机械原理总结复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

1 1.机构机构 将运动链中某一构件固定作为机架，并有一个或将运动链中某一构件固定作为机架，并有一个或几个构件给定运动规律（原动件），而使其余构件几个构件给定运动规律（原动件），而使其余构件（从动件）含有确定运动，则此种运动链称为机构（从动件）含有确定运动，则此种运动链称为机构 。第二章第二章 机构结构分析机构结构分析第1页2 2）原动件：按给定运动规律独立运动构件；）原动件：按给定运动规律独立运动构件；3）从动件：机构中其余活动构件，）从动件：机构中其余活动构件，其运动规律取决于原动件运动规律、机构结构和构其运动规律取决于原动件运动规律、机构结构和构件尺寸。件尺寸。1个或几个个或几个1个个机构组成：机构机架原动件从动件机构组成：机构机架原动件从动件若干若干1 1）机架）机架:机构中特殊构件，普通情况下机架相对地面机构中特殊构件，普通情况下机架相对地面固定不动，即机构中固定构件。固定不动，即机构中固定构件。第2页2 2.机构运动简图：依据机构运动尺寸，按一定机构运动简图：依据机构运动尺寸，按一定百分比尺定出各运动副位置，采取运动副及惯百分比尺定出各运动副位置，采取运动副及惯用机构运动简图符号和构件表示方法，将机构用机构运动简图符号和构件表示方法，将机构运动传递情况表示出来简化图形。运动传递情况表示出来简化图形。第3页 使机构含有确定运动时所必须给定独立运使机构含有确定运动时所必须给定独立运动参数数目，称为机构自由度。动参数数目，称为机构自由度。3.机构自由度机构自由度第4页 机构含有确定运动条件为：机构原动件数目机构含有确定运动条件为：机构原动件数目应等于机构自由度数目应等于机构自由度数目F F。自由度数原动件数自由度数原动件数4 4.机构含有确定运动条件机构含有确定运动条件第5页1)1)复合铰链复合铰链2)2)局部自由度局部自由度3)3)虚约束虚约束5.5.计算平面机构自由度时应注意事项计算平面机构自由度时应注意事项第6页1）任何机构都可看作是由若干基本杆组依次连）任何机构都可看作是由若干基本杆组依次连 接于原动件和机架上而组成。接于原动件和机架上而组成。6 6.平面机构组成原理平面机构组成原理2）原动件与机架组成）原动件与机架组成级杆组级杆组3 3）最高级别为）最高级别为级基本杆组成机构称为级基本杆组成机构称为 级机构。级机构。4 4）最高级别为）最高级别为级基本杆组成机构称为级基本杆组成机构称为 级机构。级机构。n=4=4，P PL L6 6，这种基本杆组称为，这种基本杆组称为级组。级组。n=2,P=2,PL L=3=3，这种基本杆组称为这种基本杆组称为II级组。级组。机构级别是以其中含有杆组最高级别确定。机构级别是以其中含有杆组最高级别确定。第7页 计算机构自由度，确定原动件。计算机构自由度，确定原动件。从远离原动件地方开始拆杆组。先试拆从远离原动件地方开始拆杆组。先试拆级组，当不可能级组，当不可能 时再试拆时再试拆级组。但应注意，每拆出一个杆组后，剩下部级组。但应注意，每拆出一个杆组后，剩下部 分仍组成机构，且自由度与原机构相同，直至全部杆组拆出分仍组成机构，且自由度与原机构相同，直至全部杆组拆出 只剩下只剩下级机构。级机构。确定机构级别。确定机构级别。（2 2）平面机构结构分析步骤：）平面机构结构分析步骤：8 8.平面机构结构分析平面机构结构分析（1 1）确定机构组成与级别）确定机构组成与级别第8页两两个个相相互互作作平平面面运运动动构构件件上上瞬瞬时时速速度度相相等等重重合合点点。简单地说是两构件等速重合点。简单地说是两构件等速重合点。绝对瞬心等速重合点绝对速度为零。绝对瞬心等速重合点绝对速度为零。相对瞬心等速重合点绝对速度不为零。