機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第1章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析1.1機(jī)構(gòu)的組成1.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1.3機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1.構(gòu)件2.運(yùn)動(dòng)副3.運(yùn)動(dòng)鏈4.機(jī)構(gòu)1.1機(jī)構(gòu)的組成1.構(gòu)件從運(yùn)動(dòng)角度來(lái)看，任何機(jī)器（或機(jī)構(gòu)）都是由許多獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體組合而成的，這些獨(dú)立運(yùn)動(dòng)單元體稱為構(gòu)件。從加工制造角度來(lái)看，任何機(jī)器（或機(jī)構(gòu)）都是由許多獨(dú)立制造單元體組合而成零件，這些獨(dú)立制造單元體稱為零件。構(gòu)件可以是一個(gè)零件；也可以是由一個(gè)以上的零件組成。運(yùn)動(dòng)副是兩構(gòu)件直接接觸而構(gòu)成的可動(dòng)連接；2.運(yùn)動(dòng)副機(jī)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件之間必須有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，構(gòu)件的連接既要使兩個(gè)構(gòu)件直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種直接接觸的活動(dòng)連接稱為運(yùn)動(dòng)副。1）運(yùn)動(dòng)副定義a)兩個(gè)構(gòu)件、b)直接接觸、c)可動(dòng)連接(相對(duì)運(yùn)動(dòng))特點(diǎn)：三個(gè)條件，缺一不可運(yùn)動(dòng)副的約束對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的限制運(yùn)動(dòng)副元素：構(gòu)件間直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的表面（點(diǎn)，線，面）。曲面平面點(diǎn)線2)運(yùn)動(dòng)副的分類低副：面接觸應(yīng)力低高副：點(diǎn)，線接觸應(yīng)力高{移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副{齒輪副凸輪副低副：兩構(gòu)件通過面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副（曲面接觸）移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡為直線移動(dòng)副（平面接觸）凸輪高副（點(diǎn)接觸）齒輪高副（線接觸）高副：兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)但當(dāng)機(jī)構(gòu)安裝在運(yùn)動(dòng)的機(jī)械上時(shí)則是運(yùn)動(dòng)的。每個(gè)機(jī)構(gòu)必有且僅有一個(gè)機(jī)架。

——按給定已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件；4.機(jī)構(gòu)具有固定構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)鏈稱為機(jī)構(gòu)。機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件——機(jī)構(gòu)中的固定構(gòu)件；——機(jī)構(gòu)中其余活動(dòng)構(gòu)件。平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)常分為平面機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu)兩類，其中平面機(jī)構(gòu)應(yīng)用最為廣泛?？臻g鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一般機(jī)架相對(duì)地面固定不動(dòng)，常以轉(zhuǎn)向箭頭表示。

其運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定于原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的尺寸。機(jī)架原動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)架從動(dòng)件原動(dòng)件每個(gè)機(jī)構(gòu)至少一個(gè)原動(dòng)件。不嚴(yán)格按比例繪出的，只表示機(jī)械結(jié)構(gòu)狀況的簡(jiǎn)圖。根據(jù)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸，按一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，采用運(yùn)動(dòng)副及常用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)和構(gòu)件的表示方法，將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞情況表示出來(lái)的簡(jiǎn)化圖形。與構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)1.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖在對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)新機(jī)器時(shí)，都需要繪出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的定義機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

機(jī)構(gòu)示意圖1.3運(yùn)動(dòng)鏈具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1.運(yùn)動(dòng)鏈具有確定運(yùn)動(dòng)的條件12341j2.自由度F：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，或確定構(gòu)件位置所需的獨(dú)立變量的數(shù)目自由構(gòu)件(空間)：F=6自由構(gòu)件(平面)：F=3約束：運(yùn)動(dòng)副對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制綜上所述，平面機(jī)構(gòu)中，每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，使構(gòu)件失去兩個(gè)自由度；每個(gè)高副引入一個(gè)約束，使構(gòu)件失去一個(gè)自由度。

自由度數(shù)F活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目低副數(shù)目高副數(shù)目要求：記住上述公式，并能熟練應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)鏈具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：運(yùn)動(dòng)鏈自由度大于零，且原動(dòng)件個(gè)數(shù)等于運(yùn)動(dòng)鏈自由度的數(shù)目。

原動(dòng)件數(shù)=F，運(yùn)動(dòng)確定F>0,原動(dòng)件數(shù)<F，各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)不確定

原動(dòng)件數(shù)>F，運(yùn)動(dòng)鏈被破壞

1.局部自由度定義——在某些機(jī)構(gòu)中，不影響其他構(gòu)件運(yùn)動(dòng)的自由度稱為局部自由度。處理辦法——把滾子固化在支承滾子的構(gòu)件上。（滾子和推桿焊接在一起）2.復(fù)合鉸鏈定義——兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，則構(gòu)成

復(fù)合鉸鏈。處理辦法——m個(gè)構(gòu)件在同一處構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)目為（m-1）個(gè)。20

準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合鉸鏈舉例關(guān)鍵：分辨清楚哪幾個(gè)構(gòu)件在同一處形成了轉(zhuǎn)動(dòng)副

1231342123441321432312兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副

定義：機(jī)構(gòu)中不起獨(dú)立限制作用的重復(fù)約束。計(jì)算具有虛約束的機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)先將機(jī)構(gòu)中引入虛約束的運(yùn)動(dòng)副或運(yùn)動(dòng)鏈部分除去。

3.虛約束兩個(gè)圖自由度一樣嗎??虛約束發(fā)生的場(chǎng)合

⑴兩構(gòu)件間構(gòu)成多個(gè)運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副平行移動(dòng)副同軸轉(zhuǎn)動(dòng)副

⑵兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)間的距離在運(yùn)動(dòng)過程中始終保持不變

⑶聯(lián)接構(gòu)件與被聯(lián)接構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡重合（4）兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)接觸點(diǎn)處法線重合的高副（5）機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分（重復(fù)傳動(dòng)）例1：求圖示機(jī)構(gòu)的自由度解：如圖所示，滾子處為局部自由度，E點(diǎn)處為復(fù)合鉸鏈，無(wú)虛約束復(fù)合鉸鏈局部自由度ABCDEF1234567n=7，pL=9，pH=1F3n2pLpH3729-12

