机械设计基础课件

主要内容1.1运动副及其分类1.2平面机构运动简图1.3平面机构的自由度1.4平面四杆机构的设计平面机构的自由度和速度分析1.1运动副及其分类Oyx自由度:相对于参考系构件所具有的独立运动运动副:使构件直接接触并能产生一定相对运动的联接运动副的分类运动副：可根据两构件之间接触方式分为低副和高副两种。低副：两构件通过面接触组成的运动副。平面机构中的低副有转动副和移动副高副：两构件通过点和线接触组成的运动副。空间运动副其他运动副的简图

球面副

(S)

圆柱副

(C)

球销副

(S)1.2平面机构运动简图一、运动副的表示方法:(1)a、b、c是两个构件组成转动副的表示方法。用圆圈表示转动副．其圆心代表相对转动轴线,图中画阴影线的构件表示机架。(2)d、e、f是两构件组成移动副的表示方法，移动副的导路必须与相对移动方向一致。图中画阴影线的构件表示机架。(3)两构件组成高副时，在简图中应当画出两构件接触处的曲线轮廓．例：内燃机二、构件表示方法(1)固定构件(机架)是用来支承活动构件(运动构件)的构件”

(2)原动件(主动件)是运动规律己知的活动构件，

(3)从动件是机构中随着原动件的运动而运动的其余活动构件,其中：输出预期运动的从动件称为输出构件，其他从功件则起传递运动的作用。1.3平面机构自由度的计算一.平面机构自由度计算公式机构总自由度数：F=3n-2PL-PH例1：额式破碎机有三个活动构件，n＝3;包含四个转动副,PL＝4,没有高副，PH

＝o：机构自由度：F＝3n一2PL—PH＝3X3—2×4＝1例2活塞泵活塞泵有四个活动构件，4个转动副和一个移动副，PL

＝5,一个高副．PH＝1；则总自由度数：F＝3×4—2×5一1＝1

机构的自由度与原动件〔曲柄)数相等。二、具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件是：F＞o。且F等于原动件数三、自由度计算的注意事项1、复合铰链：两个以上的构件在同一处用转动副联接A、B、C、D为三个构件汇交的符合铰链，各有两个转动副，E、F各有一个转动副故：圆盘锯的总自由度是：F＝3×7－2×10＝12、局部自由度局部自由度：机构中与输出构件运动无关的自由度3、虚约束：重复而对机构运动不起限制作用的约束(1)两个构件之间组成多个导路平行的移动副时，只有一个移动副起作用；(2)两个构件之间组成多个轴线重台的转动副时，只有一个转动副用；(3)机构中传递运动不起独立作用的对称部分。虚约束构件的自由度的计算实例图中：n＝7，PL

＝9（7个转动副和两个移动副），PH

＝1，故机构的总自由度为：F＝3n－2PL

－PH

＝3×7－2×9－1＝1-4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用一.速度瞬心及其求法速度瞬心(瞬时回转中心,瞬心,同速点)相对速度瞬心,绝对速度瞬心瞬心数N=K(K-1)/2速度瞬心的基本特征(1)在因1—18中，构件1和构件2的瞬心P12

：；(2)当两构件组成转动副时，转动副的中心便是它们的瞬心；(3)当两构件组成移动副时、所以其瞬心位于导路垂线的无穷远处(4)当两构件组成纯滚动高副时，接触点就是其瞬心，(3)当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其瞬心应位于过接触点的公法线上

(4)不直接接触的各个构件，其瞬心可用三心定理定理是：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心．这三个瞬心位于同—条直线上速度瞬心的求解实例1图1-21：P12,P13,P14为绝对瞬心；P23,P34,P24-为相对瞬心。速度瞬心的求解实例21．铰链四杆机构Vp24=ω

