dòng)比 8 8、定軸輪系的傳動(dòng)比、定軸輪系的傳動(dòng)比86一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 9 9、平面定軸輪系、平面定軸輪系 10 10、空間定軸輪系、空間定軸輪系 11 11、平面定軸輪系轉(zhuǎn)向的確定、平面定軸輪系轉(zhuǎn)向的確定 12 12、空間定軸輪系轉(zhuǎn)向的確定、空間定軸輪系轉(zhuǎn)向的確定87一、基本知識(shí)與概念一、基本知識(shí)與概念 13 13、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比、周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比 求解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比最常用方法的是轉(zhuǎn)化機(jī)求解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比最常用方法的是轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法，其基本思想

38、是設(shè)法把周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸構(gòu)法，其基本思想是設(shè)法把周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，然后間接地利用定軸輪系的傳動(dòng)比公式來(lái)輪系，然后間接地利用定軸輪系的傳動(dòng)比公式來(lái)求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。8813131313113) 1(zzzziHHHHH89積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘到從積所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘到從KAKAiHKHAHKHAHAK9031331zziHH 特別當(dāng)特別當(dāng)01 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)03 時(shí)時(shí)13111zziHH 91AHHAHHAHKHAHAKii110HAKAHii192一、基本知識(shí)與概念 16、混合輪系的傳動(dòng)比H 系桿系桿系桿回轉(zhuǎn)方向系桿回轉(zhuǎn)方向H 隨機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)隨機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)于系桿相當(dāng)

39、于系桿93行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)目的選擇行星輪系各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)目的選擇1、傳動(dòng)比條件、傳動(dòng)比條件行星輪系必須能實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比行星輪系必須能實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比Hi11313111zziiHH 113)1(zizH 根據(jù)傳動(dòng)比確定各齒輪的齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比確定各齒輪的齒數(shù)1 H 1z2z3z942、同心條件、同心條件系桿的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與中心輪的軸線相重合系桿的回轉(zhuǎn)軸線應(yīng)與中心輪的軸線相重合若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動(dòng)，則同若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或高度變位齒輪傳動(dòng)，則同心條件為心條件為23rr 2321zzzz 2/ )2(2/ )(11132 Hizzzz上式表明兩中心輪的齒數(shù)應(yīng)同時(shí)為奇數(shù)或偶數(shù)上式

40、表明兩中心輪的齒數(shù)應(yīng)同時(shí)為奇數(shù)或偶數(shù)21rr 95例例1 某傳動(dòng)裝置如圖所示，已知：某傳動(dòng)裝置如圖所示，已知：z1=60，z2=48， z2=80，z3=120， z3=60，z4=40，蝸桿，蝸桿z4=2（右旋），渦輪（右旋），渦輪z5=80，齒輪，齒輪z5=65，模數(shù)，模數(shù)m=5 mm。主動(dòng)。主動(dòng)輪輪1的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為n1=240 r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求齒條，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求齒條6的移動(dòng)速度的移動(dòng)速度v6的大小的大小和方向。和方向。 322608060804012048432154325115zzzzzzzznni3224015155innn605 . 7260255n7.5 r

41、/min =0.785 rad/s 785. 0655212155556mzrv=127.6 mm/s 96例例262331133121zzzizzz 464634411zziiHHHH3611141HHzzizzi 97例例331424114zzzznni46164141411zzinniHHH79279272711zzinniHHH44 nn71nnH226912411 347(1)(1)HHzznz zinz zzz22116049131167(1)(1)28.5836236994HHnin22113549124.19 r/min28.58HHnni981223

42、4H1z2z2zHz4z14i如圖所示輪系，已知各輪齒數(shù)為：如圖所示輪系，已知各輪齒數(shù)為：=25，=50，=25，=100，=50，各齒輪模數(shù)相同。求傳動(dòng)比，各齒輪模數(shù)相同。求傳動(dòng)比例例41002550252213zzzz925251005011121321311zzzzinniHHH2110050444HHHzznni5 . 421941414114nnnnnniiiHHHH99例例51z2z3z1z4z3z4z5zABi如圖所示輪系，已知如圖所示輪系，已知=30，=30，=90，=20，=30，=40，=30，=15。求。求的大小及轉(zhuǎn)向？的大小及轉(zhuǎn)向？ 33090133113zznnnni

43、BBB3230204111414zznnnniA3430404333434zznnnniA34323BABAnnnn33. 5316BAABnniAB11nn44AnnnBHnn33nn100例例61z2z2z3z3z4z5z15i如圖所示電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器，已知各輪齒數(shù)=26，=50，=18，=94，=18，=35，=88，求 51523133512nnz zinnz z 35535353zznnnni5353nzzn11888118269450113521325115zzzzzznni=60.14101H423151例例711zz24zz35zz1Hi如圖所示輪系，已知各輪齒數(shù)如圖所示輪系，