第二章

平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析2-2用速度瞬心作平面機(jī)構(gòu)的速度分析速度瞬心(瞬心): 兩個(gè)互相作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剛體（構(gòu)件）上絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn)。 ——兩構(gòu)件的瞬時(shí)等速重合點(diǎn)一、速度瞬心(InstantaneousCenterofVelocity——ICV)12A2(A1)B2(B1)P21

VA2A1VB2B1相對(duì)瞬心－重合點(diǎn)絕對(duì)速度不為零。絕對(duì)瞬心－重合點(diǎn)絕對(duì)速度為零。瞬心的表示——構(gòu)件i和j的瞬心用Pij表示。特點(diǎn)：①該點(diǎn)涉及兩個(gè)構(gòu)件。②絕對(duì)速度相同，相對(duì)速度為零。③相對(duì)回轉(zhuǎn)中心。二、機(jī)構(gòu)中瞬心的數(shù)目∵每?jī)蓚€(gè)構(gòu)件就有一個(gè)瞬心∴根據(jù)排列組合有若機(jī)構(gòu)中有N個(gè)構(gòu)件（包括機(jī)架），則三、機(jī)構(gòu)中瞬心位置的確定

1.通過運(yùn)動(dòng)副直接相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心位置確定1）以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心12P12——轉(zhuǎn)動(dòng)副的中心。2）以移動(dòng)副相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心——移動(dòng)副導(dǎo)路的垂直方向上的無(wú)窮遠(yuǎn)處。12P12∞3）以平面高副相聯(lián)的兩構(gòu)件的瞬心當(dāng)兩高副元素作純滾動(dòng)時(shí)——瞬心在接觸點(diǎn)上。t12nnt當(dāng)兩高副元素之間既有相對(duì)滾動(dòng)，又有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)——瞬心在過接觸點(diǎn)的公法線n-n上，具體位置需要根據(jù)其它條件確定。V1212P122.不直接相聯(lián)兩構(gòu)件的瞬心位置確定——三心定理三心定理——(Kennedy’stheory)

三個(gè)彼此作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三個(gè)瞬心必位于同一直線上。其中一個(gè)瞬心將另外兩個(gè)瞬心的聯(lián)線分成與各自角速度成反比的兩條線段。32231VK2VK1P12P13證明：(1)2321P23P23P23VP233(2)K(K2,K3)四、用瞬心法進(jìn)行機(jī)構(gòu)速度分析例1如圖所示為一平面四桿機(jī)構(gòu)，（1）試確定該機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)其全部瞬心的位置。（2）原動(dòng)件2以角速度ω2順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，求圖示位置時(shí)其他從動(dòng)件的角速度ω3、ω4。解

1、首先確定該機(jī)構(gòu)所有瞬心的數(shù)目K=N（N－1）/2=4（4－1）/2=62、求出全部瞬心兩種方法：①三心定理。②瞬心多邊形法：構(gòu)件用點(diǎn)代替，瞬心用線段來(lái)代替。P243241ω4ω2P12P34P14P23瞬心P13、P24用三心定理來(lái)求1234瞬心P13、P24用三心定理來(lái)求1234P243241ω4ω2P12P34P14P23瞬心P13、P24用三心定理來(lái)求1234P24P133241ω4ω2P12P34P14P23P24P133241ω4ω2P12P34P14P23∵P24為構(gòu)件2、4等速重合點(diǎn)構(gòu)件2：構(gòu)件4：同理可以求得相對(duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心之間時(shí)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相反。角速度的方向?yàn)椋合鄬?duì)瞬心位于兩絕對(duì)瞬心的同一側(cè)時(shí)，兩構(gòu)件轉(zhuǎn)向相同。21344123例2：圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，設(shè)各構(gòu)件尺寸為已知，又已知原動(dòng)件1以角速度ω1運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)需確定圖示位置時(shí)從動(dòng)件3的移動(dòng)速度V3。解：1）首先確定該機(jī)構(gòu)所有瞬心的數(shù)目K=N（N－1）/2=4（4－1）/2=6

2）求出全部瞬心21344123P34∞21344123P34∞P34∞VP13∵P13為構(gòu)件1、3等速重合點(diǎn)2134P34∞P34∞3）求出3的速度高副機(jī)構(gòu)：課后習(xí)題2.5、2.61.平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)架：AD連架桿：與機(jī)架相連的構(gòu)件AB、CD連桿：BC第3章平面連桿機(jī)構(gòu)2.平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性

運(yùn)動(dòng)特性—傳遞和變換運(yùn)動(dòng)。

傳力特性—實(shí)現(xiàn)力的傳遞和變換。了解平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性和傳力特性的意義：

指導(dǎo)正確選擇平面連桿機(jī)構(gòu)的類型，進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)特性：轉(zhuǎn)動(dòng)副為整轉(zhuǎn)副的條件和急回特性傳力特性：壓力角，傳動(dòng)角和死點(diǎn)

平面四桿機(jī)構(gòu)中存在整轉(zhuǎn)副的條件在四桿機(jī)構(gòu)中有整轉(zhuǎn)副的條件是曲柄能占據(jù)整周回轉(zhuǎn)中的任何位置，其中兩個(gè)重要位置為：※曲柄與機(jī)架拉直共線位置

※曲柄與機(jī)架重疊共線位置1.最短桿長(zhǎng)度+最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度≤其余兩桿長(zhǎng)度之和（桿長(zhǎng)條件）平面四桿機(jī)構(gòu)中存在整轉(zhuǎn)副的條件:2.組成該整轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為最短桿最短桿為連架桿或機(jī)架。各桿長(zhǎng)度應(yīng)滿足桿長(zhǎng)條件；平面四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的條件如何判斷鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型極限位置1：連桿與曲柄拉伸共線極限位置2：連桿與曲柄重疊共線平面四桿機(jī)構(gòu)的急回特性1.極位夾角：機(jī)構(gòu)從動(dòng)件處于兩極限位置時(shí)，曲柄相應(yīng)兩位置所夾較小角度的補(bǔ)角。用θ表示。慢快AB1B2θψC1B1C2B2DABC12擺角極位夾角180o+180o-正行程：曲柄AB1AB2,轉(zhuǎn)過角度搖桿DC1DC2，轉(zhuǎn)過角度Ψ（對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)）反行程：曲柄AB2AB1，轉(zhuǎn)過角度搖桿DC1DC2，轉(zhuǎn)過角度Ψ(對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)）2.急回運(yùn)動(dòng)C1C2C1C2曲柄以ω等速回轉(zhuǎn)，所以有所以搖桿正行程平均角速度＜反行程平均角速度（1）急回特性：從動(dòng)件的反行程速度大于正行程速度（其目的是節(jié)約空回行程的時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率）慢快AB1C1B2C2Ψ（2）行程速度變比系數(shù)（行程速比系數(shù)）K：慢快AB1C1B2C2Ψ能產(chǎn)生急回運(yùn)動(dòng)的平面連桿機(jī)構(gòu)有哪些？