4Lp24p14=ω

2Lp24p12ω

2/ω

4=Lp24p14/Lp24p12两构件的角速度与其绝对瞬心至相对瞬心的距离成反比、2．齿轮或摆动从动件凸轮机构Vp12=ω

1

Lp12p13=ω

2

Lp12p23

组成高副的两构件，其角速度连心线被接触点公法线所分割的两线段长度成反比。速度瞬心的求解实例3Lp13p12=V2/ω

1

作业指出以上机构运动简图中的符合铰链、局部自由度和虚约束，计算各自的自由度。内燃机中曲柄连杆机构机构运动简图颚式破碎机的运动简图活塞泵的运动简图第二章平面连杆机构1、铰链四杆机构的基本型式和特性2、铰链四杆机构的曲柄存在条件3、铰链四杆机构的演化4、平面四杆机构的设计教学的重点与难点

1、铰链四杆的基本型式、急回运动、死点位置和压力角和传动角等特点；2、曲柄连杆机构的基本条件及其演变；3、根据不同的运动条件设计平面四杆机构

基本概念平面连杆机构是许多构件用低副(转动副和移动副)连接组成的平面机构。优点：低副是面接触．耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面．制造简便，易于获得较高的制造精度。因此．平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛使用。缺点：低副中存在间隙。数目较多的低剐会引起运动积累误差；而且它的设计比较复杂、不易精确地实现复杂的运动规律。最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，称为平面四秆机构。它的应用非常广泛．并且是组成多杆机构的基础。§2-1铰链四杆机构的基本型式和特性平面铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构，简称铰链四杆机构。机构的固定构件4称为机架，与机架用转动副相连接的杆1和杆3称为连架杆、不与机架直连接的杆2称为连杆。连架杆1或杆3如能绕机架上的转动副中心A或D作整周转动，则称为曲柄；若仅能在小于360的某—角度内摆动，则称为摇杆。三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构：在铰链四杆机构中，若两个连架杆．一为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。通常曲柄J为原动件。并作匀运转动；而摇杆3为从动件．作变速往复摆动。曲柄摇杆机构的主要特性急回运动：快速回位的性能；死点问题：曲柄和连杆共线，容易出现卡死或运动不确定的点；压力角：作用于从动件上的力的方向与该点运动方向之夹角，用表示。传动角：压力角之余角，用表示。急回运动急回运动特性可用行程速度变化系数（或称行程速比系数）K表示，式中

为摇杆处于两极限伎置时，对应的曲柄所夹的锐角．称为极位夹角。极位夹角可以从行程速比系数推出死点位置以摇杆3为原动件，曲柄1为从动件，当摇杆摆到极限位置C1D和C2D时，连杆2与曲柄1共线。若不计各杆的质量，则这时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A。此力对A点不产生力矩，因此不能使曲柄转动。机构的这种位置称为死点位置。为了消除死点的不良影响，通常是对从动曲柄施加外力或利用飞轮及自身的惯性作用，使构件通过死点位置。死点对传动不利，但可以用于夹紧装置的防松。压力角与传动角压力角：作用在从动件上的驱动力与作用点的运动方向的绝对速度的所夹的锐角。越小，有效分力越大。可作为判断机构传动性能的标志。传动角：压力角的余角最小传动角：机构运转时．传动角是变化的，为了保证机构正常工作．必须规定最小传动角γmin的下限、对于一般机械，通常取γmin≥40º；对于颚式破碎机、冲床等大功率机械，最小传动角应当取大一些。可取γmin≥50º；对于小功率的控制机构和仪表，γmin可略小于40”。最小传动角的确定曲柄摇杆机构的最小传动角必出现在曲柄与机架共线（）的位置双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。旋转式水泵由相位依次相差90度的四个双曲柄机构组成，图b是其中一个双曲柄机构的运动简图，当原动曲柄1等角速顺时针转动时．连杆2带动从动曲柄3作周期性变速转动，因此相邻两从动曲柄(隔板)问的夹角也周期性地变化。转到右边时．相邻二隔扳间的夹角及容积增大、形成真空。于是从进水口吸水，转到左边时，相邻二隔扳的夹角及容积变小，压力升高，从出水口排水．从而起到泵水的作用。平行双曲柄机构双曲柄机构中，用得最多的是平行四边形机构，或称平行双曲柄机构，如下图a中的AB!C!D所示。这种机构的对边长度相等，组成平行四边形。运动不确定状态为了消除这种运动不确定状态，可以在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构，如图b所示。双摇杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构§2-2铰链四杆机构有整转副的条件两构件能相对转动360度的转动副称为整转副。显然．具有整转副的铰链四杆机构才可能存在曲柄。铰链四杆机构是否具有整转副．取决于各杆的相对长度。杆1为曲柄，故杆1与杆4的夹角

