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《机械原理》*号内容第一章概论第一节本课程的研究内容什么是机器、机构?机器的三特征)由一系列的运动单元体所组成1)各运动单元体之间都具有确定的相对运动2)能转换机械能或完成有用的机械功以代替或减轻人们的劳动3具有以上、两个特征的实体称为机构12构件——由一个或多个零件连接而成的运动单元体零件——机器中的制造单元体第二节机构的分析与综合及其方法机构分析对已知机构的结构和各种特性进行分析机构综合根据工艺要求来确定机构的结构形式、尺寸参数及某些动力学参数机构综合的内容机构的结构综合机构的尺度综合机构的动力学综合
1.
2.
3.机构的结构综合主要研究机构的组成规律机构的尺度综合(或运动学综合)研究已知机构如何按给定的运动要求确定其尺寸参数,概括为四类()刚体导引当机构的原动件做简单运动时,要求刚体连续地变换其位置1()函数变换使机构某从动件的运动参数为原动件运动参数的给定函数2()轨迹复演使连杆上某点的轨迹能近似地与给定曲线复合3()瞬时运动量约束按构件在某些特定位置时的运动量来设计机构的结构参数准点——符合预定条件的4几个位置只要求几个位置处符合给定条件的机构综合方法称为准点法减小结构误差的途径是合理确定准点的分布可按契比谢夫零值公式配置准点第三节学习本课的方法.注意基本理论与基本方法之间的联系用工程观点学习理论
12.与基本方法.注意加强感性认识和实践性环节3第二章机构的结构分析第一■节概述构成机构的基本要素--------构件运动副运动链运动副两构件间直接接触且能产生某些相对运动的联接称为运动副约束—对构件间运动的限制运动副元素一运动副参加接触的部分空间运动副和约束的关系平面机构中只有级副和级副(为什么?)低副-一副元素为面接触(如移动副、转动副);高副——副IV V元素为点(线)接触运动链-----构件由运动副连接而成的系统机构一选定机架,给相应的原动件,其余构件作确定运动的运动链)保证顶隙为标准值保证顶隙为标准值应降低齿顶高?顶高降低系数()(2C=C*m=x#X2-y a------)称为分离系数a/m=y第十一节齿轮传动设计按其变位系数单个齿轮分正变位齿轮();负变位齿轮();零变位齿轮()标准齿轮——顶高x0x0x=0为标准值零变位非标准齿轮——顶高不是标准值齿轮传动标准齿轮传动)等变位=0;齿轮传动(〔二-)正传动()负传动()选择齿轮传动类型的齿数条件x x2;x0x0)标准齿轮传动・)等变位齿轮传动)正传动任何齿数和1z1Z min2z1+z2z;.3I llllll^Im nIIII II,均能采用正传动;)负传动4x0:z i+z2z minIJ Illi110一般应采用正传动,正传动的优点较多.凑配中心距才采用负传动,缺点较多.两种不同传动类型的齿轮传动设计已知、、?、a及)由、确定传动类型;)由啮合角??变位系数之和.