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)極位夾角：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)極位夾角：?jiǎn)栴}：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，有沒有急回運(yùn)動(dòng)？偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

θ≠0，有急回運(yùn)動(dòng)1.壓力角：作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度vc之間所夾的銳角Fv平面連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn)F2.傳動(dòng)角：壓力角的余角壓力角越小越省力，其余角稱傳動(dòng)角。傳動(dòng)角比壓力角α更直觀，故一般用傳動(dòng)角來(lái)描述機(jī)構(gòu)的傳力性能。F1=FcosαF2=FsinαABCDαγδFvcF1F2機(jī)構(gòu)壓力角:在不計(jì)摩擦力、慣性力和重力的條件下，機(jī)構(gòu)中驅(qū)使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力F的方向線與從動(dòng)件上受力點(diǎn)的速度方向間所夾的銳角，稱為機(jī)構(gòu)壓力角，通常用α表示。當(dāng)∠BCD在銳角范圍內(nèi)變化，=0時(shí)，有當(dāng)∠BCD在鈍角范圍內(nèi)變化，=1800時(shí)，有因此最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架共線的兩個(gè)位置之一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最大壓力角出現(xiàn)在曲柄垂直于滑塊移動(dòng)導(dǎo)路、且遠(yuǎn)離機(jī)架的位置bae曲柄存在條件：b>a+e擺動(dòng)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)壓力角為0，傳動(dòng)角為90度。3.死點(diǎn)：壓力角90o時(shí)，無(wú)論力有多大都不可能驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件，這一位置上構(gòu)件間的相對(duì)位置稱死點(diǎn)。FV死點(diǎn)出現(xiàn)的原因——曲柄所受力的力線恰好通過曲柄的回轉(zhuǎn)中心，此時(shí)α=90°傳動(dòng)角γ=0機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置（曲柄搖桿或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)））搖桿（滑塊）為主動(dòng)件，且連桿與曲柄兩次共線時(shí)，有：此時(shí)機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng).稱此位置為：“死點(diǎn)”γ＝0一、按給定的行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知：搖桿CD桿長(zhǎng)LCD，擺角ψ及K，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。B2C2ABCDqO2qyq=——

180°K-1K+11)分析.900-

qB1ADC13.3平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)C2DC1y900-q2qOAEBC曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD為所求.2)設(shè)計(jì).以mL

=…作圖LAB=

mLAB=、LBC=

mLBC=.……①計(jì)算q=——

1800=…K-1K+1②任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長(zhǎng)為CD，夾角為ψ;③作射線C2O，使∠C1C2O=90°－θ。作射線C1O，使∠C2C1O=90°－θ,④以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓,則A點(diǎn)必在此圓上。⑤選定A，則:AC1=BC-AB，AC2=BC+ABAB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12q方法一：90°-θPDAB1B2C2C1θθ

ψ方法二：②任取一點(diǎn)D，作等腰三角形腰長(zhǎng)為CD，夾角為ψ;③作C2P⊥C1C2，作C1P使④作△PC1C2的外接圓，則A點(diǎn)必在此圓上。

∠C2C1P=90°－θ,交于P;以mL

=…作圖①計(jì)算q=——

1800=…K-1K+1LAB=

mLAB=、LBC=

mLBC=.……⑤選定A，則:AC1=BC-AB，AC2=BC+ABAB=—————AC2-AC12BC=—————AC2+AC12分析：1）A點(diǎn)是外接圓上任選的點(diǎn)，故只按行程速比系數(shù)K設(shè)計(jì)，可得無(wú)窮多的解;2）A點(diǎn)位置不同，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)角的大小不同。如欲獲得良好的傳動(dòng)質(zhì)量，可按最小傳動(dòng)角或其他輔助條件確定A的位置。E2θ2ae90°-θAB1B2C1C2H90°-θo2)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已知K，滑塊行程H，偏距e，設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)。①計(jì)算:θ＝180°(K-1)/(K+1);②作C1C2＝H④以O(shè)為圓心，C1O為半徑作圓。⑥以A為圓心，lAB為半徑作圓得B1B2

：⑤作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。lAB=(AC1－AC2)/2lBC=(AC1+AC2)/2

③作射線C2O，使∠C1C2O=90°－θ。作射線C1O，使∠C2C1O=90°－θ,第4章凸輪機(jī)構(gòu)4.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類型4.2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.3凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角4.4凸輪輪廓的設(shè)計(jì)4.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類型組成：由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成凸輪：是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件含有凸輪的機(jī)構(gòu)稱為凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類一、按凸輪形狀分類1、盤形凸輪凸輪機(jī)構(gòu)可以按凸輪的形狀、從動(dòng)件的形狀以及從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式等來(lái)分類2、移動(dòng)凸輪

3、圓柱凸輪1、尖頂從動(dòng)件（尖頂推桿）2、滾子從動(dòng)件（滾子推桿）3、平底從動(dòng)件（平頂推桿）二、按從動(dòng)件（推桿）型式分類2、擺動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)三、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分1、（對(duì)心、偏置）直動(dòng)推桿1、力封閉四、按凸輪和推桿保持接觸形狀分2、幾何封閉4.2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律名詞術(shù)語(yǔ)：一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基圓、推程運(yùn)動(dòng)角、基圓半徑、推程、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程、近休止角、行程。一個(gè)循環(huán)

