1、1 1 齒輪系及其分類齒輪系及其分類一、輪一、輪 系系1450 rpm1450 rpm53.7 rpm53.7 rpm1. 1. 一對齒輪傳動一對齒輪傳動i i1212 = = n n1 1n n2 2= = Z Z2 2Z Z1 1= = d d2 2d d1 1= = 1450145053.753.7= 27= 27設(shè)設(shè) d d1 1 = 53.7mm = 53.7mm, , 則則 d d2 2 = = i i1212d d1 1 = 27 = 2753.7 = 1450mm53.7 = 1450mm2. 2. 多對齒輪傳動多對齒輪傳動14501450rpmrpm53.753.7rpmrp

2、m1 12 23 34 45 56 61 12 2i i1616 = = n n1 1n n6 6= = n n1 1 n n6 6 n n3 3n n2 2 n n5 5n n4 4= = i i1212 i i3434 i i5656分步傳動分步傳動設(shè)：設(shè)：i i1212 = = i i3434 = = i i5656 = 3 = 3則則: : i i1616 = = i i1212 i i3434 i i5656 = 3 = 33 33 = 273 = 27搪桿搪桿3. 3. 復(fù)合輪系復(fù)合輪系 ( (混合輪系混合輪系) ) 由定軸由定軸 動軸或多個動軸輪系組成的輪系動軸或多個動軸輪系組成

3、的輪系. .至少有一個齒輪的軸線不固定的輪系至少有一個齒輪的軸線不固定的輪系. .設(shè)令設(shè)令 d d1 1 = d = d3 3 = d = d5 5 = 53.7mm = 53.7mm 1450rpm53.7rpm123456則則: d: d2 2= =i i1212d d1 1=3=353.7=161.1mm53.7=161.1mm d d4 4= =i i3434d d3 3=3=353.7=161.1mm53.7=161.1mm d d6 6= =i i5656d d5 5=3=353.7=161.1mm53.7=161.1mm3. 3. 輪系輪系 由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)由一系列齒輪

4、組成的傳動系統(tǒng). .二二. .輪系的分類輪系的分類1. 1. 定軸輪系定軸輪系 ( (普通輪系普通輪系) ) 所有齒輪軸線均固定的輪系所有齒輪軸線均固定的輪系. .2. 2. 動軸輪系動軸輪系 ( (周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系) )123412342 2 定軸輪系的傳動比定軸輪系的傳動比一、一對齒輪的傳動比二、定軸輪系傳動比計算大小 i12=1/ 2 =Z2/Z1轉(zhuǎn)向55433221 45 342312zzzzzzzz5115/i（從動輪齒數(shù)積）（主動輪齒數(shù)積）負(fù)號表示輪1和輪5轉(zhuǎn)向相反。輪2稱為中介輪(惰輪、過輪)箭頭表示轉(zhuǎn)向箭頭表示轉(zhuǎn)向外嚙合轉(zhuǎn)向相反 取“”號內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)向相同 取“+”號說明：1.定軸

5、輪系的傳動比=各對齒輪傳動比的連乘積 =所有從動輪齒數(shù)的連乘積/所有主動輪齒數(shù)的連乘積2.首末兩輪的轉(zhuǎn)向相同取“+”號、轉(zhuǎn)向相同取“-”號。 （注意：若（注意：若首末兩輪軸線不平行只能用箭頭表示）首末兩輪軸線不平行只能用箭頭表示）3.中介輪(惰輪)不影響傳動比的大小,但改變了從動輪的轉(zhuǎn)向。i14 = - - Z2Z1Z4Z3123456i16 = Z2Z1Z4Z3Z6Z512345678i18 =Z2Z1Z4Z3Z6Z5Z8Z712343 3 周轉(zhuǎn)輪系的傳動比周轉(zhuǎn)輪系的傳動比12H3一、周轉(zhuǎn)輪系及其分類一、周轉(zhuǎn)輪系及其分類名稱名稱 1. 1. 行星輪行星輪 軸線活動的齒輪軸線活動的齒輪. .

6、2. 2. 系桿系桿 ( (行星架、轉(zhuǎn)臂行星架、轉(zhuǎn)臂) H .) H . 3. 3. 中心輪中心輪 與系桿同軸線、與行星輪相嚙合、軸線固定的齒輪與系桿同軸線、與行星輪相嚙合、軸線固定的齒輪. .4. 4. 主軸線主軸線 系桿和中心輪所在軸線系桿和中心輪所在軸線. .5. 5. 基本構(gòu)件基本構(gòu)件 主軸線上直接承受載荷的構(gòu)件主軸線上直接承受載荷的構(gòu)件. .1234H1234H5分類分類1. 1. 按自由度分按自由度分 F = 1F = 1 行星輪系行星輪系. . F = 2 F = 2 差動輪系差動輪系. .12H312H3有一個中心輪固定有一個中心輪固定沒有固定的中心輪沒有固定的中心輪2. 2.