1.Z1Zm ha*1a a22已知、?、、及两轮的传动比计算两轮的齿数若为整数标准齿轮传
2.m ha*i120z1动及等变位齿轮传动若不为整数,取小于的整数以得到正传动Z1°Z第十章其他齿轮传动第一节斜齿圆柱齿轮传动
一、斜齿圆柱齿轮的传动特点),端面齿廓均为渐开线;)齿廓与圆柱的交线12直齿轮——直线;斜齿轮----------螺旋线.3)接触情况直齿轮--同时进入、分离;
(2)斜齿轮——逐渐进入、分离()斜齿轮传动平稳,减少了冲击,振动和噪音
二、几何参数法面参数(、)标准值端面参数尺寸计算.nin ah*n an计算公式-------将直齿轮计算公式中的参数改为端面参数,参数:tan b=tancos m=t n系数m-j-cos.tan=tancos.h*at=h*cosc*t=c*cos;x-t=x cosst-s cosnt an nnn法面系数为标准值端面系数=法面系数乘改变螺旋角?调整中心距;不一定用变位.COS.正确啮合条件及重合度:=门?△,rrip-|=m2m;^=2=11==a+=L/pbt+L/pbtn nm(+z)n Zj2ci——二△阴?/)L/pbt=Btan pb随的加大而增加当量齿轮?与斜齿轮的法面齿形相当的虚拟的直齿轮B当量齿数()当量齿数的用处选取齿轮铳刀的刀号;计算轮齿的强度时,Zv Zv=Z/cos31,2,用到当量齿数的概念传动特点啮合性能好(逐渐进入和脱离啮合,无冲击,传动平稳、噪声小)重合度大(随承载能1,2,B,力?,传动平稳);机构更加紧凑(小).缺点产生轴向推力螺旋角不宜过大,取3,Zmin二口7〜15第二节蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆的形成及传动特点两轴空间交错两螺旋角之和为?二蜗杆?大小小,大螺旋线90°1+2=91B绕一周以上一般;Zi=1〜
4.蜗轮直径大,齿数多,?小蜗轮蜗杆传动的特点传动比大(一般在分度d2Z221,il2=1〜100,机构中甚至可以达到以上),可具有自锁性(?时),结构紧凑、传动平稳噪声小5002f34,v缺点械效率较低,磨损大,成本较高(蜗轮常用耐磨材料如锡青铜)阿基米德蜗杆轴面齿形为直线蜗轮采用对偶加工,即用与蜗杆完全相同的刀具加工蜗轮.主截面——过蜗杆轴线、垂直于蜗轮轴线的平面a-ao主截面中,蜗杆齿条;蜗轮渐开线齿轮.蜗杆蜗轮传动相当于齿轮齿条传动正确啮合条件;m1=mt;]=ta a蜗杆和蜗轮螺旋线的旋向一致=90°[二d[=q m;cl2=Zzm;tan Z1/q.圆锥齿轮机构允许值在一定范围内变动,但应为规定的标准值.一般应选取较小的值q q两相交轴交角多为二大端参数为标准值.两个节圆锥截锥体无滑动的摩擦传动与圆锥齿轮传动相同90°大端齿廓曲线为球面渐开线,到锥顶等距的点才能相互啮合.背锥——过两分度圆锥的底圆与球面相切的圆锥齿廓向背锥的锥面上投影,作为其近似齿形(可展成平面图形,便于计算)当量齿轮——将背锥近似齿形展开的扇形齿轮补全的直齿轮.当量齿数(实际齿数)(当量齿ZvZ轮的和?大端的模数和压力角)且不是整数正确啮合条件按其当量齿轮确m z=z/cos.zz;v v定二二.mi m2=m;i=2(满足两节锥锥顶重合)的用处)按其当量齿轮传动计算重合度())避免根1+2=.Zy1Zv;2切)选择铳刀的刀号ZvZ jn3Zm vi12=sin2/sin3两轮各锥顶重合,称为正常收缩圆锥齿轮传动等顶隙圆锥齿轮传动一轮的齿顶线与另一轮的齿根线平行第十一章齿轮系定轴轮系及其齿轮系一一由一系列齿轮组成的传动系统.简称轮系传动比计算各轮轴线相对于机架位置不变的轮系——定轴轮系各轮运动共面的定轴轮系一平面定轴轮系各轮运动不共面的定轴轮系一空间定轴轮系传动比(或速比)是指两轮的角速度(或转速)之比两轮的转向相同,取正号;两轮的转向相反,取负号轮系的传动比等于各对齿轮的传动比的乘积第二节周转轮系及其传动比计算轴线固定的齿轮——中心轮(太阳轮)轴线转动的齿轮——行星轮;支承行星轮的构件系杆中心轮和系H——杆称为基本构件(中心轮和系杆常作为输出或输入构件)周转轮系存在某齿轮轴线绕固定轴线转动的轮系自由度等于的周转轮系称为差动轮系自由度等于的周转轮系称为行星轮系各构件相对系杆运动的假想定21轴轮系?周转轮系的转化机构行星机构中活动轮对系杆的速比等于减去转化机构中原活动轮对原固定轮的1速比第三节复合轮系及其传动比计算由几个基本轮系构成的轮系称为复合轮系复合轮系的传动比计算步骤区分基本轮系分别计算各基本轮系的传动比;找出各基本轮系间的联系,联立求解1,2,3,第四节轮系的功用实现分路传动获得较大的传动比;实现变速传动;实现换向传动;实现运动的合成与分解;在重量
1.