相对瞬心等速重合点绝对速度不为零。瞬心表示：构件瞬心表示：构件i 和和 j 瞬心用瞬心用Pij表示。表示。（1 1）速度瞬心）速度瞬心1.1.速度瞬心及其位置确定速度瞬心及其位置确定第三章第三章平面机构运动分析平面机构运动分析第9页2.2.三心定理三心定理:三个相互作平面（平行）运动构件三个三个相互作平面（平行）运动构件三个速度瞬心位于同一直线上。速度瞬心位于同一直线上。其中一个瞬心将另外两个瞬心联线分成其中一个瞬心将另外两个瞬心联线分成与各自角速度成反比两条线段。与各自角速度成反比两条线段。第10页v vC =v vBv vCB3.3.用矢量方程图解法作机构速度及加速度分析用矢量方程图解法作机构速度及加速度分析 V VC Cyxo2V VB BC C B B V VCBCBVC CVB BVCBCBp pc cb byxo2a aB BC C B B a aCBCB a aC C V VC CaC CaB BaCBCBp pc cb b第11页第四章第四章 平面机构力分析平面机构力分析驱动机械运动力。驱动机械运动力。（1 1）驱动力驱动力(外力外力)：1.作用在机械上力作用在机械上力称为驱动功或输入功。称为驱动功或输入功。与其作用点速度方向相同或者成锐角；与其作用点速度方向相同或者成锐角；其特征：其特征：其功为正功，其功为正功，分为外力与内力。分为外力与内力。第12页阻止机械运动力。阻止机械运动力。其特征：与其作用点速度方向相反或成钝角；其其特征：与其作用点速度方向相反或成钝角；其功为负功，称为阻抗功。功为负功，称为阻抗功。（2 2）阻抗力阻抗力(外力外力)：1)1)工作阻力：其功称为有效功或输出功；工作阻力：其功称为有效功或输出功；2)2)有害阻力：其功为负功，称为损失功。有害阻力：其功为负功，称为损失功。（3 3）运动副中反力运动副中反力：运动副所连接构件之间：运动副所连接构件之间 相互作用力相互作用力(内力内力)。第13页 为摩擦角，为摩擦角，2.移动副总反力方向确定 运动副中法向反力与摩擦力运动副中法向反力与摩擦力协力协力F FR21 R21 总反力与法向力之间夹角总反力与法向力之间夹角，称，称 即即 =arctan=arctan fF FR21R21F Ff21f21F FN21N21F FG Gv12121 12 2 称为运动副中总反力，称为运动副中总反力，总反力方向确定方法：1 1）F FR21R21偏斜于法向反力一个摩擦角偏斜于法向反力一个摩擦角 ；2 2）其偏斜方向应与相对速度）其偏斜方向应与相对速度v1212方向相反。方向相反。第14页3.转动副总反力方向确定依据力平衡条件，确定不计摩擦时总反力方向；依据力平衡条件，确定不计摩擦时总反力方向；计摩擦时总反力应与摩擦圆相切；计摩擦时总反力应与摩擦圆相切；总反力总反力F FR21R21 对轴心之矩方向必与轴颈对轴心之矩方向必与轴颈1 1相对轴承相对轴承2 2相对相对 角速度方向相反。角速度方向相反。G GrM Md dF FR21R21F FN21N21F Ff21f211212F FR21R21=G=G第15页4.平面高副中摩擦力确定其总反力方向确定为：1 1）总反力）总反力F FR21R21方向与法向方向与法向 反力偏斜一摩擦角；反力偏斜一摩擦角；F FN21N21t tt tn nn nV12121212F Ff21f21F FR21R212 2）偏斜方向应与构件）偏斜方向应与构件1 1相对构件相对构件2 2 相对速度相对速度v1212方向相反。方向相反。第16页 在考虑摩擦时进行机构力分析，关键是确定运在考虑摩擦时进行机构力分析，关键是确定运动副中总反力方向，而且普通都先从二力构件作起。动副中总反力方向，而且普通都先从二力构件作起。5.5.