推程→遠(yuǎn)休→回程→近休→推程sh偏心距s(從動(dòng)件位移)02πe回程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)休止角近休止角AD(,s)CBOrb凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理基圓行程ABCDB’h’s’s?推程角Φ為什么是∠BOB‘？而不是∠BOA？圖中推程運(yùn)動(dòng)角Φ是...oABDB’偏距圓基圓以凸輪輪廓曲線最小矢徑為半徑所作的圓稱基圓以凸輪軸心到從動(dòng)件移動(dòng)導(dǎo)路的垂直距離為半徑所作的圓稱偏距圓。Φ’OφshΦsΦ’sΦ推程遠(yuǎn)休回程近休從動(dòng)件的位移s與凸輪轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系可以用從動(dòng)件的位移線圖來(lái)表示。由于大多數(shù)凸輪作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)角與時(shí)間成正比，因此橫坐標(biāo)也代表時(shí)間tt（1）從動(dòng)件的位移線圖取決于凸輪輪廓曲線的形狀（2）從動(dòng)件的不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪具有不同的輪廓曲線1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)

從動(dòng)件在開始和終止的瞬時(shí)，速度有突變，加速度a在理論上為無(wú)窮大，其慣性力將引起剛性沖擊。所以，等速運(yùn)動(dòng)只適用于低速、輕載。剛性沖擊：由于加速度發(fā)生無(wú)窮大突變而引起的沖擊稱為剛性沖擊。二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊：加速度發(fā)生有限值的突變（適用于中速場(chǎng)合）從加速度線圖可看出，加速度a在始未及中點(diǎn)處有有限值的突變，因而慣性力也發(fā)生突變。這種有限值的慣性力突變，將產(chǎn)生柔性沖擊，所以，等加速等減速運(yùn)動(dòng)用于低、中速場(chǎng)合等加速-等減速運(yùn)動(dòng)

3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）

加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速中載場(chǎng)合。

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速輕載場(chǎng)合。4）正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)傂詻_擊——低速輕載等加速-等減速運(yùn)動(dòng)——柔性沖擊——中速輕載余弦加速度運(yùn)動(dòng)——柔性沖擊——中速中載正弦加速度運(yùn)動(dòng)——無(wú)沖擊——高速輕載定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)B速度方向間的夾角α→F”↑，若α大到一定程度時(shí)，會(huì)有：→機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。4－3凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角一、壓力角與作用力的關(guān)系不考慮摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。F’----沿從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向的有用分力,沿導(dǎo)路方向F”----使從動(dòng)件緊壓導(dǎo)路的有害分力，垂直于導(dǎo)路F”=F’tgαF’一定時(shí)，α↑Ff>F’OBω1αnnFF’F”Ff自鎖：當(dāng)α增大到一定程度，F(xiàn)”在導(dǎo)路中引起的摩擦阻力Ff大于有用分力F’時(shí)，無(wú)論凸輪加給從動(dòng)件的作用力多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)CnOes0sDr0dsd二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸關(guān)系P為相對(duì)瞬心由BCP得vnBvP壓力角對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的受力狀況有直接影響，在運(yùn)動(dòng)規(guī)律選定之后，它主要取決于凸輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)尺寸。nBv偏置位置如圖：可得

2.偏置方位和偏距e的確定偏置方位的選擇應(yīng)有利于減小凸輪機(jī)構(gòu)推程時(shí)的壓力角。

應(yīng)當(dāng)使從動(dòng)件偏置在推程時(shí)瞬心P的位置的同一側(cè)(順左逆右)

正確偏置OBnnPe錯(cuò)誤偏置需要注意的是，若推程壓力角減小，則回程壓力角將增大。BOnnPe無(wú)論是采用作圖法還是解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓線，所依據(jù)的基本原理都是反轉(zhuǎn)法原理。4-4圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓一．凸輪輪廓線設(shè)計(jì)的基本原理當(dāng)根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求和結(jié)構(gòu)條件選定了其機(jī)構(gòu)的型式、基本尺寸，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪的轉(zhuǎn)向之后，就可以進(jìn)行凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)了。凸輪輪廓線設(shè)計(jì)的方法：作圖法和解析法凸輪不動(dòng)，從動(dòng)件反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)角(凸輪轉(zhuǎn)角)位移凸輪輪廓上的點(diǎn)可以看出：1.從動(dòng)件移動(dòng)導(dǎo)路延長(zhǎng)線始終與偏距圓相切；2.從動(dòng)件的位移距離：移動(dòng)導(dǎo)路延長(zhǎng)線與基圓和輪廓線的兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離。反轉(zhuǎn)法原理通過整個(gè)機(jī)構(gòu)加一個(gè)（-ω）這樣凸輪不動(dòng)、從動(dòng)件導(dǎo)路機(jī)架以（-ω）轉(zhuǎn)動(dòng)，且從動(dòng)件相對(duì)導(dǎo)路移動(dòng)反轉(zhuǎn)后，尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪輪廓從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪基圓半徑確定后，就可以進(jìn)行凸輪輪廓設(shè)計(jì)，有作圖法和解析法兩種方法原來(lái)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)、導(dǎo)路機(jī)架不動(dòng)二．圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓線eA1.偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑r0，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線、基圓r0和偏距圓e。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。O6123457814131211109s13578

60o120o90o90o91113151357

891113121410

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。

設(shè)計(jì)步驟k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415偏置尖頂從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)（反轉(zhuǎn)法）2S1123s1s2h-1111's1Or0es22h3Fvs11已知：S=S（），r0，e，2.滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制若設(shè)計(jì)條件不變，只是將尖頂從動(dòng)件改為滾子從動(dòng)件。這時(shí)凸輪輪廓的繪制方法同尖頂從動(dòng)件基本相同，只不過是將滾子中心看作尖頂從動(dòng)件的尖頂而已注意：