2.
3.4,5,
6.较小的条件下实现大功率传动第十三章机械运转及调速第一节概述稳定运转阶段?二常值且周期变化一个运动循中交流异步电动机特性曲线Wd=Wj E=0om K段——非稳定运转段易发生停车;段——稳定运转段「,使机器在某一速度下稳AB Mr,M BCM M,定运转第二节机器运动的等效量及其动力学模型机器的总瞬时功率()等于某构件的瞬时功率机器的总动能(M jj+Fj vjcosa iM;mj vis)等于某构件的动能2+Jij2/2J2/2该构件称为等效构件其称为等效转动惯量;其称为等效力矩J M第六节机械的运动方程式
一、能量微分形式的运动方程式;
二、能量积分形式的运动方程式;
二、力力矩形式的运动方程式第四节机械系统周期性速度波动的调节机器运转不均匀系数??:=-min/mmax一/-=2m1+2/2•=1k1・///,max-m*-min-m个运动循环中的盈亏功代数和为零最大盈亏功即和2max—2min=2w2m-min max区间内盈亏功的代数和最大盈亏功Agax:Amax~in/2二J Amax/2n-分飞轮的作用飞轮即储能器,时,储能;时,J=900A/2n2J=900A/[]2n21,A0A0max Fmax放能;由于飞轮有储能、放能的作用,可按平均载荷选取原动机的功率1,第十四章机械的平衡第一节概述附加的动压力一构件惯性力在运动副中产生的压力机械的平衡的目的合理地分配构件中的质量,消除或减少附加动压力以及机座的振动刚性转子的平衡刚性转子-一无显着地弹性变形的刚性转动构件1平衡原理--力系的平衡原理2挠性转子的平衡挠性转子------------在惯性力的影响下产生弯曲变形的转子机械在机座上的平衡3第二节刚性转子的平衡原理刚性转子的静平衡所有质量的质量矩矢量和为零刚性转子的动平衡条件?F=M《机械原理》必修内容和要求一.绪论构件、机构、机器、机械;什么是机构分析、机构综合结构、尺度、动力综合?机构的尺度综合分为哪些类型?什么是机构综合的准点法及其结构误差?减小结构误差的有效途径是什么?二.机构的结构分析运动副、运动链、机构;欢迎共阅如何对运动副进行分类?机构的自由度、机构具有确定运动的条件、局部自由度、复合较利链、虚约束;杆组、机构及其分类的方法高副低代及其条件、方法三.平面机构的运动分析11级机构的运动分析画出矢量多边形?列出矢量方程写出坐标方程对时间求导得速度、加速度方程能用坐标转动法求角速度、角加速度速度瞬心定义、相对瞬心、绝对瞬心、三心定理;应用四.机构的力分析机构的力分析的目的、什么是平衡力、力分析的静定条件、摩擦角、摩擦圆的概念;能对11级组熟练地写出力平衡方程及其对应的矩阵式;能对简单受力的机构进行力分析求解;什么是机械效率、写出其表达式;什么是机械自锁、写出其表达式;对简单受力的机构能计算其机械效率、分析其机械自锁五.机构的型综合能根据运动链代号画出其结构图或根据运动链结构图写出其代号;确定运动链各类连杆、计算其机构的自由度;能由运动链变换机构六.平面连杆机构有曲柄条件、低副运动的可逆性、压力角、传动角、极位夹角、行程速比系数;位移矩阵平动矩阵、转动矩阵;[Qj]=[D][Q/的意义;用位移矩阵法求转动构件和移动构件运动副坐标时各采用什么约束条件?机构综合的代数式法能理解、运用公式对简单机构进行设计七.优化方法及机构优化设计欢迎共阅目标函数、设计变量、约束条件、设计点、设计空间、最优点、最优值、最优解、可行区、数学模型等概念;搜索迭代的一般格式式,复合形法或随机法的搜索方向的计算方法;能根据机构的简单设计要求写出优化设计的数学模型表达式八.