考虑摩擦时机构受力分析考虑摩擦时机构受力分析 对于冲床等设备传动机构，考虑与不考虑摩擦力分对于冲床等设备传动机构，考虑与不考虑摩擦力分析结果可能相差很大，故对这类设备在力分析时必须计析结果可能相差很大，故对这类设备在力分析时必须计及摩擦。及摩擦。第17页1.机械效率确定1）以功表示计算公式以功表示计算公式Wr/Wd1Wf /Wd(输出功输出功(Wr)比输入功比输入功(Wd)2）以功率表示计算公式以功率表示计算公式Pr/Pd1Pf /Pd(输出功率输出功率(Pr)比输入功率比输入功率(Pd)第五章 机械效率及自锁第18页2.2.机构自锁机构自锁（1 1）自锁现象）自锁现象一些机构，就其机构而言是能够运动，但因为摩擦存在，一些机构，就其机构而言是能够运动，但因为摩擦存在，却会出现不论驱动力怎样增大，也无法使机械运动现象。却会出现不论驱动力怎样增大，也无法使机械运动现象。（2 2）自锁条件）自锁条件机械发生自锁实质上是机械中运动副发生自锁。机械发生自锁实质上是机械中运动副发生自锁。第19页3.3.移动副自锁条件移动副自锁条件 结论结论:移动副发生自锁条件为：在移动副中，假如作用于移动副发生自锁条件为：在移动副中，假如作用于滑块上驱动力作用在其摩擦角之内（即滑块上驱动力作用在其摩擦角之内（即），则发生自锁。），则发生自锁。4.4.转动副自锁条件转动副自锁条件结论结论 转动副发生自锁条件为：作用在轴颈上驱动力为转动副发生自锁条件为：作用在轴颈上驱动力为单力单力G G，且作用于摩擦圆之内，即且作用于摩擦圆之内，即a。G GrF FR21R21a第20页 1.1.所所谓谓刚刚性性转转子子不不平平衡衡，是是指指因因为为结结构构不不对对称称、材材料料缺缺点点以以及及制制造造误误差差等等原原因因而而使使质质量量分分布布不不均均匀匀，致致使使中中心心惯惯性性主主轴轴与与回回转转轴轴线线不不重重合合，而而产产生生离离心心惯惯性性力力系系不不平平衡衡。依依据据平平衡衡条条件件不不一一样样，又又可可分分为为静静平平衡衡和和动平衡两种情况。动平衡两种情况。第第6 6章章 机械平衡机械平衡2.2.对对于于动动不不平平衡衡转转子子，不不论论其其含含有有多多少少个个偏偏心心质质量量以以及及分分布布在在多多少少个个回回转转平平面面内内，都都只只要要在在两两个个选选定定平平衡衡基基面面内内加加上上或或去去掉掉平平衡衡质质量量，即即可可取取得得完完全全平平衡衡。故故动平衡又称为双面平衡。动平衡又称为双面平衡。第21页(2)(2)机构平衡机构平衡 对平面连杆机构，因为作往复运动和对平面连杆机构，因为作往复运动和平面运动构件总是存在加速度，就单个构件平面运动构件总是存在加速度，就单个构件而言，是无法平衡。但能够将整个机构一并而言，是无法平衡。但能够将整个机构一并考虑，采取办法对总惯性力或惯性力矩进行考虑，采取办法对总惯性力或惯性力矩进行平衡。平衡。第22页 1.1.等效动力学模型概念等效动力学模型概念 对于一个单自由度机械系统动力学问题研究，可简化为对其对于一个单自由度机械系统动力学问题研究，可简化为对其一个等效转动构件或等效移动构件运动研究。一个等效转动构件或等效移动构件运动研究。等效转动惯量（或等效质量）是等效构件含有假想转动惯等效转动惯量（或等效质量）是等效构件含有假想转动惯量（或假想质量），等效构件动能应等于原机械系统中全部运量（或假想质量），等效构件动能应等于原机械系统中全部运动构件动能之和。动构件动能之和。等效力矩（或等效力）是作用在等效构件上一个假想力矩等效力矩（或等效力）是作用在等效构件上一个假想力矩（或假想力），其瞬时功率应等于作用在原机械系统上全部外（或假想力），其瞬时功率应等于作用在原机械系统上全部外力在同一瞬时功率之和。力在同一瞬时功率之和。我们把含有等效转动惯量（或等效质量），其上作用有等效我们把含有等效转动惯量（或等效质量），其上作用有等效力矩（或等效力）等效构件就称为原机械系统等效动力学模力矩（或等效力）等效构件就称为原机械系统等效动力学模模型。