7、 按基本構(gòu)件分按基本構(gòu)件分2K- - H2K- - H2K- - H3KK- -H- -V萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié) 周轉(zhuǎn)輪系中周轉(zhuǎn)輪系中, ,任兩構(gòu)件相對于系桿任兩構(gòu)件相對于系桿 H H 的速比的速比, ,稱為該輪系的轉(zhuǎn)化輪系的傳動比（假想為定軸輪系傳動比）。稱為該輪系的轉(zhuǎn)化輪系的傳動比（假想為定軸輪系傳動比）。二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算二、周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算a ac cH Hb ba ac cH Hb b 假定系桿固定時假定系桿固定時, ,所得到的所得到的“定軸輪系定軸輪系”, ,稱為原周轉(zhuǎn)輪系的稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)化輪系。HHHHHHHHHH3322110)1()1(nmnmHnHmHn

8、HmHmnzzzznnnnnni公式：公式：1) 1) 齒數(shù)連乘積之比前的齒數(shù)連乘積之比前的“ ”號取決于號取決于轉(zhuǎn)化輪系中轉(zhuǎn)化輪系中m m、n n輪輪的轉(zhuǎn)向；的轉(zhuǎn)向；2) 2) 輪輪m m、輪、輪n n和系桿和系桿H H必須是同一個必須是同一個周轉(zhuǎn)輪系中周轉(zhuǎn)輪系中軸線平行或重合的三個構(gòu)件；軸線平行或重合的三個構(gòu)件；3) n3) nm m 、n nn n 、n nH H 中，已知值中，已知值應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向相同還是相反代入正負(fù)號應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向相同還是相反代入正負(fù)號, ,未知值的轉(zhuǎn)向由計算結(jié)果判定。未知值的轉(zhuǎn)向由計算結(jié)果判定。注意注意: :)1()1(nmnmHnHmHnHmHmnzzzznnnnnni公

9、式：公式：若是行星輪系（設(shè)中心輪若是行星輪系（設(shè)中心輪n n固定）固定）HmnmHii110mHHHmHmninnni傳動比計算要點(diǎn)：傳動比計算要點(diǎn)： 分清輪系分清輪系 注意符號注意符號 掌握技巧掌握技巧差動差動行星行星acHbnb = 0搭橋aHiHabi1)(1cabczzzzaciHcaHiicbcabczzzzzz1)(1HcbHabii11cHHabii1)1 ( aHaHinnacacinn例例 1. 已知已知 Z、na 求求: iaH 、iac、nH、nc解:3122H4i14= ？abcdH例 2.已知: Za = 100、Zb = 99、 Zc = 101、Zd = 100

10、求: iHa解:若為定軸輪系若為定軸輪系若若 Za = 99則 iHa = = - -100HaibHaiHabi1110000)(11cabczzzz9999. 0dabcabzzzzi0001. 11abbaii= 0.25%abcd 21323113zzzznnnniHHH例 3. 已知: Z1 = 15，Z2 = 25， Z2 = 20 Z3 = 60， n1=200 rpm， n3=50 rpm， 轉(zhuǎn)向圖示。 求求: nH解：2015602550200HHnnrpmnH 33. 8例 4. 已知: Z1 = 12，Z2 = 28， Z2 = 14，Z3 = 54。 求: iSHSHi

11、3SHiHSi31)(1 2132zzzz10141254281解:例 5.abcH已知: Za = Zb 、na、nH求： nb解：abcH1abHbHaHabzznnnniHbannn2aHbnnn 2HcHaHacnnnni注意注意4 4 復(fù)合輪系及其傳動比復(fù)合輪系及其傳動比一、復(fù)合輪系（一、復(fù)合輪系（由兩個以上輪系組成）由兩個以上輪系組成）判別：不能通過一次反轉(zhuǎn)得到一個定軸輪系判別：不能通過一次反轉(zhuǎn)得到一個定軸輪系12H31234H1234H5HHHH 二、復(fù)合輪系傳動比計算二、復(fù)合輪系傳動比計算由由定軸輪系定軸輪系1-2 周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系2 -3-4-H 組成組成114 2 2HHi