的变化范围为0-360度，当摇杆处于左右极限位置的，曲柄与连杆两次共线、故杆1与杆2的夹角

的变化范围也是0-360度；杆3为摇杆，它与相邻两杆的夹角、的变化范围小于360’。显然，A、B为整转副，C、D不是整转副。为了实现曲柄1整周回转，AB杆必须顺利通过与连杆共线的两个位置AB´和AB"

整转副的数学条件铰链四杆机构中曲柄的存在条件曲柄是连架杆，整转副处于机架上才能形成曲柄。因此，具有整转副的铰链四杆机构是否存在曲柄，还应根据选择何杆为机架来判断。

(1)取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构。

(2)取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构。

(3)取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构。这种具有整转副而没有曲柄的铰链四杆机构常用作电风扇的摇头机构。如果铰链四杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则该机构中不存在整转副．无论取哪个构件作机架都只能得到双摇杆机构。§2-3

铰链四杆机构的演化通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大转动副等途径，可以得到铰链四杆机构的其他演化型式。如：曲柄滑块机构导杆机构摇杆机构定块机构双滑块机构偏心轮机构曲柄滑块机构曲柄摇杆机构l3变成无穷大对心曲柄滑块机构偏心曲柄滑块机构曲柄滑块机构具有急回特性，常用于内燃机、压缩机和冲床等导杆机构当l1＜l2时，杆2、4可作整周回转，即为曲柄转动导杆机构；当l1＞l2时，杆4只能往复摆动，则称为摆动导杆机构。导杆机构传动角始终是90，传动性能好，常用于牛头刨床、插床和回转式油泵。摇块机构取杆2为固定构件，即为摇块机构，主要用于内燃机和液压驱动装置定块机构取杆3为固定构件，即为定块机构，主要用于抽油泵和抽水吸筒双滑块机构－正切机构双滑块机构是具有两个移动副的四杆机构。可以认为是由铰链四杆机构中的两杆长度趋于无穷大而演化成的。按照两个移动副所处位置的不问，可将双滑块机构分成四种型式：1)两个移动副不相邻，从动件3的位移与原动件转角的正切成正比，故称为正切机构。正弦机构2)两个移动副相邻，且其中一个移动副与机架相关联。这种机构从动件3的位移与原动件转角的正弦成正比，故称为正弦机构。滑块联轴器3)两个移动副相邻，且均不与机架相关联，如图2-21a所示。这种机构的主动件1与从动件3具有相等的角速度。图2-21b所示滑块联轴器，可用来连接中心线不重合的两根轴。椭圆仪4)两个移动副都与机架相关联，图2-22所示椭圆仪就用到这种机构。当滑块1和3沿机架的十字槽滑动时，连杆上的各点便可以描绘出长、短径不同的椭圆。偏心轮机构杆1为圆盘、其几何中心为B，因运动时该圆盘绕偏心A转动，故称偏心轮。A、B之间的距离e称为偏心距。多杆机构冲床是由两个四杆机构组成六杆机构，第一个是双摇杆机构，第二个是摇杆滑块机构；筛料机也是两个四杆机构组成六杆机构，第一个是双曲柄机构，第二个是曲柄滑块机构。有些多杆机构不是由四杆机构组成的，如例题1-6的锯木机构。§2-4平面四杆机构的设计