模型。第七章第七章 机械运转及其速度波动调整机械运转及其速度波动调整第23页 MeJexy123s2OAB2M1vS2F3v32.2.机械系统等效动力学模型机械系统等效动力学模型当选择转动构件作等效构件时，需用到等效质量当选择转动构件作等效构件时，需用到等效质量Je e和等效力和等效力Me e 。等效等效第24页 当选择移动构件作等效构件时，惯用到等效质量当选择移动构件作等效构件时，惯用到等效质量me e和等效力和等效力F Fe e 。xy123s2OAB1 12M11vS2F3v3Fev3me等效等效第25页 3.3.周期性变速稳定运转速度波动调整周期性变速稳定运转速度波动调整（1 1）机械运转不均匀系数机械运转不均匀系数 工程中惯用角速度平均值工程中惯用角速度平均值m表示机械运转角速度，表示机械运转角速度，近似值为：近似值为：机械运转不均匀系数机械运转不均匀系数：工作循环工作循环maxmaxminminm m第26页(2)飞轮转动惯量近似计算飞轮转动惯量近似计算由由有有只要只要便有便有 。即机械速度波动满足给定要求。即机械速度波动满足给定要求。第27页 WababWbcbcWcdcdWdedeWeaea WababWbcbcWcdcdWdedeWeaea 用能量指示图确定用能量指示图确定最大盈亏功最大盈亏功Wmaxmax大小。大小。(3)最大盈亏功Wmax确定E EE Emaxmax E EminminE Em mabcdea能量指示图能量指示图aa Med MerabcdeaMebdbdcece取取工作循环工作循环EmEmaxEmin第28页第八章第八章 平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计1.1.四杆机构基本型式四杆机构基本型式铰链四杆铰链四杆机构机构(1)曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构(2)双曲柄机构双曲柄机构(3)双摇杆机构双摇杆机构(4)曲柄滑块机构曲柄滑块机构第29页第一个情况第一个情况:若最短杆最长杆若最短杆最长杆其它两杆之和其它两杆之和(满足杆长和条件满足杆长和条件)1 1）若选最短杆相邻杆做机架：曲柄摇杆机构。）若选最短杆相邻杆做机架：曲柄摇杆机构。2 2）若选最短杆做机架：双曲柄机构。）若选最短杆做机架：双曲柄机构。3 3）若选最短杆对面杆做机架：双摇杆机构。）若选最短杆对面杆做机架：双摇杆机构。第二种情况第二种情况:若最短杆最长杆其它两杆之和若最短杆最长杆其它两杆之和(不满足杆长和条件不满足杆长和条件)双摇杆机构（不论以何杆做机架）。双摇杆机构（不论以何杆做机架）。2.2.铰链四杆机构类型判断铰链四杆机构类型判断（1 1）极位夹角）极位夹角 极位：极位：曲柄与连杆两次共线时，摇杆两个极限位置。曲柄与连杆两次共线时，摇杆两个极限位置。极位夹角：极位夹角：曲柄曲柄(原动件原动件)与连杆两次共线时，原动件两位置所夹与连杆两次共线时，原动件两位置所夹 锐角锐角。3.3.铰链四杆机构急回运动和行程速度改变系数铰链四杆机构急回运动和行程速度改变系数第30页称称K为行程速比系数。为行程速比系数。且且越大，越大，K 值越大，急回性质越显著。值越大，急回性质越显著。只要只要 0 0，就有就有K 1 设计新机械时，往往先给定设计新机械时，往往先给定K 值，于是值，于是:(2)(2)行程速比系数行程速比系数K第31页(1)(1)压力角压力角 从动件驱动力从动件驱动力F F与力作用点绝对速度之间所夹角度与力作用点绝对速度之间所夹角度。3.3.铰链四杆机构传动角和死点铰链四杆机构传动角和死点(2)(2)传动角传动角 连连杆杆与与从从动动件件之之间间夹夹角角 ，用用来来表表示示机机构构传传动动力力性性能好坏。