44、已知各輪齒數(shù)=40，=30，=100。求。求=? 5311513511001113.540zniinz 5 . 315nn 5 . 240100155151zznnnniHHH5 . 25 . 311HHnnnn244911HHnni102AB12345An2356BnH例例81z2z2z3z3z4z5z5z6zAnBnHn如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：=90，=60，=30，=30，=24，=18，=60，=36，=32，運(yùn)動(dòng)從，運(yùn)動(dòng)從A，B兩軸輸入，由構(gòu)件兩軸輸入，由構(gòu)件H輸出。已知輸出。已知:=100 r/min，=900 r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求

45、輸出軸，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求輸出軸H的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)向。的大小和轉(zhuǎn)向。252460355353zznnnniHHH323090306021323113zzzznni33133150 / min22Annnnr 9836325656565zznnnniB58800 / min9Bnnr 25800150HHnnHn-528.57 r/min 1031234562H1H1n4n652zzz1z3z4z例例9 如圖所示輪系，已知齒輪如圖所示輪系，已知齒輪1的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速=1650 r/min，齒輪，齒輪4的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速=1000 r/min，所有齒輪都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，模數(shù)相同且，所有齒輪都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，模

46、數(shù)相同且=20。求輪系未知齒輪的齒數(shù)。求輪系未知齒輪的齒數(shù)3121240zzzz465260zzz346020111462462424zzinniHHH234331000750 / min44Hnnnr141000 / minHnnr1113131111340zzzznnnniHHH1140100075010001650zz 1n=1650r/min1z3z1z=25，則=+40=65。 104例例101z1z2z3z3z4z4z5z15i如圖所示，已知各輪齒數(shù)為如圖所示，已知各輪齒數(shù)為=24，=30，=95，=89， =102，=80，=40，=17。求。求的大小及轉(zhuǎn)向？的大小及轉(zhuǎn)向？ 31

47、40102178043545353zzzznnnniHHH2495122112zznni212495Hnnn 3089133113zznni3313089nnn 31)9524()9524(89301511nnnn2 .14096/8455/5115nni1051z1z2z3z3z4z5z5zAnBn例例11 如圖所示，已知各輪齒數(shù)為如圖所示，已知各輪齒數(shù)為=40，=70，=20，=30， =10，=40，=50，=20，=100r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。求軸，轉(zhuǎn)向如圖所示。求軸B的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速的大小及轉(zhuǎn)向？的大小及轉(zhuǎn)向？12343551AB510503543545353zzzzzznnnniB

48、BB4030133113zznni33nn340034341Ann= 7270201555115zznnnniA350275Ann53503400BBnnBn=269.4r/min 1061500n118z 236z218z 3578zz322z 566z3z例例12 如如圖圖所示輪系中，已知齒輪所示輪系中，已知齒輪1的轉(zhuǎn)速為的轉(zhuǎn)速為其回轉(zhuǎn)方向如圖中箭頭所示。各齒輪的齒數(shù)為其回轉(zhuǎn)方向如圖中箭頭所示。各齒輪的齒數(shù)為1.如果組成此輪系的所有直齒圓柱齒輪均為模數(shù)相同的如果組成此輪系的所有直齒圓柱齒輪均為模數(shù)相同的 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，求齒輪的齒數(shù)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，求齒輪的齒數(shù)2. 計(jì)算系桿計(jì)算系桿H的

49、轉(zhuǎn)速，并確定其回轉(zhuǎn)方向。的轉(zhuǎn)速，并確定其回轉(zhuǎn)方向。轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，分， 2213zzzz=18+36+18=72 81818723621323113zzzznnnniHHH32266355353zznnnniHHH135535353 zznnnni11500602525Hnn107本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容其他常用機(jī)構(gòu)的基本特點(diǎn)其他常用機(jī)構(gòu)的基本特點(diǎn) 掌握棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、掌握棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。萬(wàn)向鉸鏈機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。 第七章第七章 其他常用機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)108基本知識(shí)與概念基本知識(shí)與概念 舉出五種主動(dòng)件進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)

50、，從動(dòng)舉出五種主動(dòng)件進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 六桿間歇機(jī)構(gòu)六桿間歇機(jī)構(gòu) 109 1) 機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型的建立；機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型的建立； 2) 機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律；機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 3) 機(jī)械周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)。機(jī)械周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)。 本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容本章重點(diǎn)要求掌握的內(nèi)容基本知識(shí)與概念及計(jì)算分析基本知識(shí)與概念及計(jì)算分析第八章第八章 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)110階段名稱階段名稱運(yùn)動(dòng)特征運(yùn)動(dòng)特征功能關(guān)系功能關(guān)系起起動(dòng)動(dòng)角速度角速