凸轮机构什么是凸轮机构?按从动件型式、凸轮的形状如何对凸轮机构进行分类?凸轮机构从动件的常用运动规律中的等速、等加速等减速、正弦加速、余弦加速等运动规律的动力性能各有什么特点?能根据公式计算凸轮实际廓线上点的坐标值能根据公式分析压力角、基圆半径、偏距方位间的关系;如何建立平底从动件凸轮机构的凸轮廓线点的坐标方程及平底尺寸的计算式九.直齿圆柱齿轮机构渐开线的形成、特性及渐开线方程;什么是分度圆、节圆?齿轮传动的节点有什么运动特性?什么是压力角、啮合角?能写出齿顶高和齿根高的一般计算公式,并解释其中各符号的意义及计算方法(9-
21、9-22)o什么是齿廓啮合基本定律?什么是齿轮传动的可分性、重合度?什么是标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮、零变位非标准齿轮?什么是正传动、负传动、等变位齿轮传动?它们的啮合参数各有什么特点?什么是齿轮的根切?什么是最少齿数、最小变位系数?判断齿轮是否根切的条件是什么?能根据给出的公式计算齿轮的几何尺寸,进行齿轮传动设计十.其它齿轮机传动斜齿圆柱齿轮的哪个面的参数为标准参数?斜齿圆柱齿轮传动的哪个面的计算公式与直齿圆柱齿轮传动相当?斜齿与直齿圆柱齿轮传动比较有什么优缺点?什么是斜齿圆柱齿轮的当量齿轮、当量齿数?蜗轮蜗杆传动的传动特点是什么?什么是蜗轮蜗杆传动的主截面,其齿形有什么特点?设计蜗轮蜗杆的尺寸时为什么要提出蜗杆直径系数?圆锥齿轮传动用于何种运动传递?什么是圆锥齿轮的背锥、当量齿轮、当量齿数?十一.齿轮系什么是平面定轴轮系、空间定轴轮系、周转轮系、行星轮系、差动轮系、复合轮系?什么是周转轮系的转化机构?如何列出转化机构的速比公式、其速比特性是什么?能对复合轮系进行速比计算十三.机械运转及调速什么是机器的等效量、等效动力学模型?求解等效量的原理是什么?飞轮的作用是什么?它适用于哪种运转类型的机器?什么是周期性运转机器的最大盈亏功?能根据给出的图形计算飞轮转动惯量十四.机械的平衡什么是刚性转子的静平衡、动平衡?各需几个平衡面?平衡条件是什么?能进行刚性转子的动平衡计算第二节平面机构自由度机构自由度——机构具有确定运动所必须的独立运动参数的数目高副提供一个约束,低副提供两个约束机构的自由度为()(各符号的意义)机构具有确定运动的条件二原动件数F=3n-2p|+ph o1,F0;2,F(原动件数、原动件数时会出现什么情况?)F F主动件一机构中传入驱动力(矩)的构件原动件——运动规律已知的构件其余的活动构件统称从动件输出构件--------输出运动或动力的从动件复合较链——两个以上的构件构成的同轴线的转动副,其转动副个数等于构件数减1局部自由度-------与机构整体运动无关的自由度虚约束——对运动不起实际限制作用的约束第三节机构的组成的不可再拆分的最简单的运动链——基本杆组FR机构的组成原理——由若干基本杆组依次连接到原动件和机架上构成机构级组n—2;p|—3,11o;且具有一个含三个低副的中心构件的基本组——级组n=4p|=6,IIIn=4;p|=6,不含三个低副的中心构件的基本组------------IV级组注意基本杆组中是没有高副的机构的级别是以其中含有的杆组的最高级别确定的机构拆组的一般原则除掉虚约束和局部自由度,高副低代;.从远离原动件开始拆组,先级后级;.
