机械原理考试重点总结精品课件

平面机构的结构分析第一章2021/4/171一基本概念1运动副：两构件直接接触形成的可动联接2运动副元素：参与接触而构成运动副的点、线、面。3自由度：构件所具有的独立运动的数目4机构自由度:机构中各活动构件相对于机架的独立运动数目。5杆组：不可再分的、自由度为零的运动链2021/4/172

二.平面机构的自由度两构件用运动副联接后，彼此的相对运动受到某些约束,自由度随之减少。

低副引入两个约束！2021/4/173机构自由度的一般公式F=3n-2Pl-Ph

设一平面机构由n个构件(除机架外）组成,未构成运动副之前,这些活动构件应有3n个自由度。假设构成PL个低副和PH个高副,每引入一个约束构件就失去一个自由度,故机构自由度应为活动件自由度的总数与运动副引入约束总数之差。以F表示,则有1)复合铰链(CompoundHinge)

2)局部自由度PassiveDOF

3）虚约束RedundantConstraints

2021/4/1743.常见的虚约束：1)当不同构件上两点间的距离保持恒定，若在两点之间加上一个构件和两个转动副，虽不改变机构运动，但却引入一个虚约束。虚约束一yx2021/4/1752）两构件组成的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。x1x2ABC1234x1x22021/4/1763）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。两个轴承支持一根轴只能看作一个转动副。2021/4/1774）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动，只有一组起独立传递运动的作用，其余各组常引入虚约束。增加一个齿轮，使机构增加一个虚约束2021/4/178三平面机构具有确定运动的条件１）机构自由度F≥1。2）原动件数目等于机构自由度F。2021/4/179例题6计算图示机构自由度。1345678②④⑤⑥⑦⑧⑩①29F=3n–2PL–PH3×–2×=8111–1=①⑨⑪2021/4/17109、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:34:22PM11、人总是珍惜为得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/2/32023/2/303February202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3四平面机构的结构分析步骤：1.去除局部自由度和虚约束，高副低代，并标出原动件。2.从远离原动件的地方开始，先试拆二级杆组，不行，再试拆n＝4的杆组。当分出一个杆组后，再次试拆时，仍需从最简单的二级杆组开始试拆，直到只剩下机架和原动件为止。*杆组的增减不应改变机构的自由度。3.判断机构的级别。剩余机构不允许残存只属于一个构件的运动副和只有一个运动副的构件！2021/4/1712EE’ABCDFG例1-5试分析图示大筛机构的结构，并确定机构的级别2021/4/1713Ⅱ级机构785634912C91654378下一页2021/4/1714高副低代的一般方法：在接触点两轮廓曲率中心处，用两个转动副联接一个构件来代替这个高副。O1O2AB图１-18任意曲线轮廓的高副机构124Ao1o2B代替机构2021/4/1715高副低代的几种特例O1(b)接触轮廓之一为直线(c)O1返回2021/4/1716第二章平面机构的运动分析主要内容：

1）速度瞬心法

2）图解法求解速度和加速度

2021/4/1717一、速度瞬心法1速度瞬心：两作相对运动的刚体，其相对速度为零的重合点。绝对瞬心：两构件其一是固定的相对瞬心：两构件都是运动的P1212vA2A1vB2B1AB3三心定理:任意三个做平面运动的构件有三个瞬心,这三个瞬心在同一直线上2瞬心数为：N＝n(n-1)/22021/4/1718举例：求曲柄滑块机构的速度瞬心。∞P1432141234P12P34P13P24P23解：瞬心数为：N＝n(n-1)/2＝6n=41.作瞬心多边形圆2.直接观察求瞬心3.三心定律求瞬心2021/4/17191铰链四杆机构P24P13vP3P14P12P23P34vP13=w1lP14P13=w3lP14P34w1w31234两构件的角速度与其绝对速度瞬心至相对速度瞬心的距离成反比。②直接观察能求出4个余下的2个用三心定律求出。已知：构件1的角速度ω1和长度比例尺μl

二、速度瞬心法在机构速度分析上的应用2021/4/17202曲柄滑块机构P14P12P23P13P34∞vC=vp13=w1lAP13213ABC已知各构件的长度、位置及构件1的角速度，求滑块C的速度3做直线运动,各点的速度一样,将P13看作是滑块上的一点.2021/4/17213滑动兼滚动的高副机构P21P31P32AB123w2w3nn组成滑动兼滚动高副的两构件，其角速度与连心线被轮廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比。2021/4/1722二用相对运动图解法求机构的速度和加速度