能好坏。且且 9090 9090设计时要求设计时要求:minmin5050最小传动角确实定：对于曲柄摇杆机构，最小传动角确实定：对于曲柄摇杆机构，minmin出现在曲柄出现在曲柄(主动件主动件)与机架共线两位置之一。与机架共线两位置之一。第32页以以摇杆为主动件；且连杆与从动曲柄两次共线时，摇杆为主动件；且连杆与从动曲柄两次共线时，摇杆经过连杆作用于曲柄上力恰好经过其回转中心，摇杆经过连杆作用于曲柄上力恰好经过其回转中心，出现了不能使曲柄转动现象，该位置称为死点，死出现了不能使曲柄转动现象，该位置称为死点，死点位置有：点位置有：0 0。（3 3）铰链四杆机构死点）铰链四杆机构死点第33页1 1凸轮机构分类凸轮机构分类（2 2）按推杆形状和运动形式分）按推杆形状和运动形式分1 1）尖顶推杆）尖顶推杆 2 2）滚子推杆）滚子推杆 3 3）平底推杆）平底推杆1 1）对心直动推杆）对心直动推杆 2 2）偏置直动推杆）偏置直动推杆 3 3）摆动推杆）摆动推杆 尖顶推杆尖顶推杆 滚子滚子推杆推杆 平底平底推杆推杆按推杆形状分按推杆形状分按运动形式分按运动形式分第九章第九章 凸轮机构凸轮机构第34页 名称名称=“推杆运动形式推杆运动形式+推杆形状推杆形状+凸轮形状凸轮形状+机构机构”直动滚子盘形凸轮机构直动滚子盘形凸轮机构 摆动滚子圆柱凸轮机构摆动滚子圆柱凸轮机构实例：实例：2.2.凸轮命名规则、凸轮命名规则、术语术语第35页 3.3.凸轮基圆、工作轮廓、理论轮廓凸轮基圆、工作轮廓、理论轮廓n 对于尖顶推杆，以凸轮回转中对于尖顶推杆，以凸轮回转中心为圆心，实际轮廓上最小矢径所心为圆心，实际轮廓上最小矢径所作之圆。作之圆。基圆是设计凸轮廓线基础，其基圆是设计凸轮廓线基础，其半径用半径用r0 0表示。表示。回转中心回转中心尖顶推杆尖顶推杆实际轮廓实际轮廓基圆基圆第36页 n 对于滚子推杆，以凸轮回转中对于滚子推杆，以凸轮回转中心为圆心，滚子中心到心为圆心，滚子中心到凸轮中心凸轮中心最最小向径所作之圆。小向径所作之圆。基圆是设计凸轮廓线基础，其基圆是设计凸轮廓线基础，其半径用半径用r0 0表示。表示。滚子推杆滚子推杆回转中心回转中心基圆基圆3.3.凸轮基圆、工作轮廓、理论轮廓凸轮基圆、工作轮廓、理论轮廓第37页 n理论理论 廓线廓线对于尖顶推杆，理论轮廓与工作轮廓重合。对于尖顶推杆，理论轮廓与工作轮廓重合。对于滚子推杆，滚子中心相对于凸轮轨迹。对于滚子推杆，滚子中心相对于凸轮轨迹。对于平底推杆，对于平底推杆，理论轮廓与工作轮廓重合。理论轮廓与工作轮廓重合。理论轮廓理论轮廓工作轮廓工作轮廓第38页 0 0O O t t s s A A0202D DB BC C0202 0 03.凸轮转角：凸轮以推杆位于其最近点凸轮转角：凸轮以推杆位于其最近点(A A)作为初作为初始位置，从初始位置转过任意角度始位置，从初始位置转过任意角度。ssB BB B第39页 4.4.推杆位移：凸轮转过推杆位移：凸轮转过 角时，推杆相对于基圆移动角时，推杆相对于基圆移动距离距离 s。0 0O O t t s s A A0202D DB BC C0202 0 0ssB BB Bs第40页 5.凸轮偏距：凸轮回转凸轮偏距：凸轮回转中心到从动件移动导中心到从动件移动导路中心线间距离路中心线间距离e。6.偏距圆：以凸轮回转偏距圆：以凸轮回转中心为圆心，偏距为中心为圆心，偏距为半径所作之圆。半径所作之圆。e回转中心回转中心偏距圆偏距圆第41页 7.7.推杆行程：推杆行程：推杆从距凸轮中心最近点向最远点运推杆从距凸轮中心最近点向最远点运 动距离。动距离。0 0O Ot t s s A A0202D DB BC C00202 0 00 0ssB Bh第42页 8.8.