12、i)(3243zzzz已知Z，求i1H例 6.解:HHHHiii 212 22111122112zzi符號？符號？輪輪1、系桿轉(zhuǎn)向相反、系桿轉(zhuǎn)向相反例例 7.7.已知已知: Z : Z 及及n n1 1的方向的方向. .求求: : i i1H1H 和和 n nH H 的方向的方向. . 解解: :1. 1. 判斷和劃分輪系判斷和劃分輪系本復(fù)合輪系由定軸輪系本復(fù)合輪系由定軸輪系和行星輪系和行星輪系串聯(lián)而串聯(lián)而成成. .用箭頭法確定空間定軸輪系各輪的轉(zhuǎn)向用箭頭法確定空間定軸輪系各輪的轉(zhuǎn)向. .2.2.3.i1H = i16 i7H分步分步, ,傳到交界傳到交界n9 = 0i16 i7H9找固定件找

13、固定件= i16 (1- - i79 )H= Z2Z1Z4Z3Z6Z5( 1- - )- -Z9 Z7= 4. 4. i i1H 1H 0 , 0 ,實為實為 i i7H 7H 0 , 0 ,即即 n nH H 與與 n n7 7 同向同向, ,如圖示如圖示. .nH12345678H9n1例例8 8 求求i1H周轉(zhuǎn)輪系周轉(zhuǎn)輪系1-2-2-3-H定軸輪系定軸輪系3-4-5 355 3zz 213231zzzzHH補(bǔ)充方程補(bǔ)充方程5H3 3轉(zhuǎn)速普遍方程轉(zhuǎn)速普遍方程= nA - - nCnB - - nCiABC展開展開: :( nB - - nC ) = nA - - nCiABC移項移項: :

14、nA =iABCnB + ( 1- -iABC) nC得得: :nA =iABCnB +iACBnC根據(jù))1()1(nmnmHnHmHmnzzzznnnni可用于求解較為復(fù)雜的復(fù)合輪系。并聯(lián)復(fù)合輪系并聯(lián)復(fù)合輪系 ( (封閉差動輪系封閉差動輪系) ) 特點(diǎn)特點(diǎn): :必含差動輪系必含差動輪系. .其主軸線上有兩構(gòu)件與其它輪系相聯(lián)其主軸線上有兩構(gòu)件與其它輪系相聯(lián). . 解題時，將其主軸線上另一構(gòu)件的轉(zhuǎn)速當(dāng)作未知項處理解題時，將其主軸線上另一構(gòu)件的轉(zhuǎn)速當(dāng)作未知項處理. .H1123456H2例例 9.9.已知已知 Z Z ，求，求 i iH 1H 12 2解解: :1. 1. 判斷和劃分輪系判斷和劃分

15、輪系本復(fù)合輪系由行星輪系本復(fù)合輪系由行星輪系和差動輪系和差動輪系并聯(lián)而并聯(lián)而成成. .nH n12.iH 12= 2=i 6H2 4n4 + i 4H2 6n6n1n1= n4n6 = nHiH 111i 6H2 4+ i 4H2 6n3= 0i 3i 6H2 4+ i 4H2 5H11= 所有的所有的 i i ，都要變換成同輪系三構(gòu)件，都要變換成同輪系三構(gòu)件間的速比，且含同輪系的間的速比，且含同輪系的 H H . .展開未知項展開未知項. . 選用同輪系主軸線上另兩構(gòu)件配選用同輪系主軸線上另兩構(gòu)件配伍伍. .i76+ i14（ ）51234H67567567已知：已知：Z .Z .求求: :

16、i i6161567567例例1010解解: :1. 1. 判斷和劃分輪系判斷和劃分輪系本復(fù)合輪系由差動輪系本復(fù)合輪系由差動輪系和定軸輪系和定軸輪系并聯(lián)并聯(lián)而成而成. .2.i16 = n1n6=i1H4nH + i14Hn4n6n4 = n5nH= n7i1H4Hi56= i61 = n6 n1分母分母 n n1 1 為未知項，展開后太復(fù)為未知項，展開后太復(fù)雜雜i61 = 1/ i16 = abcH12汽車后橋差速器汽車后橋差速器( (牙包牙包) )abcH12abcH12abcH122. 汽車直行:3. 汽車右拐彎:1. 組成據(jù)例5: nb = = 2nH - - na 即: na + +

17、 nb = = 2nH na = = nb , na = = nb = = nH .abllR左右 = = 弧長 / / 半徑pd左naR + l=pd右nbR - - lnanb=R + lR - - l4. 右輪陷于泥坑 按:na + + nb = = 2nH左輪相對阻力很大, na = = 0 ；右輪相對阻力很小，nb = = 2nH .5. 假設(shè)不用差速器abcH12右左直行、拐彎？、陷泥坑？基圓基圓r0d01d0d02SHd0推程、推程角、上停程角（遠(yuǎn)休）下停程角 (近休) 回程、回程角轉(zhuǎn)角、位移、升程2 推桿的運(yùn)動規(guī)律d0偏置、偏距偏置、偏距 e 、偏距圓、偏距圓偏置凸輪的轉(zhuǎn)角、從