生产实践中的要求是多种多样的，给定的条件也各不相同，归纳起来，主要有下面两类问题：平面四杆机构设汁，主要是根据给定的运动条件，确定机构运动简图的尺寸参数。有时为了使机构设计得可靠、合理，还应考虑几何条件和动力条件(如最小传动角γmin)等。(1)按照给定从动件的运动规律(位置、速度、加速度)设计四杆机构。(2)按照给定点的运动轨迹设计四杆机构。四杆机构设计的方法有解析法、几何作图法和实验法。作图法直观，解析法精确，实验法简便。一、按照给定的行程速度变化系数设计四杆机构在设计具有急回运动特性的四杆机构时，通常按实际需要先给定行程速度变化系数K的数值，然后根据机构在极限位置的几何关系，结合有关辅助条件来确定机构运动简图的尺寸参数。1按K值设计曲柄摇杆机构1曲柄摇杆机构已知条件：摇杆长度l3

，摆角ψ和速度变化系数K。设计目标：确定铰链中心A的位置、其它三个杆件的尺寸l1、l2和l4。设计步骤：1)极位夹角：2)选定固定铰链D的位置，根据l1和摆角ψ作C1D和C2D3)连接C1和C2，作C1M⊥C1C2；4)作∠C1C2N＝90-θ，得到P点，即∠C1PC2＝θ;5)作△PC1C2的外接圆，取A点，连接AC1、AC2，即∠C1AC2＝θ;6)根据曲柄的极限位置杆1和杆2共线的特征，可得l1＝1/2(AC2-AC1)导杆机构的设计二、按给定连杆位置设计四杆机构－给定运动前后的位置设计四杆机构已知：连杆长度l1

＝BC和两个位置B1C1和B2C2

。求解：铰链中心A和D、和其余三杆的长度。步骤：（1）绘出B1C1和B2C2

；（2）连接B1和B2

、C1和C2

，并作B1B2和C1C2

的垂直平分线b12和c12

，并在b12和c12上任意取A、D两点，可得求解；（3）有无穷多个解，可根据最小传动角及其结构要求确定唯一解。本题可按照A、D在同一水平线上，且AD＝BC确定唯一解。2、给定连杆的三个位置设计四杆机构由于B和C点分别是绕着A点和D点转动，因此可以按照三点求圆心的方法得出A、D两点，连接A、B、C、D就可以形成四杆机构的图形三、按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构已知：连架杆AB和CD的三个对应角度求解：各杆的长度解（1）根据各杆长度按同一比例增减时，各杆的转角关系不变，所以取AB的长度为1；（2）通过x和y轴的投影关系建立以下关系式：（3）设：（4）代入对应转角可求得P0、P1和P2

，然后可得出尺寸l2、l3和l4。由上式可知，如果已知的对应转角只有两组，则不能求解。但如果已知的对应转角超过三组，就不可能得到精确的解。只能采用试探的方法求解。四、按照给定点的运动轨迹设计四杆机构1.连杆曲线四杆机构运动时，其连杆作平面复杂运动，连杆上每一点都描出一条封闭曲线—连杆曲线。连杆曲线的形状随点在连杆上的位置和各杆相对尺寸的不同而变化。连杆曲线形状的多样性使它有可能用于描绘复杂的轨迹。2.运用连杆曲线图谱设计四杆机构平面连杆曲线是高阶曲线，所以设计四杆机构使其连杆上某点实现给定的任意轨迹是十分复杂的。为了便于设计，工程上常常利用事先编就的连杆曲线图谱。从图谱中找出所需的曲线．便可直接查出该四杆机构的各尺寸参数。这种方法称为图谱法。第三章凸轮机构主要内容：1、凸轮机构的应用和类型；2、从动件的常用运动规律；3、凸轮机构的压力角；4、图解法设计凸轮轮廓§3-1凸轮机构的组成及分类凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化和办自动化机械中应用非常广泛组成：主要由凸轮、从动件和机架等三个基本构件组成分类：按凸轮的形状分：盘形凸轮，移动凸轮，圆柱凸轮凸轮机构的分类.按从动件的型式分：尖底从动件，滚子从动件，平底从动件凸轮机构的特点从动件运动特点：从动件可以相对于机架作往复移动或作往复摆动，并通过重力、弹簧力或凸轮上的凹槽实现与凸轮的紧密接触。凸轮机构的优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律．并且结构简单、紧凑、设计方便。凸轮机构的缺点：凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损，所以通常用于传力不大的控制机构。凸轮机构的基本概念基圆：以凸轮最小向径为半径所绘的圆。推程：从动件以一定运动规律由离回转中心最近的点移动到最远点过程。升程：推程所走过的距离，一般用h来表示推程运动角：与推程对应的凸轮转角，用表示。休止角：从动件停止不动时凸轮继续回转的角度，有远休止角和近休止角，分别用和表示从动件位移线图：用凸轮转角为横坐标，而以从动件位移为纵坐标绘制的位移关系曲线。凸轮与从动件的运动关系