掌握相对运动图解法，能正确地列出机构的速度和加速度矢量方程，准确地绘出速度和加速度图，并由此解出待求量。

主要内容１同一构件上两点间的速度和加速度关系２移动副两构件重合点间的速度和加速度关系３Ⅱ级机构位置图的确定４速度分析５加速度分析

2021/4/1723１pbec为速度多边形，Δbce相似ΔBCE，为速度影像;２p点为极点，速度为０的点，连接p与任一点的矢量代表同名点的绝对速度．任意两点的矢量代表同名点间的相对速度，指向与角标相反．bc代表VCB而不是VBC

３速度影像原理：当已知构件上两点的速度时，则该构件上其他任一点的速度便可利用速度影像与构件图形相似的原理求出。beABCDEw1123a1cfFp2021/4/1724πb’c’e’－加速度多边形，π－加速度极点加速度多边形的特性：①联接π点和任一点的向量代表该点在机构图中同名点的绝对加速度，指向为π→该点。②联接任意两点的向量代表该两点在机构图中同名点的相对加速度，指向与加速度的下标相反。如c’b’代表aBC而不aCB

，常用相对切向加速度来求构件的角加速度。④极点π代表机构中所有加速度为零的点。用途：根据相似性原理由两点的加速度求任意点的加速度。ABCDEw1123a1pb’b’’c’’c’’’c’2021/4/1725第三章平面连杆机构及其设计主要内容1平面连杆机构的基本形式及演化2曲柄存在的条件3机构设计§

3-1平面连杆机构的特点及其设计的基本问题2021/4/1726§3-2平面四杆机构的基本形式及其演化一、铰链四杆机构机架4连架杆1连杆2连架杆3若组成转动副的两构件能作整周相对转动,则该转动副称为整转副,否则称为摆动副.根据两联架杆为曲柄或摇杆:曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构2021/4/1727§3-3平面四杆机构的主要工作特性一、转动副为整转副的充分必要条件1.铰链四杆运动链中转动副为整转副的充分必要条件A为整转副的条件：1）组成转动副A的两个构件中必有一个为四个构件中的最短杆；2）最短构件与其他三个构件中任一构件的长度之和不大于另两构件长度之和．即最短杆与最长杆之和应小于或等于其他两构件长度之和。（杆长之和条件）2021/4/1728铰链四杆机构类型的判断条件：2）若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。1）在满足杆长之和的条件下：（2）以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构；（3）以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。（1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构；2021/4/1729二、行程速度变化系数摆角θψC1C2DAB1B2B1C2∵1>2,∴t1>t2,

v1<v2极位夹角1=180°+θ,2=180°-θ

v1=/t1

v2=/t2急回特性：从动件正反两个行程的平均速度不相等2021/4/1730

=v2/v1=（/t2）/

（/t1）

=t1/t2=1/2=（180°+θ）/（180°-θ）

从动件快行程的平均速度

—————————————

从动件慢行程的平均速度K=θ=180°（K-1）/（K+1）行程速度变化系数连杆机构从动件具有急回特性的条件极位夹角θ为从动件处于两极限位置时，曲柄所夹的锐角。2021/4/1731三、平面机构的压力角和传动角Ft=FcosαFn=Fsinα1、机构压力角:在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用α表示。ABCDαγδFvcFtFn1234驱使从动件运动的有效分力增加转动副D的径向压力2021/4/1732传动角：压力角的余角。vcABCDαγδFFtFn用γ表示,愈大对工作愈有利，采用来衡量机构传动质量.Ft=FcosαFn=Fsinα2021/4/17333机构的死点位置

在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下，当机构处于传动角γ=0°（或α=90°）的位置下，无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这个位置称为机构的死点位置。Ft=FcosαFn=FsinαBFDACvαDABCα321321DABC1Fαv下一页2021/4/1734由三个或三个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链。

由m个构件组成的复合铰链应含有(m-1)个转动副。1)复合铰链(CompoundHinge)

321CC1C2返回2021/4/17352)局部自由度（多余自由度）PassiveDOF

1、局部自由度：在机构中常会出现一种与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度（或多余自由度）。ABC3212、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。ABC3214返回2021/4/1736§平面四杆机构的设计