51、度由零逐漸上升至穩(wěn)由零逐漸上升至穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平均角速度定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平均角速度mm穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)角速度角速度在某一平均值在某一平均值mm上、下作周期性波動(dòng)。在特上、下作周期性波動(dòng)。在特殊條件下殊條件下=常值。常值。在一個(gè)周期內(nèi)在一個(gè)周期內(nèi) 停車(chē)停車(chē)角速度角速度由由mm逐漸減小至零。逐漸減小至零。0drWWE0drWWE0drWWE m t 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)起動(dòng)停車(chē)停車(chē)起動(dòng)起動(dòng) m t 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)停車(chē)停車(chē)111機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型機(jī)械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型 等效轉(zhuǎn)化的原則：等效構(gòu)件的等效質(zhì)量等效轉(zhuǎn)化的原則：等效構(gòu)件的等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量具有的動(dòng)能等于原機(jī)械系統(tǒng)或等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量具有的動(dòng)能

52、等于原機(jī)械系統(tǒng)的總動(dòng)能；等效構(gòu)件上作用的等效力或力矩的總動(dòng)能；等效構(gòu)件上作用的等效力或力矩產(chǎn)生的瞬時(shí)功率等于原機(jī)械系統(tǒng)所有外力產(chǎn)產(chǎn)生的瞬時(shí)功率等于原機(jī)械系統(tǒng)所有外力產(chǎn)生的瞬時(shí)功率之和。生的瞬時(shí)功率之和。 把具有等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其上把具有等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其上作用有等效力或等效力矩的等效構(gòu)件稱為機(jī)作用有等效力或等效力矩的等效構(gòu)件稱為機(jī)械系統(tǒng)的械系統(tǒng)的等效動(dòng)力學(xué)模型等效動(dòng)力學(xué)模型。一、等效動(dòng)力學(xué)模型一、等效動(dòng)力學(xué)模型112二、等效參數(shù)的確定二、等效參數(shù)的確定 等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以根據(jù)等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以根據(jù)等效原則：等效構(gòu)件所具有的動(dòng)能等于等效原則：等效構(gòu)件所具有的動(dòng)能等

53、于原機(jī)械系統(tǒng)的總動(dòng)能來(lái)確定。原機(jī)械系統(tǒng)的總動(dòng)能來(lái)確定。 對(duì)于具有對(duì)于具有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械系統(tǒng)，構(gòu)件個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械系統(tǒng)，構(gòu)件i上的質(zhì)量為上的質(zhì)量為mi，相對(duì)質(zhì)心相對(duì)質(zhì)心Ci的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JCi,質(zhì)心質(zhì)心Ci的速度為的速度為 vC i,構(gòu)件的角速度為構(gòu)件的角速度為 ，則，則系統(tǒng)所具有的動(dòng)能為：系統(tǒng)所具有的動(dòng)能為： iniiCiCiiJvmE12221211、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量113 當(dāng)選取角速度為當(dāng)選取角速度為 的回的回轉(zhuǎn)構(gòu)件為等效構(gòu)件時(shí)，等效轉(zhuǎn)構(gòu)件為等效構(gòu)件時(shí)，等效構(gòu)件的動(dòng)能為：構(gòu)件的動(dòng)能為：221eeJE 根據(jù)等效原則：根據(jù)等效原則：EEe得等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣

54、量：得等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：niiCiCiieJvmJ122114 當(dāng)選取移動(dòng)速度為當(dāng)選取移動(dòng)速度為 的滑件為等效構(gòu)件時(shí)，等的滑件為等效構(gòu)件時(shí)，等效構(gòu)件的動(dòng)能為：效構(gòu)件的動(dòng)能為：v221vmEee根據(jù)等效原則：根據(jù)等效原則：EEe得等效質(zhì)量：得等效質(zhì)量：niiCiCiievJvvmm1221152、等效力和等效力矩、等效力和等效力矩 設(shè)具有設(shè)具有n個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械系統(tǒng)，構(gòu)件個(gè)活動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械系統(tǒng)，構(gòu)件i上上的作用力為的作用力為Fi，力矩為，力矩為Mi，F(xiàn)i作用點(diǎn)的速度作用點(diǎn)的速度vi， Fi的方向與速度的方向與速度vi的夾角為的夾角為 ，構(gòu)件的，構(gòu)件的角速度為角速度為 ，則系統(tǒng)所具有的瞬時(shí)功率之，則系統(tǒng)