(1)滾子從動(dòng)件凸輪的基圓半徑是指理論廓線的最小向徑。

(2)理論廓線與實(shí)際廓線并不是相似，而是等距曲線。理論輪廓實(shí)際輪廓Note：滾子從動(dòng)件凸輪的基圓半徑和壓力角，均應(yīng)當(dāng)在理論輪廓上度量從動(dòng)件滾子半徑的確定

rTarT0結(jié)論

對(duì)于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應(yīng)使min

rT。

輪廓失真arT

rTarT0輪廓正常輪廓變尖內(nèi)凹輪廓a

rTrTarT輪廓正常外凸輪廓a理論輪廓曲線

實(shí)際輪廓曲線

rTrTrr滾子半徑大小與凸輪實(shí)際輪廓的關(guān)系設(shè)理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑，滾子半徑，則相應(yīng)位置實(shí)際輪廓的曲率半徑（1）當(dāng)時(shí)，，為一平滑曲線（2）當(dāng)時(shí)，，在凸輪實(shí)際輪廓上產(chǎn)生了尖點(diǎn)，這種尖點(diǎn)極易磨損，磨損后就會(huì)改變?cè)ǖ倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律。變尖現(xiàn)象（3）當(dāng)時(shí)，，實(shí)際輪廓曲線發(fā)生自交，交點(diǎn)以上的輪廓曲線在實(shí)際加工中將被切去，這一部分運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)法實(shí)現(xiàn)。失真現(xiàn)象設(shè)計(jì)要求（1）對(duì)于外凸輪廓，要求，既不變尖，又不自交，保證凸輪正常工作。（2）在的條件下，過小，過小，不能滿足安裝和強(qiáng)度要求，需加大基圓尺寸，重新設(shè)計(jì)凸輪輪廓。第五章齒輪機(jī)構(gòu)§5－1

齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和類型§5－2

齒廓實(shí)現(xiàn)定角速比的條件§5－3

漸開線齒廓§5－4

齒輪各部分名稱及漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸§5－5漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合§5－6漸開線齒輪的切齒原理§5－7根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪§5－8平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu)§5－9錐齒輪機(jī)構(gòu)o1ω1得：i12＝ω1/ω2＝O2C/O1C齒廓嚙合基本定律根據(jù)三心定律可知：C點(diǎn)為瞬心nnCo2ω2k由：v12＝O1Cω1v12＝O2Cω2說(shuō)明：齒廓嚙合基本定律:互相嚙合的一對(duì)齒輪在任一位置時(shí)的傳動(dòng)比，都與連心線O1O2被其嚙合齒廓在接觸處的公法線所分成的兩段成反比。齒廓實(shí)現(xiàn)定角速度比傳動(dòng)的條件:

不論兩輪齒廓在任何位置接觸，過接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線必須與兩齒廓的連心線相交于一定點(diǎn)。即交點(diǎn)C點(diǎn)為連心線O1O2

線上的一定點(diǎn)，為常數(shù)。相關(guān)概念（1）嚙合節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）：兩嚙合齒廓接觸點(diǎn)所作的兩齒廓公法線與兩輪連心線O1O2的交點(diǎn)C（2）節(jié)圓：設(shè)想在C點(diǎn)放一只筆，則筆尖在兩個(gè)齒輪運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)所留軌跡。Note:兩節(jié)圓相切于C點(diǎn)，且兩輪節(jié)點(diǎn)處速度相同，故兩節(jié)圓作純滾動(dòng)。a=r1+r2（4）中心距：節(jié)圓r’1r’2o1ω1nnPo2ω2ka（3）節(jié)圓半徑：輪1節(jié)圓的半徑r1輪2節(jié)圓的半徑r2

直線BK沿半徑為rb的圓作純滾動(dòng)時(shí),直線上任意一點(diǎn)K的軌跡稱為該圓的漸開線。該圓稱為漸開線的基圓。rb—基圓半徑；BK—漸開線發(fā)生線θK—漸開線上K點(diǎn)的展角oA基圓KB漸開線發(fā)生線FVk5.3漸開線齒廓漸開線的性質(zhì)1)發(fā)生線沿基圓滾過的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng)；oA基圓KB漸開線發(fā)生線FVk2)B是漸開線K點(diǎn)處的曲率中心，BK是曲率半徑；漸開線上離基圓越遠(yuǎn)的部分，其曲率半徑越大，漸開線越平直。A處的曲率半徑為0

KB為漸開線在K點(diǎn)的法線，并與基圓相切oA基圓KB漸開線發(fā)生線V（3）漸開線形狀取決于基圓的大小?；鶊A越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越平直。（4）基圓內(nèi)無(wú)漸開線漸開線函數(shù)漸開線極坐標(biāo)方程式：3.漸開線齒廓的嚙合特性過K作兩齒廓的法線N1N2，是基圓的內(nèi)公切線；過K′作兩齒廓的法線N1N2，是基圓的內(nèi)公切線；為定直線。（1）漸開線齒廓滿足定傳動(dòng)比要求（2）齒廓間正壓力方向不變N1N2是嚙合點(diǎn)的軌跡，稱為嚙合線正壓力總是沿法線方向，故正壓力方向不變。嚙合線與節(jié)圓公切線之間的夾角α’，稱為嚙合角實(shí)際上α’就是節(jié)圓上的壓力角無(wú)論中心距是否改變，傳動(dòng)比均不會(huì)改變（3）傳動(dòng)的可分性rbO1.外齒輪1）名稱與符號(hào)pn齒頂圓－da、ra齒根圓－df、rf齒厚－si

任意圓上的弧長(zhǎng)齒槽寬－ei

弧長(zhǎng)齒距（周節(jié)）－pi=si+ei

同側(cè)齒廓弧長(zhǎng)齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f齒全高h(yuǎn)=ha+hf齒寬－BhahfhBpra分度圓－－人為規(guī)定的計(jì)算基準(zhǔn)圓表示符號(hào)：d、r、s、e，p=s+e法向齒距（周節(jié)）－pnsesiei=pb§5.4

齒輪各部分名稱及標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本尺寸pbrfrpi2）模數(shù)：m2漸開線齒輪的基本參數(shù)分度圓圓周為：分度圓直徑為：模數(shù)m是決定齒輪尺寸的一個(gè)基本參數(shù)。齒數(shù)相同的齒輪，模數(shù)大，尺寸也大。m=4z=16m=2z=16m=1z=16d=ZP令：則：1）齒數(shù)：zdO3）分度圓壓力角aK由漸開線方程得：由上式可知：在不同直徑的圓周上，齒廓各點(diǎn)的壓力角不同分度圓壓力角：齒頂圓壓力角：基圓壓力角：定義分度圓壓力角為齒輪的壓力角離基圓越遠(yuǎn)的部位壓力角越大。