连杆机构设计的基本问题

机构选型－根据给定的运动要求选择机构的类型；尺度综合－确定各构件的尺度参数(长度尺寸)。

同时要满足其他辅助条件：a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合理等）;b)动力条件（如γmin）;c)运动连续性条件等。2021/4/17373-4实现连杆给定位置的平面四杆机构运动设计1.连杆位置用动铰链中心B、C两点表示连杆位置用动铰链中心B、C两点表示连杆经过三个预期位置序列的四杆机构的设计。B1C1B2C2B3C32021/4/1738行程速度变化系数摆角θψC1C2DAB1B2B1C2极位夹角1=180°+θ,2=180°-θ急回特性：从动件正反两个行程的平均速度不相等180°（K-1）（K+1）θ=按给定行程速度变化系数设计四杆机构

从动件快行程的平均速度

—————————————=

从动件慢行程的平均速度K=(180°+θ）/（180°-θ)2021/4/1739AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2AC1=BC-ABAC2=BC+AB180°（K-1）（K+1）θ=确定比例尺C1DB1C2B2AO90-90-EF(1)曲柄摇杆机构已知摇杆的长度C,摆角,K,设计此机构2021/4/1740（２）曲柄滑块机构AB1C1C2B2BCθoe900-900-H已知K，滑块行程H，偏距e，设计此机构。①θ＝180(k-1)/(k+1)②作C1C2

＝H③作射线C1O

使∠C2C1O=90°－θ,④以O为圆心，C1O为半径作圆。⑥以A为圆心，AC1为半径作弧交于E,得：作射线C2O使∠C1C2O=90°－θ。⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。l1=EC2/2C2C12021/4/1741第4章凸轮机构§41凸轮机构的应用和分类一）按凸轮的形状分二）按从动件的结构三）按凸轮与从动件的锁合方式分四）根据从动件的运动形式分2021/4/1742§4-2从动件常用运动规律1、等速运动规律2、等加速等减速运动规律3、余弦加速度规律4、正弦加速度规律2021/4/1743§4–5凸轮机构基本尺寸的确定

一、凸轮机构的压力角和自锁二、按需用压力角确定凸轮回转中心位置和基圆半径四、滚子半径的选择三、按轮廓曲线全部外凸的条件确定平底从动件盘形凸轮机构凸轮的基圆半径使滚子半径小于理论廓曲线外凸部分的最小曲率半径.2021/4/1744第五章齿轮机构及其设计§5-1齿轮机构的应用和分类§5-2齿廓啮合基本定律2021/4/17451.渐开线的形成

当直线沿一圆周作相切纯滚动时，直线上任一点的轨迹Ak，称为该圆的渐开线。AK渐开线N发生线渐开线k0k的展角O基圆rb§

5-3渐开线及渐开线齿廓2021/4/1746(2)

渐开线上任一点的法线必与其基圆相切.2.渐开线的性质(1)NK=NA）(3)发生线与基圆的切点Ｎ为渐开线在ｋ点的曲率中心，而线段NK是渐开线在点ｋ处的曲率半径。4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。(5)基圆内无渐开线发生线渐开线k0k的展角O基圆rb2021/4/17473.渐开线齿廓啮合的特点（1）啮合线是一条定直线O1O2N1N2rb1rb2r1′r2′g1′g1g2′g2K′KPtta′a′w1w2a′啮合线、公法线，内公切线啮合线：啮合点走过的轨迹2021/4/1748（2）渐开线齿廓啮合的啮合角不变两齿轮啮合的每一瞬时，过接触点的齿廓公法线与两轮节圆公切线之间所夹的锐角称为啮合角，啮合角不变，正压力的方向随压力角的改变而变化.齿廓间的正压力方向不变,齿轮传动平稳.（3）渐开线齿廓啮合具有可分性渐开线齿轮的传动比决定于基圆（加工好后不变）的大小5-4渐开线齿轮的各部分名称及标准齿轮的尺寸2021/4/1749§5-5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动1渐开线齿轮传动的正确啮合条件2齿轮传动的无侧隙啮合及标准齿轮的安装条件:一个齿轮节圆上的齿厚等于另一个齿轮节圆上的齿槽宽2021/4/1750§5-6渐开线齿廓的展成加工及根切现象2021/4/17513、渐开线齿轮连续传动的条件4标准齿轮的安装重合度即1连续传动时，在前一对齿没有退出啮合前，后一对齿一定进入啮合。2021/4/1752§5-6渐开线齿廓的展成加工及根切现象一、渐开线齿廓的展成加工原理（1）齿轮插刀切制齿轮（2）齿条插刀切制齿轮（3）滚刀切制齿轮2021/4/17532.标准齿条形刀具切制标准齿轮图5-28标准齿条刀具图5-29标准齿条刀具加工齿轮加工节线顶刃，切出齿根圆侧刃，切出渐开线齿廓过度圆弧齿轮齿厚=刀具齿槽宽齿轮齿槽宽=刀具齿厚加工节圆相同的模数和压力角,展成运动相当与无侧隙啮合,2021/4/1754二、渐开线齿廓的根切现象根切：刀具的齿顶线与啮合线的交点超过被切齿轮的极限点，刀具的齿顶将齿轮齿跟的渐开线齿廓切去一部分.三、渐开线标准齿轮不发生根切的最少齿数2021/4/1755§5-7变位齿轮变位齿轮与标准齿轮相比，参数2021/4/1756②标准齿轮和变位齿轮相比较1)相同点:mαz