55、所具有的瞬時(shí)功率之和為：和為： ii1(cos)nii iiiiPFvMeePM等效構(gòu)件的瞬時(shí)功率為：等效構(gòu)件的瞬時(shí)功率為： 116根據(jù)上述等效原則：根據(jù)上述等效原則：ePP 1cos()()niieiiiivMFM1cos()()niieiiiivFFMvveeP = F v或：或：117niiCiCiieJvmJ122niiCiCiievJvvmm1221cos()()niieiiiivMFM1cos()()niieiiiivFFMvv118在已知力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)在已知力作用下機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng) 一、運(yùn)動(dòng)方程式的建立一、運(yùn)動(dòng)方程式的建立 能量形式的運(yùn)動(dòng)方程能量形式的運(yùn)動(dòng)方程 21()(-

56、)2drdJMMd2122221111()22drJJMMd能量積分形式能量積分形式能量微分形式能量微分形式等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件11921()()2drdmvFF ds2122221 111()22sdrsm vm vFF ds等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件能量微分形式能量微分形式能量積分形式能量積分形式 能量形式的運(yùn)動(dòng)方程能量形式的運(yùn)動(dòng)方程12021()2drdJMMd22drddJJMMdtd等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件dddddd t ddt22drddJJMMdd 力矩（力）形式的運(yùn)動(dòng)方程力矩（力）形式的運(yùn)動(dòng)方程 21()(-)2drdJMMd12122d

57、rdvv dmmFFdtds21()2drdmvFFds等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件dvd s d vd vvdsd t d sd t22drdvv dmmvFFdsds 力矩（力）形式的運(yùn)動(dòng)方程力矩（力）形式的運(yùn)動(dòng)方程 21()()2drdmvFF ds122drdvmFFdtdrdJMMdtJm當(dāng)?shù)刃мD(zhuǎn)動(dòng)慣量當(dāng)?shù)刃мD(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效質(zhì)量和等效質(zhì)量為常數(shù)時(shí)為常數(shù)時(shí): 22drdvv dmmFFdtds22drddJJMMdtd等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件123二、機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、機(jī)械的真實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0220011()()22drJJMMd

58、02002( )( )drJMMdJJ1. 等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為等效構(gòu)件位置的函數(shù)時(shí)等效力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為等效構(gòu)件位置的函數(shù)時(shí)00( )dtt dddddtddtdtt1242. 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，等效力矩是等效構(gòu)件速度的函數(shù)時(shí)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，等效力矩是等效構(gòu)件速度的函數(shù)時(shí) ( )( )drJdtdMM00( )( )drdttJMM( )( )drdJMMd 00( )( )drdJMM tt22drddJJMMdd22drddJJMMdtd1253. 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和力矩均為常數(shù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和力矩均為常數(shù)00()drMMttJ20000()()2drMMttttJdrdJMMdt

59、等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件drMMJ126drdvmFFdt等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件等效構(gòu)件為移動(dòng)構(gòu)件00()drFFvvttm20000()()2drFFSSv ttttm4. 等效力和等效質(zhì)量均為常數(shù)等效力和等效質(zhì)量均為常數(shù)drFFam127&8-4 機(jī)械速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)械速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)128在位置在位置b b處，動(dòng)能和角速度為：處，動(dòng)能和角速度為： E Eminmin 、minmin 而在位置而在位置e e處為：處為： E Emaxmax , ,maxmax在在b-eb-e區(qū)間處盈虧功和動(dòng)能增量達(dá)到最大值：區(qū)間處盈虧功和動(dòng)能增量達(dá)到最大值： W Wmaxmax E E E Emaxm

60、ax - - E EminminJ(J(2 2maxmax - - 2 2minmin )/2 )/2 JJ2 2m m 2m axmWJ129對(duì)于具體機(jī)械系統(tǒng)，對(duì)于具體機(jī)械系統(tǒng)， Wmax 、 m 是確定的，是確定的，若加裝一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為若加裝一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為JF的飛輪，可使速度不均的飛輪，可使速度不均勻系數(shù)降低：勻系數(shù)降低：2max()FmWJJ要使要使 必須有：必須有： 2max FmWJJ1301 1）當(dāng)當(dāng)很小時(shí)，很小時(shí)， J; J; 3） JF與與m的平方成反比，即平均轉(zhuǎn)速越高，所需飛輪的轉(zhuǎn)的平方成反比，即平均轉(zhuǎn)速越高，所需飛輪的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量越小。動(dòng)慣量越小。過(guò)分追求機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的平穩(wěn)性，將