18、動桿的相對位置偏置凸輪的轉(zhuǎn)角、從動桿的相對位置理論廓線、工作廓線理論廓線、工作廓線基圓半徑指的是理論廓線上的最小向基圓半徑指的是理論廓線上的最小向徑徑 .工理d01d0d0edd1ad三、余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 (簡諧運(yùn)動位移運(yùn)動規(guī)律)d0H0 1 2 3 4 5 6 7 812345678SdVd0 1 2 3 4 5 6 7 8d0pH2d0012345678p2H22d020123456特點(diǎn): 加速度變化連續(xù)平緩. 始、末點(diǎn)有軟性沖擊.適于中低速、中輕載.0 1 2 3 4 5 6 7 8d078add0pH2d0201246780 1 2 3 4 5 6 7 83四、正弦加速度運(yùn)動規(guī)律 V

19、d2Hd00123468d00 1 2 3 4 5 6 7 8557Hp特點(diǎn)：特點(diǎn)： 加速度變化連續(xù)加速度變化連續(xù). a amax 最大最大. 對加工誤差敏感對加工誤差敏感.適于高中速、輕載適于高中速、輕載. (擺線投影位移運(yùn)動規(guī)律)d01 2 3 4 5 6 7 8dH123456S700ad五、幾種常用運(yùn)動規(guī)律的比較H等速等速余弦余弦d0等加等加正弦正弦等速的等速的 a amax 最小最小, 省力省力.正弦的正弦的 a amax 最大最大.a等速的等速的 Vmax 最小最小, 安全安全.d0等加的等加的 amax 最小，慣性小最小，慣性小.等速的等速的 a .正弦的正弦的 a 連續(xù)連續(xù).(

20、動量動量 mVmax 最小最小, SdVd即沖力即沖力 F = mV/t 最小最小.)6. 多項式運(yùn)動規(guī)律多項式運(yùn)動規(guī)律 S = C0 + C1d d + C2d d2 2 + C3d d3 3 + + Cnd dn .六、常用運(yùn)動規(guī)律的選擇 1. 沒有任何要求、輕載、沒有任何要求、輕載、2. 低速、輕載，要求等速、低速、輕載，要求等速、adad小行程、手動小行程、手動,可用圓弧或偏心圓可用圓弧或偏心圓.等位移等位移,3. 中低速、中輕載中低速、中輕載, 可用等加減速或余弦加速度運(yùn)動規(guī)律可用等加減速或余弦加速度運(yùn)動規(guī)律.可用等速運(yùn)動規(guī)律可用等速運(yùn)動規(guī)律.4. 較高速、輕載較高速、輕載, 可用正

21、弦加速度運(yùn)動規(guī)律可用正弦加速度運(yùn)動規(guī)律.5. 組合型組合型.一、對心尖頂移動從動桿例: 已知 R0、H、 的方向、從動桿運(yùn)動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角: 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運(yùn)動規(guī)律從動桿運(yùn)動規(guī)律 0180 等速上升 H180 210 上停程210 300 等速下降 H300 360 下停程解解: 1. 以以 m mS = 作位移曲線作位移曲線.Sd03600180021003000H1 2 3 4 5 6 7 8 9 102. 以同樣的以同樣的 m mS 作凸輪廓線作凸輪廓線0123456789103 凸輪廓線曲線的設(shè)計二.對心滾子移動從動桿 已知: R0、H 、RT 、 的方向、 從動桿運(yùn)動規(guī)律

22、和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角.nn理論廓線工作廓線三、偏置尖頂移動從動桿 例. 已知: R0、H、e 、 的方向、凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運(yùn)動規(guī)律從動桿運(yùn)動規(guī)律 0180 等速上升 H180 210 上停程210 300 等速下降 H300 360 下停程解: 1. 以 mS = 作位移曲線.2. 以同樣的 mS 作凸輪廓線012345678910四、偏置滾子移動從動桿從動桿運(yùn)動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角:Sd03600180021003000H1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 從動桿運(yùn)動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角:例. 已知: R0、L2、L3 、 1 的方向、五、尖頂擺動從動桿凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角 從動桿運(yùn)動規(guī)律從動

23、桿運(yùn)動規(guī)律 01800 等速上升 ym1L2ymR0L311800 2100 上停程2100 3000 等速下降 ym3000 3600 下停程解: 1. 以 my = 作位移曲線.2. 以 mL = 作凸輪廓線0123451y1y2y3L223yd03600180021003000ym1 2 3 4 5 6 7 8 9 10六、滾子擺動從動桿七、擺動從動桿盤形凸輪的壓力角和從動桿的相對位置nnVa1d一、壓力角一、壓力角 a a 與驅(qū)動力與驅(qū)動力 P Pa a P當(dāng) a 大于一定值, 將自鎖.一般, 推程 a = 30 (移動) 35 45 (擺動) 回程 a = 70 80 二、壓力角二、