刚性冲击：因为加速度发生突变，其值在理论上到刚性冲击：因为加速度发生突变，其值在理论上到达无穷大，造成推杆产生非常大惯性力。达无穷大，造成推杆产生非常大惯性力。9.柔性冲击：因为加速度发生有限值突变，造成推柔性冲击：因为加速度发生有限值突变，造成推杆产生有限值惯性力突变而产生有限冲击。杆产生有限值惯性力突变而产生有限冲击。第43页 10.10.凸轮压力角凸轮压力角 指推杆所受正压力方向与推杆上点指推杆所受正压力方向与推杆上点B B速度方向之间所夹锐角，速度方向之间所夹锐角，常以常以表示。它是影响凸轮机构受力情况一个主要参数。表示。它是影响凸轮机构受力情况一个主要参数。在其它情况不变情况下，在其它情况不变情况下，愈大，愈大，F F愈大，若愈大，若大至使大至使F F增至增至无穷大时，机构将发生自锁。此时机构压力角称为临界压力角无穷大时，机构将发生自锁。此时机构压力角称为临界压力角c c，B B=0=0vF FB BvF FB BvF F第44页 o o1 11 11.1.齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律共共轭轭齿齿廓廓：一一对对能能实实现现预预定定传传动动比比(i12=1/2)规规律律啮啮合合齿齿廓。廓。齿廓啮合基本定律齿廓啮合基本定律齿齿廓廓啮啮合合基基本本定定律律:相相互互啮啮合合一一对对齿齿轮轮在在任任一一位位置置时时传传动动比比，都都与与连连心心线线O O1 1O O2 2被被其其啮啮合合齿齿廓廓在在接接触触处处公公法法线线所所分分成成两两段段成成反比。反比。nnP Po o2 22k kv12第十章第十章 齿轮机构齿轮机构第45页 节圆节圆不不论论两两轮轮在在任任何何位位置置接接触触，过过接接触触点点所所作作两两齿齿廓廓公公法线与两轮连心线交与一定点。定点法线与两轮连心线交与一定点。定点P P称为节点。称为节点。3.3.节圆节圆 以以O O1 1(O(O2 2)为圆心，为圆心，O O1 1P(0P(02 2P)P)为半为半 径所作圆称为节圆。径所作圆称为节圆。两两节节圆圆相相切切于于P P点点，且且两两轮轮节节点点处处速速度度相相同同，故故两两节节圆圆作作纯纯滚滚动动。r1r2o11nnP Po22k k2.2.两齿轮作定传动比条件两齿轮作定传动比条件第46页 4.4.渐开线特征渐开线特征2 2）渐开线上任意点法线恒切于基圆；）渐开线上任意点法线恒切于基圆；3 3）渐开线愈靠近基圆部分，曲率半径）渐开线愈靠近基圆部分，曲率半径愈小；愈小；B B点为曲率中心点为曲率中心,BKBK为曲率半径。为曲率半径。ttB BK KOA Arkk krbnnk1)1)发生线上发生线上BKBK线段长度等于基圆线段长度等于基圆上上被被滚过弧长滚过弧长ABAB；BK=AB BK=AB;4 4）渐开线形状取决于基圆大小；当）渐开线形状取决于基圆大小；当r rb b，变成直线。，变成直线。5 5）基圆内无渐开线。）基圆内无渐开线。第47页 rbO O1)1)齿轮名称和符号齿轮名称和符号pn齿顶圆齿顶圆:d da a、r ra a齿根圆齿根圆:d df f、r rf f齿厚齿厚:sk齿槽宽齿槽宽:ek齿距齿距:pk=sk+ek齿顶高齿顶高ha齿根高齿根高 hf齿全高齿全高 h=ha+hfhahfhB Bpra分度圆分度圆:人为要求计算人为要求计算基准圆基准圆,表示符号：表示符号：d法向齿距（法向周节）法向齿距（法向周节）:pn nseskek=pbpbrfrpk5.5.标准齿轮基本参数和几何尺寸标准齿轮基本参数和几何尺寸r、s、e，p=s+e第48页 2 2）渐开线齿轮基本参数）渐开线齿轮基本参数(2)(2)模数模数:m(1)(1)齿数齿数:z z 分度圆分度圆周长周长：d=zp,d=zp/称为模数称为模数m 。