→dpdb2)不同点:hahfs≠e；参数的变化来改善齿轮传动的质量基圆不变，变位齿轮的齿廓曲线和相应的标准齿轮的是由相同的基圆展成的渐开线，只不过所截取的位置不同。2021/4/1757三、变位齿轮的几何尺寸1.齿厚s和任意圆上的齿厚正变位分度圆齿厚增大；负变位齿厚减小任意圆上齿厚也发生变化，可采用公式（5-9）。注：过大的正变位齿顶变尖的问题，需校核齿顶厚。2021/4/1758一、变位齿轮传动的参数与几何尺寸§5-8变位齿轮传动1.啮合角a’与变位系数和xS2.中心距a’与中心距变动系数y2021/4/1759二、变位齿轮传动的类型1.零传动变位系数和的不同2.正传动3.负传动1)标准齿轮传动或零变位齿轮传动2)等变位齿轮传动2021/4/17602.正传动特点：机构的尺寸和重量可以比等变位齿轮传动更小；轮齿强度高；改善磨损情况。当实际中心距大于标准中心距只能采用此方式凑中心距。成对设计、制造和使用；重合度减小；齿顶易变尖。3.负传动特点：轮齿强度低；磨损情况坏。当实际中心距小于标准中心距只能采用此方式凑中心距。成对设计、制造和使用；重合度略有增加；齿顶易变尖1传动特点：减小机构尺寸和重量；提高承载能力；改善磨损情况；替换和修复容易。成对设计、制造和使用；小齿轮正变位齿顶易变尖；重合度略减小。2021/4/1761§5-9平行轴斜齿圆柱齿轮传动一斜齿轮的基本参数法面参数二平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件2021/4/1762三平行轴斜齿轮的变位和几何尺寸计算标准中心距齿条刀具加工变位系数2021/4/1763六、平行轴斜齿轮传动的特点优点：重合度大、齿面接触好，传动平稳、承载能力高最少齿数少，结构紧凑制造成本与直齿轮相同缺点：产生轴向力，一般取b＝8

～152021/4/1764第六章轮系传动比:轮系中输入轴与输出轴的角速度(转速)之比一、定轴轮系2.空间定轴轮系1.平面定轴轮系用箭头表示转向2021/4/1765（6-2）二周转轮系任意两个齿轮A和B（包括A、B中可能有一个是行星轮的情况）以及行星架H的角速度之间的关系应为：三行星轮系若B齿轮为固定不动的中心轮，则：

活动齿轮A对行星架H的传动比等于1减去行星架H固定时活动齿轮A对原固定中心轮B的传动比。2021/4/1766四复合轮系的传动比（1）把复合轮系分为基本轮系（２）分别列出各个轮系传动比的方程式（３）找出各基本轮系之间的关系（４）将各基本轮系传动比方程式联立求解，得到复合轮系的传动比2021/4/1767例6-２大传动比的减速器输入件输出件用少数齿轮可得到很大的传动比2021/4/1768§6-5行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择1.传动比条件即所设计的行星轮系必须实现给定的传动比各轮齿数的选择需满足：2021/4/17692.同心条件两中心轮的齿数同时为偶数或奇数。行星架的几何轴线与中心轮的轴线重合2021/4/17703.装配条件两中心轮的齿数和为行星轮数的整数倍2021/4/17714.邻接条件相邻两个行星轮的齿顶圆不得相交2021/4/1772第九章平面机构的力分析一、作用于机构中力的分类驱动力阻力运动副反力重力惯性力二、构件惯性力的确定