1.2II III3杆与其上运动副一并拆下;.剩余部分必为一机构,最后为机架、原动件.4第四节平面机构的高副低代高副低代——将机构中的高副用低副代替高副低代的替代条件机构的自由度不变;机构的瞬时运动不变1,2,将高副用具有两个较链的构件代替,较链的中心分别位于高副接触点的曲率中心处且与高副元素的所属构件C相连机构在不同位置其低副替代机构也不同——高副低代的瞬时性第三章平面机构的运动分析第一节概述第二节II级机构的运动分析运动分析的步骤建立机构的位置方程式;位置方程式对时间七求导一次、两次得速度方程式、加速度方程
一、校链四杆机构的运动分析将坐标逆时针方向旋转求构件的角速度、角加速度
二、曲柄滑块机构的运动分析导路平行坐标轴线时不可用坐标旋转法(为什么?)第七节速度瞬心及其位置确
三、导杆机构的运动分析定瞬心-------------------作般平面运动的两构件上的瞬时等速重合点或瞬时相对速度为零的重合点绝对瞬心——重合点的绝对速度为零.相对瞬心——重合点的绝对速度不为零(瞬心的数目;机构的总构件数k=N N-D/2k——N——三心定理——彼此作平面运动的三个构件有三个速度瞬心,它们位于同一条直线上第四章机构的力分析第一节概述机构的静力分析一不计惯性力的机构力分析机构的动力分析一考虑惯性力的机构力分析如将惯性力视为一般外力加于产生该惯性力的构件上,该机械视为处于静力平衡状态驱动力一凡是驱使机械产生运动的力阻抗力一凡是阻止机械产生运动的力平衡力一与作用在机械上的已知外力相平衡的未知外力机构力分析的目的)求运动副反力;)计算平衡力(矩).12第二节运动副反力及构件组静定条件不论是否楔形滑块,和之间的夹角可表示为?R21N21v楔面接触较平面接触时所产生的摩擦力大(为什么?)摩擦圆——以?为半径圆()rf对轴颈的总反力将始终切于摩擦圆(为什么?)静定条件一所有未知外力都可以用静力学的方法确定出来的条件所有的基本杆组都是静定杆组其条件为3n=2po第三节不考虑摩擦的机构力分析一,矩阵法级组的力分析RRR——II级组的力分析可以直接确定移动副反力的方向,不必按、分解二,机构力分析的等功率法RPR——II XY机构处于平衡状态时,作用于机构上的所有外力的瞬时功率之和为零用于只求平衡力(力矩)情况的简便方法三,首解运动副法“首解运动副”一两构件相连的“内运动副”,且构件上的所有外载荷均为已知两构件分别对外运动副中心求矩可导出“首解运动副“反力的求解式四,直接求解法应用有关二力杆和三力汇交的理论,直接求解第四节考虑摩擦的机构力分析第五节机械效率与机械自锁一,机械的效率机械正常运转时Wd=W1+Wf机械效率一表示输入功在机械中有效利用的程度(各符号的意义)W/W=1-W/W P/P Fo/FMo/M ord fd rd)不可能为零,故)为提高机械效率应尽量减小机械中的损耗1Wf vl2理想机械一不存在摩擦和损耗的机械其效率?=理想驱动力()与实际驱动力()之比0=1Fo MoF M斜面机构的效率将正行程公式中的主动力与阻力置换,摩擦角符号反向即反行程公式机组一由若干台机器组成的系统串联机组的总效率等于组成该机组的各个机器的效率的连乘积()串联机组的总效率小于各机器的效率1i;()并联机组的总效率()()2i mini max若各个机器的效率均相等有?二?i无论驱动力如何增大,也无法使机械运动的现象一机械的自锁机械出现自锁的条件即?