齒頂圓壓力角最大，基圓壓力角等于零。VKArbB1rK1rbKFVK1K1K1KrKK1F→B規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值：α＝20°Oh3漸開線齒輪的幾何尺寸rarb1）d―分度圓直徑3）ha―齒頂高h(yuǎn)a*―齒頂高系數(shù)5）hf―齒根高4）頂隙c=c*m

c*―頂隙系數(shù)6）h―齒全高=0.25(正常齒制)=0.3(短齒制）=1(正常齒制)=0.8(短齒制）7）da

―齒頂圓直徑8）df―齒根圓直徑2）db―基圓直徑hahfrrfrbNαhahfhBprarfrpnpbO一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和參數(shù)的值確定之后，其主要尺寸和齒廓形狀就完全確定了。m、z、α、ha*、c*取標(biāo)準(zhǔn)值，且e=s=πm/2。se10)法向齒距：=πdb/z=πmcosα=pcosαpn=pb(基圓齒距)標(biāo)準(zhǔn)齒輪：9)齒距：P=πm漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)齒輪的特征：分度圓上模數(shù)和壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值；齒距p所包含的齒厚s與齒槽寬e相等；具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高與齒根高。

漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算式一、一對(duì)齒輪的嚙合過程及正確嚙合條件理論嚙合線:嚙合點(diǎn)的軌跡rb2O212O1N2rb1P四線合一1）N1N2的特點(diǎn)兩基圓內(nèi)公切線：

N1N2嚙合點(diǎn)的公法線：N1N2接觸點(diǎn)正壓力方向：N1N2FFK’KN1§5.5漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合1.一對(duì)齒輪的嚙合過程O2O12）一對(duì)齒輪的嚙合過程

N1N2￣理論嚙合線理論上可能的最長(zhǎng)嚙合線段B2￣起始嚙合點(diǎn)。主動(dòng)輪的齒根與從動(dòng)輪的齒頂接觸B1￣終止嚙合點(diǎn)。主動(dòng)輪齒頂與從動(dòng)輪的齒根接觸rb2N2N1B2B1

￣實(shí)際嚙合線B2P21rb1B121ra1O2O1ra2作圖確定實(shí)際嚙合線B2B1B1：主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)。嚙合從始至終：主動(dòng)輪齒廓接觸點(diǎn)逐漸從齒根上移至齒頂。從動(dòng)輪齒廓接觸點(diǎn)逐漸從齒頂下移至齒根。B2：從動(dòng)輪的齒頂圓與理論嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2B1PN1N2主動(dòng)輪：齒根

齒頂（上移）從動(dòng)輪：齒頂

齒根齒頂圓越大,B2、B1就越趨近于N1、N22.正確嚙合條件m1=m2=ma1=a2=a正確嚙合條件即兩齒輪的相鄰兩齒同側(cè)齒廓間的法向距離應(yīng)相等。結(jié)論：一對(duì)漸開線齒輪的正確嚙合條件是模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。1）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪，確定中心距a時(shí)，應(yīng)滿足兩個(gè)要求：（1）理論上齒側(cè)間隙為零二、標(biāo)準(zhǔn)中心距a（2）頂隙c為標(biāo)準(zhǔn)值。

儲(chǔ)油用為了便于潤(rùn)滑、制造和裝配誤差，以及受力受熱變形膨脹所引起的擠壓現(xiàn)象，實(shí)際上側(cè)隙不為零，由公差保證。rb2r2O2r1O1ω1ω2PN1N2rb1ra1rf2as′1-e′2=0c=c*m=hf-ha一對(duì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，一輪節(jié)圓上的齒槽寬與另一輪節(jié)圓上的齒厚之差稱為齒側(cè)間隙。a=r’1

+r’2

=

r1+r2標(biāo)準(zhǔn)中心距標(biāo)準(zhǔn)安裝因此把兩輪安裝成分度圓相切的狀態(tài)，則有：i）兩輪的齒側(cè)間隙為零:兩輪分度圓相切，節(jié)圓與分度圓重合且大小相等，則一齒輪節(jié)圓上的齒厚與另一齒輪節(jié)圓上的齒槽寬相等ii）頂隙c為標(biāo)準(zhǔn)值r’1=r1r’2=r2rb2r2O2r1O1ω1ω2PN1N2rb1ra1rf2a一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，如果兩分度圓相切，則此時(shí)分度圓與節(jié)圓重合，稱為標(biāo)準(zhǔn)安裝。1）標(biāo)準(zhǔn)安裝：齒輪的標(biāo)準(zhǔn)安裝aa’標(biāo)準(zhǔn)安裝與非標(biāo)準(zhǔn)安裝的比較2)嚙合角與中心距的關(guān)系（1）嚙合角：兩輪傳動(dòng)時(shí)，節(jié)點(diǎn)p的圓周速度方向與嚙合線N1N2之間所夾的銳角，以表示（2）嚙合角等于節(jié)圓壓力角（3）標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，（4）非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，兩分度圓將分離，此時(shí)有：a’rb2O2O1ω1ω2PN1N2rb1α’=αr’2>r2r’1>r1一對(duì)漸開線齒廓嚙合時(shí)，嚙合點(diǎn)處兩者的壓力角？rb2r2O2r1O1ω1ω2CN1N2rb1ra1ra1rf2rf2caα’=α標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)：α’＝α，rb1＋rb2=

(r1+r2)cosαa’>aO1rb2r2O2r1ω1ω2CN2rb1ra1rf2N1r'2r’1α’>α非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)：由于a’>a此時(shí)α’>α。兩分度圓將分離，傳動(dòng)比重要公式，請(qǐng)記住嚙合角:Note：分度圓和壓力角是單個(gè)齒輪就有的；而節(jié)圓和嚙合角是兩個(gè)齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。綜上所述，保證連續(xù)傳動(dòng)的條件應(yīng)為ε為重合度，其值越大，傳動(dòng)的連續(xù)性越高。三、齒輪連續(xù)傳動(dòng)條件小結(jié)：漸開線齒輪基本尺寸的名稱和符號(hào)小結(jié)：漸開線齒輪傳動(dòng)應(yīng)掌握的常用公式：1.2.3.4.5.標(biāo)準(zhǔn)中心距6.標(biāo)準(zhǔn)中心距與實(shí)際中心距關(guān)系8.尺寸公式（正常齒制）①②③④⑤⑥⑦解：由由例題：已知標(biāo)準(zhǔn)齒輪z1=20，z2=40，m=5，1）求該對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)的中心距。2）如果兩輪安裝的實(shí)際中心距為153mm，求兩節(jié)圓半徑，及嚙合角。1）2）§5.6漸開線齒輪的切齒原理仿形法切制法銑削拉削范成法(展成法共軛法包絡(luò)法)插齒滾齒剃齒磨齒分度圓基圓一、根切現(xiàn)象：用范成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線或齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)超過被切齒輪的嚙合極限點(diǎn)，則刀具的齒頂會(huì)將被切齒輪之齒根的漸開線齒廓切去一部分，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。圖示現(xiàn)象稱為輪齒的根切?！?.7根切現(xiàn)象、最少齒數(shù)及變位齒輪刀具齒頂線與嚙合線的交點(diǎn)B2落在極限嚙合點(diǎn)N1的右上方，必發(fā)生根切。二、漸開線齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)取α=20°,ha*=1，得:zmin=17zmin＝2ha*/sin2α