24、壓力角 a a 與效率與效率 h h a h a 過大將造成滑脫QQ4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1. 凸輪副的瞬心凸輪副的瞬心(同速點(diǎn)同速點(diǎn)) 運(yùn)動平面平行的三個構(gòu)件的三個速度瞬心（同速運(yùn)動平面平行的三個構(gòu)件的三個速度瞬心（同速點(diǎn)），必在同一條直線上。點(diǎn)），必在同一條直線上。 高副接觸高副接觸, 速度瞬心在接觸點(diǎn)公法線上速度瞬心在接觸點(diǎn)公法線上. 據(jù)此據(jù)此, 接觸點(diǎn)公法線與連心線的交點(diǎn)接觸點(diǎn)公法線與連心線的交點(diǎn) PVP1 = VP2AB123P13P23P12三、壓力角三、壓力角 a a 與基圓半徑與基圓半徑 r0即為凸輪付即為凸輪付 1、2 的瞬心的瞬心.三心定理三心定理O123PCVC1VC

25、2O2. 壓力角壓力角 a a 與基圓半徑與基圓半徑 r0tga a = CPBC=OP - - OCBC其中：其中： 據(jù)三心定理據(jù)三心定理 VP1 = VP2 OC = e BC =即即: OP = V 得得: OP = V/ S + S0= S +r02 - - e2從而從而 tga a =V/ - - eS +r02 - - e2 CBPa123S0顯然顯然, R0 a a 3. 偏置方向與壓力角偏置方向與壓力角凸輪逆時針轉(zhuǎn)動凸輪逆時針轉(zhuǎn)動, 從動桿應(yīng)右偏置從動桿應(yīng)右偏置;凸輪順時針轉(zhuǎn)動凸輪順時針轉(zhuǎn)動, 從動從動桿應(yīng)左偏置桿應(yīng)左偏置. SVer0四、凸輪基圓半徑的確定四、凸輪基圓半徑的確

26、定 1.諾模圖2.經(jīng)驗法確定 Rb r0 r孔 rT r轂351) 結(jié)構(gòu)要求 r0 = r轂 + rT + (35) mm其中, 輪轂半徑2) 驗算 amaxH等速余弦dL等加正弦等速運(yùn)動規(guī)律, amax 在起點(diǎn)處;其余運(yùn)動規(guī)律, amax 在中點(diǎn)附近.Sd r轂= 1.75 r孔+ (57) mm rT 過大, 外凸時可能 造成凸輪工作廓線變尖或失真;rT 過小, 滾子銷及滾子的強(qiáng)度會不夠. 一般, rT 0.4r0 , 且 rT 35 mm .3.五、滾子半徑 rT 1. 外凸r工= r - - rT2. 內(nèi)凹r工= r + rTrr工rT失真rr工rT變尖4. 曲率中心的求取1.1.平面

27、四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件ABCDabcdf設(shè) AB 為曲柄, 且 af 、b+f c 、c+f b以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：b+c a+d 、 b+d a+c 、 c+d a+b并可得: ab 、 ac 、 aL(Lmax+LminL(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和) )時時 雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件：(1)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和(2)最短桿是連架桿或機(jī)架2.急回運(yùn)動和行程速比系數(shù)（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例）（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例）從動桿往復(fù)運(yùn)動的平均速度不等的現(xiàn)象稱為機(jī)構(gòu)的 急回特性急回特性.ABCD 極位夾角極位夾角

28、0 0對應(yīng)從動桿的兩個極限位置, 主動件兩相應(yīng)位置所夾銳角.ABCDabcd C2B2 1 2y yB1C1 行程速比系數(shù)行程速比系數(shù)=V回V工K=V快V慢C1C2 / t工C2C1 / t回=t工t回=（ K 1 ） = 180 K - 1K + 1= 180 + 1180 - 1= 180 + 180 - K = 180 + 180 - ABCDabcd C2B2 1 2y yB1C1 壓力角壓力角a aFVa從動桿(運(yùn)動輸出件)受力點(diǎn)的力作用線與該點(diǎn)速度方位線所夾銳角. (不考慮摩擦)傳動角傳動角 add d 1800 d壓力角的余角.(連桿軸線與從動桿軸線所夾銳角)1.壓力角和傳動角二