凡使机器反行程自锁的机构通称为自锁机构当螺旋升角小于摩擦角时,螺旋发生自锁wo第五章机构的型综合第一节概述机构结构分类法一研究由多少个构件、运动副能构成多少个给定自由度的不同机构,从中选择出最佳满足工艺要求的机构第二节机构结构分类法讨论机构的类型即探讨运动链、、间的关系F Np运动链的环一由构件和运动副构成的独立封闭系统(各符号的意义)用数组表示多元连杆与二元连L=p-N+1第三节连杆组合分类法机构型综合杆间的连接方式的规则……机构型综合的原则)最简原则应首1先考虑最简单的运动链2)不存在无功能结构原则--------------------------------------------------------机构中不出现不起实际作用的结构部分;)最易综合原则——选择二元连杆为机架,易得到高级别机构;)最低成本原则——运动副的加34工成本按转动副、移动副、高副递增;)最符合工艺要求原则5第六章平面连杆机构第一节概述平面连杆机构-------------由低副连接而成的平面机构一.平面连杆机构的特点)实现远距离传动或增力;)可完成某种轨迹)寿命较长,适于传递较大的动123力;)便于制造4缺点设计困难,一般只能近似地满足运动要求多数构件作变速运动,其惯性力难以平衡1,2,
二、平面连杆机构设计的基本问题机构运动简图参数——各杆尺寸及机架、某点的位置尺寸设计的基本问题——根据工艺要求来确定机构运动简图的参数设计的两类基本问题实现已知的运动规律;实现已知的1,2,轨迹第二节连杆机构的运动特性机构的运动特性一机构的运动学和传力性能(有曲柄条件、传动角、急回运动、止点)
一、有曲柄条件连架杆——与机架相连的构件;连杆——作一般平面运动的构件;机架——相对固定的构件;摇(摆)杆——往复摆动的连架杆;曲柄——整周转动的连架杆四杆运动链具有两个全转副的条件具有两个全转副的构件为最短杆;最短杆与最长杆之和(或二)其它两杆之和(称为杆长之和条件)1,2,低副的运动性质不随机架变更而改变——低副运动的可逆性四杆较链机构满足杆长之和条件时最短杆的邻杆为机架得曲柄摇杆机构;最短杆为机架得双曲柄机构;最短杆的对杆为机架得双摇杆机构四杆较链机构的有曲柄条件)满足杆长之和条件;)最短杆或者最短杆的邻杆为机架推论不满足12杆长之和条件时,得到双摇杆机构曲柄滑块机构的有曲柄条件
二、压力角和传动角b e+ao压力角?-----从动件受力方向与受力点速度方向所夹的锐角与压力角?互余的角?------称为传动角四杆较链机构的最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一曲柄滑块机构的最小传动角发生在曲柄垂直于导路且远离偏心一边的位置
三、行程速度变化系数极位夹角?机构在两极位处,一曲柄与另一曲柄反向线间的夹角行程速比系数表示从动件的空行程与工作行程平均速度之比()
(0)()()k=V2/vi=180°+/180-;=180°k-1/k+
1.机构无急回特性k=1,=0机构有急回特性k1,0时,?为钝角k=3=90o k3,
四、止点位置当连杆与从动件共线时(
二、?)机构不能运动,此位置称为止点位置90°=0,第三节机构综合的位移矩阵法
一、刚体平面有限位移的位移矩阵刚体的平面转角?刚体位置对位置的转角;j——j1为构件上已知点位置参数的系数矩阵,称为刚体平面运动的位移矩阵[Dij]位移矩阵法——用位移矩阵对机构尺寸进行综合的一种方法以杆长不变或角不变为约束条件建立方程有较强的通用性与适用性但无法考虑机构的运动和传力性能使用场合受力很小主要实现位置要求的机构的综合
二、按连杆给定位置设计较链四杆机构若已知()()(尸)设计此机构根Pj xj,y j,r1,2…n,qj2,3…np p据杆的长度不变求解
三、按给定连杆位置设计曲柄滑块机构已知(产)(户)求一带Pj1,2…n;qj2,3…n.有滑块的机构,实现该刚体导引按滑块导路的斜率不变求解