及其设计思路凸轮机构中从动件的运动规律与凸轮轮廓的关系：从动件的位移图取决于凸轮轮廓的形状。也就是说。从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同的轮廓曲线。凸轮机构的设计思路：根据工作要求确定从动件的运动规律，然后按照这一规律设计凸轮轮廓曲线§3-2从动件的常用运动规律从动件常用的运动规律：等速运动规律等加速或等减速运动规律简谐运动规律正弦加速度运动高阶多相式运动多种曲线组合运动等速运动规律从动件：速度：位移：；加速度：凸轮：为常数，故；从动件运动方程：推程运动方程回程运动方程等速运动刚性冲击从动件运动开始时，速度由零突变为，加速度；运动终止时，速度由变成零，其惯性力将引起刚性冲击，因此，这种运动规律不宜单独使用，在运动开始和终止时应当用其它运动规律过渡2.等加速等减速运动规律约定：前半程等加速，后半程等减速，时间为T/2，凸轮转角为/2，代入位移方程得到推程等加速运动方程推程等减速运动方程由和等加速等减速回程运动方程回程等加速运动方程回程等减速运动方程运动特点：1、从动件的位移与凸轮转角的平方成正比，所以位移曲线是一个抛物线；2、加速减速变换出加速度存在有限的突然变化，从而引起有限惯性突变，产生所谓的柔性冲击。从动件位移曲线的作图方法1、计算法将/2线段分成若干等分得到等分点1、2、3，过这些点作横坐标的垂直线；在垂直线上选取相应的位移量，连接各点即可。2、斜线平行作图法任意作过O点的斜线；将斜线分为9等分，9点和1/2位移点连线；作相应连线的平行线；平行点向横坐标等分线上投影得到相应点并连线得到等加速抛物线3.简谐运动规律简谐运动：点在圆周上作匀速运动时，其在圆的直径上的投影所构成的运动。作图方法：1、以从动件的行程为直径作半园；2、将半园和凸轮运动角分成若干等分；3、将圆周上的等分点投影到转角等分垂直线上；4、连接转角等分线的投影点形成的光滑曲线即是从动件的位移曲线简谐运动方程从位移曲线图可以看出，从动件的位移为：当θ＝π时，＝，故。由此可以得到：从动件推程简谐运动方程从动件回程简谐运动方程§3-3凸轮机构的压力角如前章所述、作用在从动件L的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。在不计摩擦时，高副中构件间的力是沿法线方向作用的．因此，对于高副机构．压力角也即是接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角。在设计凸轮机构时，除了要求从功件能实现预期运动规律之外、还希望机构有较好的受力情况和较小的尺寸．为此，需些讨论压力角对机构的受力情况及尺寸的影响。一、压力角与作用力的关系凸轮压力角：从动件的运动方向与力F之间的锐角α。有害用分力F"

＝Fˊtgα。压力角α越大，有害用分力F”

就越大。自锁：当α增大到一定程度后，以至于导路的摩擦阻力大于有用分力时，无论凸轮给予从动件多大的力，从动件都不能运动。因此凸轮机构设计时存在一个最大压力角。二、压力角与凸轮机构尺寸的关系凸轮的基圆越大，凸轮的尺寸就越大，因此，欲使凸轮机构结构紧凑应该采用较小的基圆，但基圆的大小又会影响压力角的大小。由速度瞬心可知即可得到压力角与凸轮尺寸的关系：当导杆和瞬心在凸轮轴心的同侧时，偏距e取“－”；当导杆和瞬心不在凸轮轴心的同侧时，偏距e取“＋”。可见，同侧可以减小压力角。凸轮的设计方法作图法：设计简便方法直观误差大，只适用于从动件运动规律要求不太严格的地方解析法：设计精确计算工作量大适用于高速凸轮、靠模凸轮等精密机构的设计图解法凸轮设计轮廓一、对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制，已知：ω、γmin