模模数数单单位位：mm，它它是是决决定定齿齿轮轮尺尺寸寸一一个个基基本本参参数数。齿齿数数相相同同齿轮，模数大，尺寸也大。齿轮，模数大，尺寸也大。于是有于是有：d=mz，r=mz/2人为要求人为要求：m=p/=p/只能取一些简单值，只能取一些简单值，第49页 Orbrfrarbr速度方向速度方向正压力方向正压力方向(3)(3)分度圆压力角分度圆压力角(简称压力角简称压力角)得得:K Karccos(rb/rK K)由由 rbrK K cosK K定义分度圆压力角为齿轮压力角。定义分度圆压力角为齿轮压力角。对于同一条渐开线对于同一条渐开线：rK K K b b0 01 1A AB B1 1K K1 1r r1 1K KK Kr rK KB BK KK KN NO O第50页 rb2r2O O2 2rb1r1O O1 11 12 2P PN N1 1N N2 2B B2 2B B1 1要要使使进进入入啮啮合合区区内内各各对对齿齿轮轮都都能能正正确确地地进进入入啮啮合合，两两齿齿轮轮相相邻邻两齿同侧齿廓间法向距离应相等：两齿同侧齿廓间法向距离应相等：pb1b1=pb2b2将将pb b=mcoscos代入得：代入得：m1 1coscos1 1=m2 2coscos2 2因因m和和都取标准值，使上式成立都取标准值，使上式成立条件为：条件为：m1=m2，1=2一对渐开线齿轮正确啮合条件一对渐开线齿轮正确啮合条件是它们模数和压力角应分别相等。是它们模数和压力角应分别相等。pb2i12=-1 12 2传动比：传动比：=-d d2 2d d1 1=-Z Z2 2Z Z1 1pb16.6.一对渐开线齿轮正确啮合条件一对渐开线齿轮正确啮合条件 第51页 rb2r2O2r1O11 12 2P PN N1 1N N2 2rb1 对标准齿轮，确定中心距对标准齿轮，确定中心距a时，应满足两点要求：时，应满足两点要求：1)1)理论上齿侧间隙为零理论上齿侧间隙为零2)2)顶隙顶隙c c为标准值为标准值此时有：此时有：a=ra1+c+rf2=r1+h+ha a*m m=r1+r2ra1ra1rf2rf2acs1-e2=0c=c*m+c+c*m m+r2-(h-(ha a*m+cm+c*m)m)=m(z1+z2)/2a=r1+r2标准中心距，标准中心距，标准安装。标准安装。7.7.中心距中心距a第52页hf=(h*a+c*)m9.9.用范成法加工标准齿轮用范成法加工标准齿轮 时齿条型刀具位置时齿条型刀具位置标准齿条型刀具比基准齿标准齿条型刀具比基准齿形高出形高出c*m 一段切出齿根一段切出齿根过渡曲线。过渡曲线。(1)(1)标准齿条型刀具标准齿条型刀具(2)(2)加工标准齿轮时齿条加工标准齿轮时齿条 型刀具位置型刀具位置h*am 分度圆分度圆ha=h*am加工标准齿轮：加工标准齿轮：刀具分度线刚好与轮坯刀具分度线刚好与轮坯分度圆作纯滚动。分度圆作纯滚动。加工结果：加工结果：s se em/2esha=h*amhf=(h*a+c*)mh*amc*mc*m顶线顶线=20=20m/2m/2分度线分度线第53页BBra2P P(3)(3)渐开线齿轮不发生根切最少齿数渐开线齿轮不发生根切最少齿数极限啮合点极限啮合点N N1 1位置随基圆大小变动位置随基圆大小变动,当当N N1 1、B B2 2两点重合时，恰好不根切。两点重合时，恰好不根切。不根切条件：不根切条件：在在PNPN1 1O O1 1 中有：中有：在在PBPB2 2B B 中有：中有：代入求得：代入求得：z2 hz2 ha a*/sin/sin2 2 取取=20,h=20,ha a*=1=1，得得:z zminmin=17=17h*am即：即：zminmin2 2 h ha a*/sin2 2 P NP N1 1PP B B2 2=mzsin/2 PNPN1 1=r rsinsinPBPB2 2=h=ha a*m/sinm/sinrb N N1 1O O1 1r不根切不根切刚好不根切刚好不根切根切根切N N1 1rb1O1P Pra1B B2 2ra3h*am齿条型刀具比齿轮型刀具更轻易发生齿条型刀具比齿轮型刀具更轻易发生根切。