29、、二、 傳力特性傳力特性 傳動不利，設(shè)計時規(guī)定 4050 通常，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中傳動角通常，機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中傳動角 是變化的，是變化的，最小值在哪？最小值在哪？最小傳動角最小傳動角 minminDdBACabcaddcos2cos2222222cbcbBDdadaBDcbdadacb2cos2cos2222d =0 cos =1 cos d d min =180 cos = 1 cos d d max分析分析d d min 或或 d d max 可能最小可能最小 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu), ,當(dāng)曲柄主動時當(dāng)曲柄主動時, ,在在曲柄與機(jī)架共線曲柄與機(jī)架共線的兩個位置之一的兩個位置之一, ,傳動角

30、最小傳動角最小. . D1.1.設(shè)計一四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計一四桿機(jī)構(gòu), ,實現(xiàn)連桿給定位置實現(xiàn)連桿給定位置 已知活動鉸點(diǎn)已知活動鉸點(diǎn)B B、C C中心位置，求固定鉸鏈中心位置，求固定鉸鏈A A、D D中心位置。中心位置。B1C1B2C2四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu) ABAB1 1C C1 1D D 為所求為所求. .A 實現(xiàn)連桿給定的三個位置實現(xiàn)連桿給定的三個位置B1C1B2C2B3C3AD四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu) ABAB1 1C C1 1D D 為所求為所求. .DADAB1C1 DB1C1A B2C2四邊形四邊形 ABAB2 2C C2 2D D 四邊形四邊形 A A B B1 1C C1 1D D 已知固定鉸鏈已

31、知固定鉸鏈A A、D D中心位置，求活動鉸點(diǎn)中心位置，求活動鉸點(diǎn)B B、C C中中心位置。心位置。實現(xiàn)連桿給定位置（續(xù)）實現(xiàn)連桿給定位置（續(xù)）E1F1E2F2E3F3 CB A D ADAD2.2.設(shè)計一四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計一四桿機(jī)構(gòu), ,實現(xiàn)連架桿預(yù)定對應(yīng)位置實現(xiàn)連架桿預(yù)定對應(yīng)位置ABCD1234B110B212E1y12E2EAD1 1） 用反轉(zhuǎn)法求相對位置、相用反轉(zhuǎn)法求相對位置、相對運(yùn)動軌跡對運(yùn)動軌跡 。B2C2 yAB1C1DyyB2AC2B1B21012y12ADy10E1E2B2 試設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)試設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu), , 實現(xiàn)連架桿兩對對應(yīng)位置實現(xiàn)連架桿兩對對應(yīng)位置. .y12 C1例例

32、. . 已知已知: LAB、LAD、 10、 12、y y10、y y12 . ABCD1234鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) ABAB1 1C C1 1D D 為所求為所求. .以 mL =作圖作圖. .LBC= mLB1C1 = 、 LCD= mLC1D = . 已知點(diǎn)已知點(diǎn)( (B)B)繞未知點(diǎn)繞未知點(diǎn)( (C)C)的轉(zhuǎn)動中心的轉(zhuǎn)動中心( (D)D)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn). .B1B21012y12ADy10E1E2E3y1313B3y12B2 y12B3C1設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計鉸鏈四桿機(jī)構(gòu), ,實現(xiàn)連架桿三對對應(yīng)位置實現(xiàn)連架桿三對對應(yīng)位置. .鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) ABAB1 1C C1 1D D 為

33、所求為所求. .B2C23.3.按給定的按給定的 K K 值值, ,綜合曲柄搖桿機(jī)構(gòu)綜合曲柄搖桿機(jī)構(gòu)1） 給定 K、y、LCDABCDO2y 180K-1K+1 分析.900 - B1ADC1B2C2O2y90 - B1ADC1C2DC1y900 - 2OAEBCAC1=BC- -ABAC2=BC+ +ABAB = AC2-AC12BC = AC2+AC12曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) ABCDABCD 為所求為所求. . 設(shè)計.以 mL =作圖.LAB= mLAB = 、 LBC= mLBC = . 1800 =K-1K+12） 給定給定 K、y y、LCD 、 .C2DC1yABCC3B3 m

34、in 2 2 minA0 分析分析. . 設(shè)計設(shè)計. .C2DC1y2 A0AC3B3minmin 須不小于須不小于 .C1C2S24.4.按給定的按給定的 K K、S S 值值, ,設(shè)計曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計曲柄滑塊機(jī)構(gòu)SADBCee若給定 K、S、e .AB = AC2-AC12BC = AC2+AC125.5.實現(xiàn)點(diǎn)的軌跡實現(xiàn)點(diǎn)的軌跡實驗法、圖譜法、解析法.平面四桿機(jī)構(gòu), 最多能精確實現(xiàn)九個給定的軌跡點(diǎn).孟憲源: 現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊李學(xué)榮: 連桿曲線圖譜 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個階段機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的三個階段啟動：驅(qū)動力做功等于阻力的功加系統(tǒng)動能增量停車：阻力的功等于動能減量穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)期： 動力功Wd =阻力功Wc研究