§5.8斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一、斜齒圓柱齒輪的形成原理.AAKKKKKK直齒輪漸開線曲面母線與分度圓柱母線是平行線:1.直齒輪齒廓曲面的形成KKKKKKKK從端面看：發(fā)生圓（基圓）從空間看：發(fā)生圓柱（基圓柱）和發(fā)生平面和發(fā)生線BArbK漸開線曲面K′K″直齒輪齒面沿齒寬方向整條線同時(shí)進(jìn)入或退出嚙合§5.8斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)一、斜齒圓柱齒輪的形成原理.AAKKKKKK直齒輪漸開線曲面母線與分度圓柱母線是平行線:1.直齒輪齒廓曲面的形成KKKKKKKK從端面看：發(fā)生圓（基圓）從空間看：發(fā)生圓柱（基圓柱）和發(fā)生平面和發(fā)生線BArbK漸開線曲面K′K″直齒輪齒面沿齒寬方向整條線同時(shí)進(jìn)入或退出嚙合五斜齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)與直齒輪相比，斜齒輪傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）嚙合性能好。因每對(duì)齒是逐漸進(jìn)入嚙合，逐漸退出嚙合的；2）重合度大。。傳動(dòng)平穩(wěn)，承載高；3）結(jié)構(gòu)緊湊。不發(fā)生根切的最少齒數(shù)Zmin=14，因此結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力Fa

。βFnFtFa當(dāng)量齒輪(數(shù))的意義:據(jù)zv

選銑刀確定無(wú)根切最少齒數(shù)

zmin=zvmincos3計(jì)算輪齒強(qiáng)度一般取β＝8°～20°。五斜齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)缺點(diǎn)與直齒輪相比，斜齒輪傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）嚙合性能好。因每對(duì)齒是逐漸進(jìn)入嚙合，逐漸退出嚙合的；2）重合度大。。傳動(dòng)平穩(wěn)，承載高；3）結(jié)構(gòu)緊湊。不發(fā)生根切的最少齒數(shù)Zmin=14，因此結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力Fa

。βFnFtFa當(dāng)量齒輪(數(shù))的意義:據(jù)zv

選銑刀確定無(wú)根切最少齒數(shù)

zmin=zvmincos3計(jì)算輪齒強(qiáng)度一般取β＝8°～20°。第6章輪系§6－1輪系的類型§6－2定軸輪系及其傳動(dòng)比§6－3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比§6－4復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比§6－1

輪系的類型定義：由齒輪組成的傳動(dòng)系統(tǒng)－簡(jiǎn)稱輪系本章要解決的問題：輪系分類周轉(zhuǎn)輪系（軸有公轉(zhuǎn)）定軸輪系（軸線固定）

復(fù)合輪系（兩者混合）差動(dòng)輪系（F=2）行星輪系（F=1）1.輪系傳動(dòng)比i的計(jì)算;2.從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向的判斷。平面定軸輪系空間定軸輪系各輪軸線的位置固定不動(dòng)至少有一個(gè)齒輪的軸線繞另一齒輪的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)軸線互相平行1.定軸輪系：輪系運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所有齒輪軸線的幾何位置都相對(duì)機(jī)架固定不動(dòng)平面定軸輪系空間定軸輪系單式輪系復(fù)式輪系回歸輪系輸入輪與輸出輪共軸線的輪系每根軸上只裝一個(gè)齒輪所構(gòu)成的輪系有的軸上裝有2個(gè)以上齒輪的輪系定軸輪系根據(jù)結(jié)構(gòu)組成，可分為：2.周轉(zhuǎn)輪系:在輪系運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，至少有一個(gè)齒輪軸線的幾何位置不固定，而是繞著其它定軸齒輪的軸線回轉(zhuǎn)中心輪（太陽(yáng)輪）1,3行星輪2行星架H（也稱系桿或轉(zhuǎn)臂）機(jī)架基本構(gòu)件K組成輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞其他固定軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。O1234HO基本周轉(zhuǎn)輪系的組成：1、行星輪：

幾何軸線是運(yùn)動(dòng)的，至少有一個(gè)或有多個(gè)。2、中心輪(太陽(yáng)輪)：與行星輪嚙合的齒輪,用“K”表示。最多有兩個(gè)；特殊時(shí)有一個(gè)。3、系桿(轉(zhuǎn)臂)：支持行星輪的構(gòu)件。用“H”表示。只有一個(gè)。差動(dòng)輪系（F＝2）行星輪系（F＝1）根據(jù)輪系所具有的自由度不同，周轉(zhuǎn)輪系又可分為：差動(dòng)輪系和行星輪系§6－2定軸輪系及其傳動(dòng)比一、傳動(dòng)比大小的計(jì)算

i1k=ω1/ωk

對(duì)于齒輪系，設(shè)輸入軸的角速度為ω1，輸出軸的角速度為ωk,按定義有：一對(duì)齒輪：i12=ω1/ω2=z2/z1當(dāng)i1k>1時(shí)為減速,i1k<1時(shí)為增速。所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積＝Z1Z’3Z4Z’4Z5Z2Z3pvp1221二、首、末輪轉(zhuǎn)向的確定設(shè)輪系中有m對(duì)外嚙合齒輪，則末輪轉(zhuǎn)向?yàn)?-1)m

1)用“＋”

“－”表示外嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相反，用“－”表示；兩種方法：適用于平面定軸輪系（軸線平行，兩輪轉(zhuǎn)向不是相同就是相反）。ω1ω2內(nèi)嚙合齒輪：兩輪轉(zhuǎn)向相同，用“＋”表示。ω2所有從動(dòng)輪齒數(shù)的乘積所有主動(dòng)輪齒數(shù)的乘積i1m＝(-1)m