和位移图反转法：作基圆－将位移图分成若干等分－作基圆的等分线－量取位移量并确定等分点－连接等分点偏置尖底直动从动件盘形凸轮作以偏距e为半径的从动件偏距圆；作基圆－选取从动件的初始位置；将位移图分成若干等分；作基圆的等分线；过基圆等分线与基圆交点作偏距圆的切线；量取位移量并确定凸轮轮廓的等分点；连接等分点；2、滚子直动从动件盘形凸轮作图方法：1、将滚子中心看作尖顶从动件的尖顶，采用反转法求出一条轮廓曲线，并称之为理论轮廓；2、以上各点为中心，以滚子半径为半径作一系列圆；3、作滚子系列圆的内包络线，即得到凸轮的实际轮廓，并称之为实际轮廓滚子半径对实际轮廓的影响设滚子半径，理论轮廓的最小曲率半径3、平底直动从动件盘形凸轮作图方法：1、在平底上选择一个固定点作为尖顶，按照尖顶从动件凸轮轮廓的绘制的方法，求出理论轮廓上一系列点；2、过理论轮廓上的系列点作系列平底；3、作系列平底的内包络线，即得到凸轮的实际轮廓。注：平底与凸轮相切的最左位置和最右位置，并使平底左侧的长的大于m和l摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制步骤已知：从动件的位移图，凸轮与从动件的中心距，摆动从动件的长度，凸轮基圆半径，以及凸轮等角速度及其方向作图步骤：1、根据定出O和A点，作基圆和从动件的初位角；2、以O点为中心及为半径作圆，并沿方向取角、、，并将其分成若干等分，得到A点的相应位置；3、根据从动件位移图，得到相应位置的摆动角，确定从动件相对于机架的一系列位置；4、以A点转动后的相应点为中心，以为半径画弧得到B点的相应位置，并连接成光滑曲线，即得到尖顶摆动从动件的凸轮轮廓。同理，可以得到滚子和平底从动件凸轮的轮廓凸轮机构压力角的校核1、尖顶从动件凸轮的压力角需校核，其最大压力角不得大于许用压力角，一般采用增大基圆的方法来降低压力角；2、滚子从动件凸轮只需校核理论轮廓的压力角；3、平底从动件凸轮的压力角很小，一般不需校核。§3-5解析法设计凸轮轮廓极坐标：其中滚子从动件凸轮的实际轮廓极坐标其中式中是压力角齿轮机构齿轮机构的特点和分类定角速比传动的条件渐开线齿廓齿轮各部分的名称极渐开线标准齿轮的基本尺寸渐开线标准齿轮的啮合渐开线齿轮的切齿原理根切、最少齿数和变位齿轮平行轴斜齿轮机构圆锥齿轮机构齿轮机构的特点主要优点：应用的速度和功率范围广；效率高；传动比稳定；寿命长；工作可靠性高；可实现两轴各种角度的传动。缺点：制造和安装的精度较高；生产成本高；传动距离小。齿轮机构的分类齿轮机构

两轴平行（平面齿轮机构）

两轴不平行（空间齿轮机构）直齿外啮合内啮合齿轮齿条啮合斜齿齿轮齿条啮合外啮合内啮合圆柱齿轮两轴相交两轴交错直齿曲齿交错斜齿轮蜗轮蜗杆齿轮齿轮分类的基本图形齿廓实现定角速比传动的条件齿轮传动的基本条件：瞬时角速度之比必须保持不变特点：传动齿轮的瞬时角速度与其连心线被齿廓接触点公法线所分割的两线段长度成反比。欲使两齿轮瞬时角速比恒定不变必须使c点为连小线上的固定点。共轭齿廓：能实现预期运动的的一对齿廓。节圆：过节点相切的两个圆。常用齿廓：渐开线齿廓、摆线齿廓和圆弧齿廓渐开线的形成和特性当一直线在一圆周上作纯滚动时，此直线上任意点的轨迹，称为渐开线，这个圆称为基圆，半径为，改直线称为发生线。(1)BK=弧AB(2)渐开线上任意一点的法线必与基圆相切；即基圆的切线必为渐开线上某一点的法线(3)渐开线上各点的压力角不等，越大，压力角越大。(4)渐开线的形状决定于基圆的大小(5)基圆内无渐开线。