其惯性力系可简化为一通过构件质心S的力Fi和一力偶矩Mi.2021/4/1773绕质心转动绕非质心转动平面移动平面复杂运动构件运动特点合成一个惯性力，其偏离质心距离为h2021/4/1774三径向轴颈转动副中的摩擦力(a)轴承根据力偶等效定律,Q与M合并成一合力Q’,大小为Q,作用线偏移距离为h<r，减速,原来不动,无论多大,

都不转动,发生自锁2)h＝r，保持原来状态3)h>r，加速运动(b)2021/4/1775例9-3在如图所示的铰链四杆机构中,已知机构的位置各构件的尺寸和驱动力F,各转动副的半径和当量摩擦系数均为r,f0，若不计各构件的重力，惯性力，求转动副B,C中反作用力的作用线确定连杆两转动副的摩擦力作用线确定转动副A的反力确定转动副D的反力2021/4/1776（１）按算出各转动副的摩擦圆半径，并将摩擦圆半径以虚线画在图上．2021/4/1777（２）确定转动副B和C中反作用力的作用线：连杆２受压力，R21指向左方，它对转动副B的中心的力矩方向应与相反，R21切于B处摩擦圆的上方．r23它对转动副c的中心的力矩方向应与相反,R23切于c处摩擦圆的下方.作用线为B,C两处摩擦圆的内公切线.R232021/4/1778第十章平面机构的平衡一、质量分布在同一回转面内二、质量分布不在同一回转内静平衡：在任意位置保持静止，不会转动；条件：分布在回转件上各个质量的离心力的合力等于零或质径积的矢量和等于零动平衡：离心力系和合力和合力偶矩都等于零。条件:分布于该回转件上各个质量的离心力的合力等于零,同时离心力所引起的力偶的合力偶矩也等于零.2021/4/1779十一章机器的机械效率2021/4/1780若在无有害力，则匀速运动的起重装置示意图效率以力或力矩的形式表达

效率为在克服同样生产阻力Q的情况下,理想驱动力F0与实际驱动力F的比值.2021/4/1781结束2021/4/178212-1．研究机器运转及其速度波动的目的12-2机器等效动力学模型一、等效力和等效力矩原则：假想力F或力矩M所做的功或所产生的功率应等于所有被代替的力和力矩所做的功或所产生的功率之和。等效力：假想力F称为等效力。等效力矩：假想力矩M称为等效力矩2021/4/1783二、等效质量和等效转动惯量等效质量：用在机器的某一构件上选定点的一个假想质量来代替整个机器所有运动构件的质量和转动惯量，代替前后机器的动能不变。该假想质量称为等效质量等效点：等效质量所作用的点。等效构件：等效点所在的构件。2021/4/1784(a)等效力和等效力矩(b)等效质量和等效转动惯量2021/4/1785例题3在图示的行星轮系中,已知各轮的齿数z1=z2’=20,z2=z3=40,各构件的质心均在其相对回转轴线上,且J1=0.01Kg.m2,J2=0.04Kg.m2行星轮的质量M2=2kg,模数均为10mm,求由作用在行星架H上的力矩MH=60N.m换算到轮1的轴O1上的等效力矩M以及换算到轴O1上的各构件质量的等效转动惯量J.2021/4/178612-3机器运动方程式的建立及解法一、机器运动方程式的建立1.动能形式的机器运动方程式2.力或力矩形式的机器运动方程式12-4机器周期性和非周期性速度波动的调节方法2021/4/1787一机器存在周期性速度波动：原因：作用在机器等效构件上的等效驱动力矩和等效阻力矩并不时时相等。角度度随之发生变化。一个运动循环中驱动力矩和阻力矩所作的功相等，所以每经一个运动循环后，机器的动能又回到原来的数值，主轴的角速度作周期性的波动。在一个运动循环内机器动能的升降幅度是一个定值。（2）调节方法如果加大等效转动惯量，就能使主轴的速度波动降低：在机器某一回转轴上加一飞轮二非周期性速度波动发生的原因是驱动力的功在稳定运动的一个循环内大于或小于阻力的功，用飞轮的方法达不到调节速度的目的，必须用调速器。2021/4/1788结束2021/4/1789例10-3已知某对渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心距a=350mm，传动比i=2.5，=20°，，c*=0.25，根据强度等要求模数m必须在5、6、7mm三者中选择，试设计此对齿轮的以下参数和尺寸。（1）齿轮的齿数z1、z2，模数m，传动类型；（2）分度圆直径d1、d2，顶圆直径da1、da2，根圆直径df1、df2，节圆直径、，啮合角；（3）若实际安装中心距＝351mm，上述哪些参数变化？数值为多少？解：（1）为标准安装的标准齿轮。2021/4/1790（2）mmmm(3)，，发生变化=20.4438°2021/4/17911、等速运动规律