35、穩(wěn)定期的速度波動研究穩(wěn)定期的速度波動DW = Wd - - Wc = E2- E1 =DE功能關(guān)系只要 Wd Wc ,系統(tǒng)運(yùn)動就不可能勻速一、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方程(力與運(yùn)動關(guān)系的方程)dt 瞬間內(nèi)系統(tǒng)總動能的增量系統(tǒng)總動能的增量 = = 系統(tǒng)各外力作的元功之和系統(tǒng)各外力作的元功之和或 dE = Pdt= S(FiVicosai + Mii )dt12miVSi + 12JSi i2）2dS(2 dE = dW123ABC4M1F2F3S2（7-6） 上式復(fù)雜，運(yùn)動變量較多，求解困難。當(dāng)F=1時，可將其改造為只含一個運(yùn)動變量的運(yùn)動方程（等效運(yùn)動方程）。dtMJdee)21(2（7-21）VdtFvm

36、dee)21(或2.機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方程和等效量二、等效動力學(xué)模型及四個等效量等效動力學(xué)模型（等效構(gòu)件等效構(gòu)件）等效點(diǎn)模型 Fe me v等效轉(zhuǎn)子模型等效轉(zhuǎn)子模型 Me Je )()(221isisiniieJvmJ )()(cos1njiiiiieMvFMa)()(221vJvvmmiSiSiniiekjiiiiievMvvFF1)()(cosadtMJdee)21(2VdtFvmdee)21(（7-17） 、（7-18）（7-19） 、（7-20）三三. .等效運(yùn)動方程的幾種形式等效運(yùn)動方程的幾種形式1. 微分形式Medt = d 12Je2FeVdt = d 12meV2或Med = d 1

37、2Je2FedS = d 12meV22. 能量形式0Med = 12Je2- - 12Je002SS0FedS = 12meV2- - 12me0V023. 力矩形式 Me = d 12Je2d= = Jee + 2 2dJedFe = d 12me2dS= = mea + V2 2dmedS4. 簡化形式( 當(dāng) Je 或 me 變化Me = JeeFe = mea力的形式很小或不變時)8一、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的速度波動二、運(yùn)動循環(huán) (運(yùn)動周期) 在周期性穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段, 機(jī)器的位移、速度、加速度，由某一值，經(jīng)過最短的時間，全部回復(fù)到原來的值，這一段時間, 稱為一個運(yùn)動周期。周期性周期性、非周期性三

38、、平均角速度m和速度不均勻度系數(shù)dm =max + min2d =max minmd d （見 P175 表 7 2）速度波動調(diào)節(jié)：控制速度波動調(diào)節(jié)：控制d dmax min2 2= 2dm23.3.穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下機(jī)械的周期性速度波動及其調(diào)節(jié)四、飛輪的簡易設(shè)計計方法maxminab0Med = 12Je2 12Je0021. Je 與 d 關(guān)系設(shè) 從 a 到 b , 從 min 到 max ,此時外力功為 DWmax .即:baMed = DWmax12Jebmax 12Jeamin= 兩點(diǎn)間 (某區(qū)間) 的外力功 DW , 稱盈虧功. DWmax 稱

39、最大盈虧功.226（P165 724）據(jù)一般機(jī)器的 Je 變化較小,為簡化分析,取 Jea Jeb則從而令 Je 或7當(dāng) d d 時, 可增加一個轉(zhuǎn)動慣量為 JF 的大質(zhì)量的圓盤 飛輪.并使一般, JF Je 故. 從而2.2.飛輪轉(zhuǎn)動慣量的近似計算)(2maxddDFemJJWdemeJJW22min2maxmax)(21DemJW2maxdDd2maxmeWJD2maxddDFmJWd2maxmFWJD8幾個問題幾個問題1） d與DWmax成正比 (適當(dāng)選擇原動機(jī))2）飛輪慣量與不均勻系數(shù)成反比。 （不均勻系數(shù)不宜太?。?）飛輪慣量與角速度平方成反比。 （飛輪宜裝于高速軸）4）飛輪不一定是

40、專門構(gòu)件。5）速度波動是不能完全消除的。d dJFd2maxmFWJD最大盈虧功的求取1. 分析: DWmax 為 min 到 max 區(qū)間的外力功. DWmax = Emax Emin 按 Me = Med Mec = Jee + w2 dJF 2 dt JFe顯然, 當(dāng) Med = = Mec 時, e = 0 .此時對應(yīng) 的極值.也就是說, Emax 和 Emin 發(fā)生在 Med = = Mec 處,也即在 Med 和 Mec 曲線的交點(diǎn)處.maxminabJF = 常9JFDWmaxm d2例例1. 由電動機(jī)驅(qū)動的某機(jī)械系統(tǒng), 已知電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n=1440 r/min , 轉(zhuǎn)化到電