渐开线齿廓基圆大小对渐开线形状的影响基圆半径大小相同，则渐开线的形状相同；基圆半径不同，则渐开线的形状也不同。半径越大，渐开线的曲率半径就越大，渐开线愈平直；曲率半径为无穷大时，渐开线称为直线，形成齿条的齿廓。渐开线齿廓满足定角速比要求定角速比分析：根据渐开线的特点，任一接触点的必与两基圆相切；基圆的位置不变，公切线只有一条，且与连心线的交点不变；传动比：渐开线齿轮啮合的特点可分性：渐开线齿轮制成后，基圆半径不变，因此，即使两轮的中心距发生变化时，其传动比不变，据此可设计变位齿轮；啮合线：即齿廓接触点的运动轨迹。基圆内切线就是渐开线齿轮的啮合线；啮合角：过节点C作两节圆的公切线tt，它与公切线的夹角就是啮合角。啮合角与压力角相等，力矩恒定，轮齿之间、轴与轴承之间的压力大小和方向不变，有利于齿轮传动。齿轮各部分名称齿顶圆齿根圆分度圆d齿槽宽e齿厚s齿距p模数压力角：齿顶高齿根高全齿高渐开线标准齿轮的基本尺寸第一系列11.251.522.534568101216202532第二系列1.752.252.75（3.25）3.5（3.75）4.55.5（6.5）79（11）1418222845标准模数系列（GB1357－87）相关参数与模数的关系：齿距：分度圆直径：齿全高：齿顶高：齿根高：基圆直径：渐开线标准齿轮的基本尺寸2渐开线圆柱齿轮齿顶高系数和顶隙系数正常齿制短齿制1.00.80.250.3顶隙，是指一对齿轮啮合时，一个齿轮齿顶圆到另一个齿轮齿根圆的径向距离，主要用于传动过程中润滑油的流动。齿顶圆直径：齿根圆直径：标准齿轮：分度圆上的齿厚和齿槽宽相等，且齿齿顶和齿根高为标准值的齿轮。渐开线标推齿轮的啮合一、正确啮合的条件二、标准中心距三、重合度正确啮合的条件正确啮合的条件：两齿轮相邻两个齿同侧齿廓沿法线的距离相等，即：设、、、、、分别为两轮的模数、压力角和基圆齿距，根据渐开线的性质可得到：所以，齿轮正确啮合的条件为：由于模数和压力角已经标准化，事实上很难拼凑满足上述关系，所以必须使齿轮传动比可表示为：标准中心距齿侧间隙：一轮节圆上的齿槽宽与另一轮节圆上的齿厚之差。正确安装的齿轮是按照无齿侧间隙计算的。标准中心距：一对标准齿轮分度圆相切时的中心距。顶隙：注意：分度圆和压力角与节圆和啮合角是两个不同的概念，只有二者重合时才相等。重合度啮合弧：一对齿从开始啮合到终止啮合，分度圆上任一点所经过的弧线长度。重合度：啮合弧与齿距的比，用来表示。齿轮连续传动的条件是>1，重合度越大，表示同时啮合的齿的对数越多。渐开线齿轮的切齿原理切齿方法按其原理可分为成形法和范成法两类一、成形法切齿方法简单．不需要专用机床．但生产率低，精度差．范成法加工

二、范成法范成法是利用一对齿轮(或齿轮与齿条)互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。如果把其中一个齿轮(或齿条)做成刀具。就可以切出与它共扼的渐开线齿廓.用范成法切齿的常用刀具如下；

1．齿轮插刀2.齿条插刀齿条的齿廓为一直线．由图可见，不论在中线(齿厚与齿槽宽相等的直线)上。还是在与中线平行的其他任