四、按两连架杆对应位置设计铁链四杆机构刚第四节机构综合的代数式体的相对旋转矩阵的平面转角?法代数式法的优点可以用人工计算j=j-j完成;可考虑机构的某种运动和传力方面的特殊要求使用场合实现的点位数较少或要求实现某些性能)按连杆给定位置的机构综合1已知带专交链的连杆的三位置杆长不变约束B,C x1-x2+yl-y2=x2-x2+y2-y2一二x1-x2+y1y2x3-x2+y3-y2按两连架杆的对应位置的机构综合2较链四杆机构得:a pQ-c/a;P1--c;p2a2+c2+l-b2/2a.?PO Cos+j+pl Cosj-i+-a+p2Cos+i将?、代如上式可求得、、i ii=1,2,3po P1P2最后求得、a b c.曲柄滑块机构b已知求机构的尺寸、、sj=f j,a beo2PQs jCosj+piSini+P2=s j2,代入,可求得、.最后解得、、jSi i=1,3PO P1p2a be.按行程速比系数设计四杆机构3K已知?、、求机构的尺寸、、、2ko abcdo=k-1180°/k+1tan0=sin2sin/sinl-sin2cos二a A-B/N;b=A+B/N;c=s ino/s in
2.其中A=cos0+s in2+0;B=s in2+sino cos1++0;N=2s in2cos+Q.按力矩比设计摆块机构已知条件、、求机构的尺寸、、、如何确定?4k obi b2c0第八章凸轮机构第一节概述凸轮机构由凸轮、从动件和机架构成的三杆高副机构凸轮机构的优点可获得从动件任意的预定运动规律,机构简单紧凑缺点易于磨损,用于传递动力不大的场合分类:按从动件的运动直动、摆动;按从动件的形状滚子、尖顶、平底;按凸轮的形状盘形、移动板状、圆柱、圆锥按高副维持接触的方法力封闭、形封闭第二节从动件常用运动规律及其选择基圆(?)以最短向径所作的圆升程推——h——杆的最大位移推程角;?——回程角?远停角;?远停角;)等速运动规律位移方程0——0’s——s——1速度方程加速度方程速度突变处惯性力为无穷大产生强烈的冲击刚性冲击适用于转速S=h/o v=h/o0很低的场合)等加速、等减速运动规律(二次多项式运动规律)有限惯性力的突变产生有限冲击柔性冲2击适用于中、低速的场合)五次多项式运动规律为连续曲线,不会形成冲击可用于高速场合)余弦加速度运动规律有柔性3a4冲击,故用于中低速场合)正弦加速度运动规律无冲击,其振动、噪声和磨损都小,可用在中高速场合5选择推杆的运动规律应考虑的因素满足工艺对机器的要求;凸轮机构具有良好的动力特性;设计的凸轮便于加工第二节凸轮的轮廓曲线设计
一、偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构轮廓曲线设计的依据二千⑵;()S=fO反转法---------机构按(-已转动,凸轮不动,从动件沿凸轮廓线相对运动导路的反转角即凸轮的转角凸轮理论廓线方程()()二,偏置直动滚子推杆盘形x=eCos+S+So Siny=S+So Cos-eSin凸轮机构实际廓线一理论廓线的等距曲线(角的意义?)
三、对心平底推杆盘形X=x-r Cos;y=y-r Sinorr凸轮机构(如何推导?)AP=ds/d第三节凸轮机构的结构尺寸
四、摆动滚子推杆盘形凸轮机构
一、凸轮机构的压力角压力角?一力的方向线与从动件受力点速度方向线间所夹的锐角压力角与从动件运动规律有关外,还与机构的尺寸(?、、、e a)有关I机构的压力角愈小传力效果愈好一般规定?[][]—一许用压力角推程值max移动从动件[]=30〜38摆动从动件[]=40〜45回程值[]=70°〜80二)直动从动件凸轮机构的基本尺寸)偏距值可改变机构的压力角;)偏置置位与户点位于凸轮轴心A的同侧,压力角小.A B(点的意义?)P基圆半径应考虑的因素工作行程中满足:?不大于[]时最小的结构尺寸,同时考虑安装和强度max三)摆动从动件凸轮机构的基本尺寸四)平底从动件凸轮机构尺寸的确定平底从动件凸轮机构基圆半径的确定的条件——廓线不出现尖点曲率半径>min()巾”??