41、動機(jī)軸上的等效阻抗力矩Mec 的變化情況如圖所示.Med2pp3p 2p20MV (N/m)設(shè)等效力矩 Med 為常數(shù),各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量略去不計.機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的許用不均勻系數(shù) d=0.05 .試確定安裝在電動機(jī)軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動動慣量 JF .解:1. Mec 所作的功:Wc =2p0MecdMec1800200= =1000p (N/m) .2. Med因 Med 為常數(shù), 且其所作的功 Wd= Wc . Med2p = Wc = 1000p .從而得: Med= 500 (N/m) .500123. DWmax 的求取 求 Med 與 Mec 間包含的面積. 畫能量指示圖 求 DWmaxab

42、cdDWabDWbcDWcdDWba= = 150p (N/m)DWcb= = 457p (N/m)DWdc= = 307p (N/m)a150pb457pc307pd由能量指示圖可得：DWmax= DWbc = DWcb = 457p (N/m) 4. 求 JFJF=900DWmaxp2n2d=900457pp2 14402 0.05= 1.263 (kgm3)13Med2pp3p 2p20MV (N/m)Mec1800200500例例2. 右圖為某內(nèi)燃機(jī)曲柄軸上的等效驅(qū)動力矩和等效阻抗力矩, 在一個工作循環(huán)的變化曲線.對應(yīng) MVd 與 MVr 間所包含的面積 (盈虧功) 如圖所示.解:1.

43、 某區(qū)間(如 bc)的盈虧功: 設(shè)曲柄的 nm = 120 r/min , 機(jī)器的 d = 0.06 .試求安裝在曲柄上的 JF .DWbc=cbMedd - -cbMecd因為cbMedd為 Med 線與 線cbMecd為 Mec 線與 線之間, 在 bc區(qū)間所圍面積;MedMec所以, DWbc 為 Med 線與 Mec 線之間, 在 bc區(qū)間所圍面積.M (Nm)MVdMVrM (Nm)a b c d e f g h 之間, 在 bc區(qū)間所圍面積;10a b c d e f g h - -50- -100+125- -500+25- -50+55000ab 50c2. 用能量指示圖求 D

44、Wmax+550- -100d+125e- -500f+25ghDWmax由能量指示圖: DWmax = DWeb = DWcb + DWdc + DWed = 550 + (- -100) + 125 = 575 (Nm)3. JF = DWmaxd m2=DWmaxd( 2pnm 60=900 DWmax dp2 nm2=9005750.06p21202= 60.15945360.5 (kgm2)( 1N = 1kgm/s2 )M (Nm)MedMera b c d e f g h - -50- -100+125- -500+25- -50+5501150)2燃?xì)?、蒸汽機(jī)械式調(diào)速器4. 4

45、. 機(jī)械的非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)機(jī)械的非周期性速度波動及其調(diào)節(jié)內(nèi)內(nèi) 容容平衡的目的和內(nèi)容剛性轉(zhuǎn)子靜平衡剛性轉(zhuǎn)子動平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡實驗機(jī)械的平衡 重重 點(diǎn)點(diǎn)剛性轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的原理及其計算。一.平衡rmF1. 離心慣性力的影響 F = m2 r= m()2 rpn30設(shè): m= 10 kg 、r = 1mm .當(dāng) n = 300 r/min , F = = 9.8 N 3000 980 N 300009800 N 10 T 又如: 30萬千瓦汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子, 1.1m、L=12.5m、Q=58T .當(dāng) n = 3000 r/min、r = 1mm 時, F = 570T .消除離心慣性力的影響, 稱平衡.11 機(jī)械平衡的目的及內(nèi)容二.分類1. 轉(zhuǎn)子的平衡 (回轉(zhuǎn)體)剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡 ( n 0.7 nC )2臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速2. 剛性轉(zhuǎn)子靜平衡一.靜不平衡、靜平衡bD 0.2 質(zhì)量分布于多個平面內(nèi)，除受離心慣性力的影響外，尚受離心慣性力偶矩 (顛覆力矩) 的影響。b二.動平衡原理 1. 力的等效原理 (力的分解原理)FFFLLL 作用于構(gòu)件上某點(diǎn)的力 F，可向構(gòu)件上任意另兩點(diǎn)分解。F + F = FF = F LLF = F LL2. 動平衡原理m1r1m2r2m3r3F1P2F3F1F1 F2 F2F3F3F FF m rF m