轉(zhuǎn)向相反轉(zhuǎn)向相同ω1vpp123122)畫箭頭外嚙合時(shí)：內(nèi)嚙合時(shí)：對(duì)于空間定軸輪系，只能用畫箭頭的方法來(lái)確定從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向。兩箭頭同時(shí)指向（或遠(yuǎn)離）嚙合點(diǎn)。頭頭相對(duì)或尾尾相對(duì)。兩箭頭同向。(1)錐齒輪12定軸輪系的傳動(dòng)比

大?。恨D(zhuǎn)向：法（只適合所有齒輪軸線都平行的情況）畫箭頭法（適合任何定軸輪系）結(jié)果表示：±（輸入、輸出軸平行）圖中畫箭頭表示（其它情況）過輪Z1Z’3Z4Z’4Z5Z2Z3例：已知圖示輪系中各輪齒數(shù)，求傳動(dòng)比i15

。齒輪2對(duì)傳動(dòng)比沒有影響，但能改變從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向，稱為過輪或惰輪。2.計(jì)算傳動(dòng)比齒輪1、5轉(zhuǎn)向相反解：1.先確定各齒輪的轉(zhuǎn)向z1z2

z’3z’4z2

z3z4z5=z1z’3z’4z3z4z5=i15

=ω1/ω52H2H1313反轉(zhuǎn)原理：給周轉(zhuǎn)輪系施以附加的公共轉(zhuǎn)動(dòng)－ωH后，不改變輪系中各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但原輪系將轉(zhuǎn)化成為一新的定軸輪系，可按定軸輪系的公式計(jì)算該新輪系的傳動(dòng)比?！?－3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比轉(zhuǎn)化后所得輪系稱為原輪系的2K-H型3K型“轉(zhuǎn)化輪系”－ωHω1ω3ω2施加－ωH后系桿成為機(jī)架，原輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系由于輪2既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn),故不能直接求傳動(dòng)比輪1、3和系桿作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)ωH周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路-w

H周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)系桿機(jī)架周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系可直接用定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式。1ω1將輪系按－ωH反轉(zhuǎn)后，各構(gòu)件的角速度的變化如下:2ω23ω3HωH構(gòu)件原角速度轉(zhuǎn)化后的角速度ωH1＝ω1－ωH

ωH2＝ω2－ωH

ωH3＝ω3－ωH

ωHH＝ωH－ωH＝0右邊各輪的齒數(shù)為已知，左邊三個(gè)基本構(gòu)件的參數(shù)中，如果已知其中任意兩個(gè)，則可求得第三個(gè)參數(shù)。于是，可求得任意兩個(gè)構(gòu)件之間的傳動(dòng)比。上式“－”說(shuō)明在轉(zhuǎn)化輪系中ωH1與ωH3方向相反。通用表達(dá)式：特別注意：1.齒輪m、n的軸線必須平行。=f(z)2.計(jì)算公式中的“±”不能去掉，它不僅表明轉(zhuǎn)化輪系中兩個(gè)太陽(yáng)輪m、n之間的轉(zhuǎn)向關(guān)系，而且影響到ωm、ωn、ωH的計(jì)算結(jié)果。周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算公式：§6－4復(fù)合輪系及其傳動(dòng)比除了上述基本輪系之外，工程實(shí)際中還大量采用混合輪系。將復(fù)合輪系分解為基本輪系，分別計(jì)算傳動(dòng)比，然后根據(jù)組合方式聯(lián)立求解。方法：先找行星輪混合輪系中可能有多個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，而一個(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系中至多只有三個(gè)中心輪。剩余的就是定軸輪系。傳動(dòng)比求解思路：輪系分解的關(guān)鍵是：將周轉(zhuǎn)輪系分離出來(lái)?！禇U（支承行星輪)→太陽(yáng)輪（與行星輪嚙合）復(fù)合輪系傳動(dòng)比的求解方法：將混合輪系分解為幾個(gè)基本輪系；關(guān)鍵是找出周轉(zhuǎn)輪系!2.分別計(jì)算各基本輪系的傳動(dòng)比；3.尋找各基本輪系之間的關(guān)系；4.聯(lián)立求解?；据喯档膭澐中行禽喯禇U中心輪周轉(zhuǎn)輪系定軸輪系1各輪齒數(shù)的確定：傳動(dòng)比條件同心條件裝配條件鄰接條件6.3輪系的設(shè)計(jì)同心條件如圖，圖中全部是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，第8章回轉(zhuǎn)件的平衡§8－1回轉(zhuǎn)件平衡的目的§8－2回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算§8－3回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)一、質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)平衡原理：在重心的另一側(cè)加上一定的質(zhì)量，或在重心同側(cè)去掉一些質(zhì)量，使質(zhì)心位置落在回轉(zhuǎn)軸線上，而使離心慣性力達(dá)到平衡。適用范圍：軸向尺寸較小的盤形轉(zhuǎn)子（B/D<0.2），如風(fēng)扇葉輪、飛輪、砂輪等回轉(zhuǎn)件，這時(shí)只需進(jìn)行靜平衡計(jì)算?！?－2回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算BDDB二、質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)ωLF1F2圖示凸輪軸的偏心質(zhì)量不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，但質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸上，在任意靜止位置，都處于平衡狀態(tài)。慣性力偶矩：運(yùn)動(dòng)時(shí)有：F1+F2=0M=F1L=F1L≠0這種在靜止?fàn)顟B(tài)下處于平衡，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下呈現(xiàn)不平衡，稱為動(dòng)不平衡。對(duì)此類轉(zhuǎn)子的平衡，稱為動(dòng)平衡。適用對(duì)象：軸向尺寸較大(B/D≥0.2)的轉(zhuǎn)子，如內(nèi)燃機(jī)中的曲軸和凸輪軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子、機(jī)床主軸等都必須按動(dòng)平衡來(lái)處理。理由：此類轉(zhuǎn)子由于質(zhì)量分布不在同一個(gè)平面內(nèi)，離心慣性力將形成一個(gè)不匯交空間力系，故不能按靜平衡處理。任意空間力系的平衡條件為：∑Fi=