()L=2ds/d57mm11IClzv五)滚子半径的确定外凸的凸轮理论廓线?a=mirrr可作出实际廓线;出现尖点;推杆运动失真通常取而“r,r=r,r8r minr minr min第九章直齿圆柱齿轮机构第一■节概述第二节渐开线及其特性渐开线在基圆上纯滚动的发生线上点的轨迹展角一渐开线起始点与点两向径间的夹角i AK共根齿廓一满足予定传动比的一对齿廓渐开线的特性)发生线在基圆上滚过的长度等于基圆被滚过的弧1长;)渐开线在任意点的法线恒切于基圆;)渐开线离基圆越近其曲率半径越小;)同一基圆上的任意两234条渐开线间的距离相等;)渐开线的形状取决于基圆;)基圆内无渐开线压力角力作用线与受力56i——点速度方向线间所夹的锐角渐开线方程rj=r/Cos|.bi nvj=j=tanj-|第三节齿轮的基本参数分度圆——计算的基准圆,其上的模数和压力角为标准值齿条的节线称为分度线(也称为中线)e=s二二;P pm;e s=pm/2h=mh*;hf=mhf*.a a第三节齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本方程VK2Kl n=0齿廓啮合基本定律任一位置的传动比等于连心线12被齿廓公法线分成的两段长度的反比点称为啮合节点或称节点.若要求二常数,即无论齿廓在P ii2何处啮合,接触点的法线必交于连心线于定点点(和)随、齿廓运动的轨迹分别为两个P.P P1P212圆节圆——瞬心在两轮平面上的轨迹二常数的一对齿廓的传动,相当于它们的一对节圆的纯滚动齿P ii2廓公法线为两基圆的内公切线第四节渐开线齿廓传动的特性渐开线齿廓传动的特性)渐开线齿廓的两齿轮其传动比为常数;)渐开线传动的啮合线是一条直12线即两基圆的内公切线「)具有中心距的可分性,即N N
2.3当中心距稍有变化时其传动比不变的特性a第五节渐开线齿轮的啮合传动接触(啮合)点在固定平面上的轨迹——啮合线啮合角?——节圆的切线与啮合点的公法线间的夹角啮合K角为常数,其值等于节圆上的压力角法向齿距相邻两齿同侧齿廓的法向距离正确啮合的表达式a,Pn正确啮合条件两轮的模数和压力角分别相等?任二?;Pnl=Pn2Pb=Pcosa2[二也二田m齿轮传动的重合度=B B/Pb12是保持齿轮连续定传动比传动的条件.重合度二表示,在一个基圆齿距内单对齿啮合的啮合线度占
11.3两对齿啮合的啮合线度占70%,30%重合度表明了同时参加啮合的齿对数的多少.第四节齿轮加工用齿条刀具加工标准齿轮齿轮的分度圆与刀具的中线相切,二二标准齿轮且、为标准s ep/2=pm/
2.s=e,ha hf值的齿轮.两个标准齿轮传动时有什么特性?标准齿轮传动两分度圆相切.二其顶隙为标准值a+r2=ri+r2c c*mo第八节根切现象及避免根切的条件根切-------用范成法加工齿轮时渐开线根部被切去的现象当刀具的齿顶线与啮合线交点点在之外时,必发生根切.标准齿轮不发生根切的条件为B Nz Zj.Z in=2h*/m nm a()称为最少齿数,即用范成法加工标准齿轮时,刚刚不Sin2Z inm发生根切的齿数当时,目h*a=
1.0,a=20°Zmin7变位齿轮不发生根切的条件为乂而门其中().不论是否标准齿x in=h*a Zgjn-Z/Zmin轮均按下式判断x Xmin第九节无侧隙啮合方程式侧隙为零△仔()()该方程称为无侧隙啮合方程式.=erS2=e2-S Oinv=2tan x+x/z+z+inv a1212二=acos/cos;d=dcos/cosx0=0:=,r=r,a=a rI+r2说明两齿轮的分度圆分离?说明两齿轮的分度圆相交x0,aa x0,a a第十节齿轮传动的几何尺寸计算确定齿轮传动的中心距必须满足两个条件)保证无侧隙啮合先计算无侧隙的啮合角?‘再根据?’求出实际中心距1a。