根切。B B2 2rb1N N1 1 rb3 N N1 1第54页11rP Prb1N N1 1rP Prb1N N1(4)(4)防止根切办法防止根切办法采取采取变位修正，刀具远离轮坯中心。变位修正，刀具远离轮坯中心。所得齿轮为变位齿轮。所得齿轮为变位齿轮。22B B2 2B B2 2B B2 2B B2 2rb2N N1 1rP Prb1N N1 1B B2 2第55页优点：优点：1)1)当当z zz zminmin时，产生根切。但实际生产中经常要用到时，产生根切。但实际生产中经常要用到 z zz zminmin齿轮齿轮;2)2)用于用于 a aaa场所场所。凑中心距。凑中心距。3)3)小小齿齿轮轮轻轻易易坏坏。原原因因：r rb b小小，齿齿根根薄薄，啮啮合合次次数数多多，强度低。希望二者寿命靠近，匹配强度。强度低。希望二者寿命靠近，匹配强度。10.10.渐开线变位齿轮渐开线变位齿轮第56页11.11.齿轮系及其分类齿轮系及其分类（1 1）齿轮系分类齿轮系分类 1 1）定轴轮系定轴轮系（轴线固定轴线固定）平面定轴轮系简图平面定轴轮系简图第57页差动轮系差动轮系2)2)周转轮系周转轮系（其中有齿轮轴有公转其中有齿轮轴有公转）差动轮系差动轮系（F=2F=2）行星轮系行星轮系（F=1F=1）行星轮系行星轮系周转轮系简图周转轮系简图2H2H1 13 31 13 32K-H2K-H型型1 13 32 2H H行星轮行星轮系系2H2H1 13 31 13 32K-H2K-H型型1 13 32 2H H差动轮差动轮系系第58页(2)(2)行星轮系组成：行星轮系组成：基本构件：太阳轮基本构件：太阳轮(K)(K)、行星架、行星架(H:(H:系杆系杆)。其它构件：行星轮。其它构件：行星轮。2H2H1 13 31 13 32K-H2K-H型型1 13 32 2H H行星轮系行星轮系第59页(3)(3)差动轮系组成：差动轮系组成：基本构件：太阳轮基本构件：太阳轮(K)(K)、行星架、行星架(H:(H:系杆系杆)。其它构件：行星轮。其它构件：行星轮。2H2H1 13 31 13 32K-H2K-H型型1 13 32 2H H差动轮系差动轮系第60页 复合轮系是整个轮系中即包含定轴轮系部分又包含周转轮复合轮系是整个轮系中即包含定轴轮系部分又包含周转轮系部分或由几部分周转轮系（基本周转轮系）组成齿轮系。复系部分或由几部分周转轮系（基本周转轮系）组成齿轮系。复合轮系能够取得更大范围传动比，实现动力多路传递。合轮系能够取得更大范围传动比，实现动力多路传递。(4)(4)复合轮系复合轮系复合轮系简图复合轮系简图定轴轮系定轴轮系周转轮系周转轮系第61页掌握棘轮机构、槽轮机构工作特点、功用及适用场。掌握棘轮机构、槽轮机构工作特点、功用及适用场。掌握掌握不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、星轮机构工不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、星轮机构工 作特点、功用。作特点、功用。掌握万向联轴节、螺旋机构工作特点、功用及适用场所。掌握万向联轴节、螺旋机构工作特点、功用及适用场所。第第1212章章 其它惯用机构其它惯用机构掌握万向联轴节、螺旋机构工作原理、类型、特点、功用及掌握万向联轴节、螺旋机构工作原理、类型、特点、功用及适用场所，学会借助手册对其进行运动设计。适用场所，学会借助手册对其进行运动设计。第62页