(直线位移运动规律、一次多项式运动规律)Sdd0HVdd0adHwd0∞∞d0特点：设计简单、匀速进给、。行程始点、末点加速度在理论上为无穷大，致使机构受到强烈冲击：刚性冲击。刚性冲击返回2021/4/17922、等加速等减速运动规律

(抛物线位移运动规律、二次多项式运动规律)Sdd0HVdd0ad2Hwd0d04Hw2d0特点:amax最小→惯性力小。

在三处存在加速度的有限值的突变，这种由于加速度发生有限值突变而引起的冲击：软性冲击.SABC柔性冲击柔性冲击返回2021/4/1793svaj00003.余弦加速度规律柔性冲击特点:

在行程开始和终止位置，加速度有突变，引起柔性冲击.适于中低速、中轻载.返回2021/4/17944.正弦加速度规律v0aj00s0h特点:加速度曲线连续，理论上不存在柔性冲击.返回2021/4/1795一、凸轮机构的压力角和自锁图4-21尖底从动件盘形凸轮机构ttOPnnAeSS0v2Crrb1123P13P23瞬心QFF’’沿从动件运动方向的有效分力FF’’F’压力角：驱动力和有效分力的夹角，接触点法线与从动件上力作用点之间的夹角。压紧导路的有害分力机构自锁：F’’引起的摩擦阻力超过有用分力F’，无论凸轮给从动件的驱动力多大，从动件都不能运动极限压力角：机构开始出现自锁时的压力角。2021/4/1796图4-21尖底从动件盘形凸轮机构123P13P23P12二、按需用压力角确定凸轮回转中心位置和基圆半径CAr0越小，压力角越大，结构紧凑，基圆越小，但过小，导致压力角超出许用值压力角是机构位置的函数，设计时使最大压力角小于许用压力角的情况下，选用较小的基圆。2021/4/1797四、滚子半径的选择（1）.（2）.（3）.设计时要保证滚子半径小于理论廓线外凸部分的最小曲率半径A正常的轮廓曲线内凹实际轮廓曲线某点的曲率半径理论轮廓曲线某点的曲率半径外凸返回2021/4/1798一、齿廓啮合的基本定律高副啮合相对瞬心一定在两轮中心的连线上，齿轮啮合相对速度瞬心P称为啮合节点此时齿轮的传动比为§

5-2齿廓啮合基本定律圆齿轮G1G22021/4/1799N发生线渐开线k0k的展角AKO基圆渐开线(2)

切点N是速度瞬心,发生线上点K的速度方向与渐开线在该点切线方向重合,即发生线就是渐开线在点K的法线.结论:渐开线上任一点的法线必与其基圆相切.PkVk2.渐开线的性质(1)NK=NA）rbrk(3)发生线与基圆的切点Ｎ为渐开线在ｋ点的曲率中心，而线段NK是渐开线在点ｋ处的曲率半径。渐开线离基圆越远,曲率半径就越大,渐开线越平直.2021/4/17100(4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线成为斜直线。KO1Σ1rb2o2α2α1rb1o1(5)基圆内无渐开线。Σ3KN1KO2Σ2N2K2021/4/171012.渐开线齿廓啮合的特点（1）啮合线是一条定直线O1O2N1N2rb1rb2r1′r2′g1′g1g2′g2K′KPtta′a′w1w2a′啮合线、公法线，内公切线啮合线：啮合点走过的轨迹2021/4/17102（2）渐开线齿廓啮合的啮合角不变两齿轮啮合的每一瞬时，过接触点的齿廓公法线与两轮节圆公切线之间所夹的锐角称为啮合角，啮合角不变，正压力的方向随压力角的改变而变化.齿廓间的正压力方向不变,齿轮传动平稳.

任意一点的压力角cosaK=rb/rK

O1O2N1N2rb1rb2r1′r2′g1′g1g2′g2K′KPtta′a′w1w2a′2021/4/17103（3）渐开线齿廓啮合具有可分性渐开线齿轮的传动比决定于基圆（加工好后不变）的大小2021/4/17104例1已知一对直齿圆柱齿轮传动的基本参数为m=2mm，＝20°，，c*=0.25；安装中心距＝100mm；要求传动比＝2.6（允许有少量误差）。（1）确定两齿轮的齿数和这对齿轮的传动类型；（2）若这对齿轮用一对平行轴斜齿圆柱标准齿轮传动（其法面参数的数值与题中所列基本参数的数值相同）代替，试计算这对斜齿轮的螺旋角的数值。（1）先假定为标准安装，则则标准安装时的中心距，所以采用正传动。（2）2021/4/17105§5-5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动一、啮合过程和正确啮合条件一对渐开线齿廓能实现定传动比，并不表明任何两个渐开线都能正确啮合，啮合传动，须满足一定的条件。2021/4/17106o2o112N1B2B1N2ra2rb2rb1ra1一对轮齿在啮合线上啮合的起始点——

从动轮2的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B2一对轮齿在啮合线上啮合的终止点——

主动轮的齿顶圆与啮合线N1N2的交点B1。实际啮合线——

啮合点的实际轨迹线段B1B2理论啮合线——

实际啮合线不可能超过极限点N1,N2,线段N1N22021/4/17107齿轮的正确啮合条件2021/4/17108一、渐开线齿廓的展成加工原理1.展成法的切削加工原理（1)齿轮插刀切制齿轮54下一页2021/4/171092.标准齿条形刀具切制标准齿轮图5-28标准齿条刀具图5-29标准齿条刀具加工齿轮加工节线顶刃，切出齿根圆侧刃，切出渐开线齿廓过度圆弧齿轮齿厚=刀具齿槽宽齿轮齿槽宽=刀具齿厚加工节圆相同的模数和压力角,展成运动相当与无侧隙啮合,2021/4/171102.齿轮的变位①径向变位法变位齿轮:用上述方法加工出的齿轮x:

移距系数或变位系数

刀具原离轮坯中心的变位系数为正，否则为负；x>0正变位、x=0零变位、x<0负变位移距或变位xm:刀具相对移动的距离.径向变位法:将刀具相对加工标准齿轮时的位置远离或靠近轮坯中心来加工齿轮的方法.5-332021/4/17111②标准齿轮和变位齿轮相比较1)相同点:mαz

→dpdb2)不同点:hahfs≠e；参数的变化来改善齿轮传动的质量基圆不变，变位齿轮的齿廓曲线和相应的标准齿轮的是由相同的基圆展成的渐开线，只不过所截取的位置不同。2021/4/17112三、变位齿轮的几何尺寸1.齿厚s和任意圆上的齿厚正变位分度圆齿厚增大；负变位齿厚减小任意圆上齿厚也发生变化，可采用公式（5-9）。注：过大的正变位齿顶变尖的问题，需校核齿顶厚。2021/4/171132.中心距a’与中心距变动系数y无侧隙啮合中心距中心距变动量中心距变动系数实际中心距2021/4/17114二、变位齿轮传动的类型1.零传动变位系数和的不同2.正传动3.负传动1)标准齿轮传动或零变位齿轮传动2)等变位齿轮传动2021/4/17115一、复合轮系的传动比（１）将基本轮系区别开来（２）分别列出各个基本轮系传动比的方程式（３）找出各基本轮系之间的关系（４）将各基本轮系传动比方程式联立求解，得到复合轮系的传动比2021/4/17116关键点：把复合轮系分为基本轮系首先找出各个单一的周转轮系：先找到行星轮（几何轴线位置不固定的齿轮），支撑行星轮的就是行星架，几何轴线与系杆重合且直接与行星轮相啮合的定轴齿轮就是中心轮重复上述过程,所有周转轮系剩余的由定轴齿轮所组成的部分就是定轴轮系.2021/4/17117