機械設計期末復習(13無機材料)

1、2003萍鄉(xiāng)學院機電系萍鄉(xiāng)學院機電系2003w 1 1、教學目的及要求、教學目的及要求w 1) 1) 使學生了解本課程研究的對象、內使學生了解本課程研究的對象、內容及學習本課程的目的。容及學習本課程的目的。w 2) 2) 使學生了解機械原理的地位和任務，使學生了解機械原理的地位和任務，掌握學習方法。掌握學習方法。w 2 2、教學重點與難點、教學重點與難點w 1 1）本課程研究的對象和內容。）本課程研究的對象和內容。w 2 2）機器和機構的定義及兩者的區(qū)別）機器和機構的定義及兩者的區(qū)別 概概 論論2003一、機器、機構的概念一、機器、機構的概念 機器是一種人為實物組合的具有確定機械機器是一種人為

2、實物組合的具有確定機械運動的裝置，它用來完成有用功、轉換能量或運動的裝置，它用來完成有用功、轉換能量或處理信息處理信息, ,以代替或減輕人類的勞動。以代替或減輕人類的勞動。 機器的共有特征：機器的共有特征：實物組合體；實物組合體；各部各部分有確定的相對運動；分有確定的相對運動； 完成有用功或實現(xiàn)完成有用功或實現(xiàn)能量的轉換。能量的轉換。 機構是一個具有確定的機械運動的構件系機構是一個具有確定的機械運動的構件系統(tǒng)，或稱它是用來傳遞運動和動力的可動裝置。統(tǒng)，或稱它是用來傳遞運動和動力的可動裝置。2003 一臺典型的現(xiàn)代化機器是由四個部分組成的，即一臺典型的現(xiàn)代化機器是由四個部分組成的，即原動機、傳動

3、機構、執(zhí)行機構和控制系統(tǒng)原動機、傳動機構、執(zhí)行機構和控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代化機器的組成現(xiàn)代化機器的組成是是機械的動力源機械的動力源, , 機械依賴其驅動其他部機械依賴其驅動其他部分分, , 如電動機、如電動機、 內燃機等內燃機等能完成機械預期的動作，能完成機械預期的動作，是為實現(xiàn)某些作是為實現(xiàn)某些作業(yè)提供所需的機械動作業(yè)提供所需的機械動作, , 以完成一定的能以完成一定的能量轉換或做有用功的工作部件量轉換或做有用功的工作部件, , 如機床的如機床的主軸和刀架等主軸和刀架等. .是將是將動力和運動傳遞給執(zhí)行部分的中間裝動力和運動傳遞給執(zhí)行部分的中間裝置置, , 介于原動部分和執(zhí)行部分之間介于原動部分和執(zhí)

4、行部分之間, , 起橋起橋梁作用。梁作用。是是控制機械各組成部分運動的裝置控制機械各組成部分運動的裝置, , 它使它使操作者能隨時實現(xiàn)或終止機械的各種預定操作者能隨時實現(xiàn)或終止機械的各種預定功能。功能。 2003機構中獨立運動的物體稱為機構中獨立運動的物體稱為構件構件構件構件（運動的單元），（運動的單元），零件零件（制造的單元）（制造的單元）二、構件、零件的概念二、構件、零件的概念機器中獨立制造的物體稱為機器中獨立制造的物體稱為零件零件2003w 1 1、教學目的及要求、教學目的及要求w 1) 1) 明確機構結構分析的內容及目的。明確機構結構分析的內容及目的。w 2) 2) 弄清運動副、約束和

5、自由度等概念。弄清運動副、約束和自由度等概念。w 3) 3) 能計算平面機構的自由度，并判定其具有確能計算平面機構的自由度，并判定其具有確定運動的條件。定運動的條件。w 4) 4) 能正確地畫出其機構運動簡圖并計算其自由能正確地畫出其機構運動簡圖并計算其自由度。度。w 2 2、教學重點與難點、教學重點與難點w 1 1）機構運動簡圖的繪制。）機構運動簡圖的繪制。w 2 2）平面機構自由度的計算。）平面機構自由度的計算。第二章平面機構的運動簡圖及自由度第二章平面機構的運動簡圖及自由度2003運動副是兩構件直接接觸而構成的可動聯(lián)接運動副是兩構件直接接觸而構成的可動聯(lián)接一、運動副、運動鏈和機構一、運動

6、副、運動鏈和機構低副：面接觸（相對轉動或相對移動）。低副：面接觸（相對轉動或相對移動）。 高副：點或線接觸（沿接觸點切線方向相對移動，高副：點或線接觸（沿接觸點切線方向相對移動，繞接觸點的轉動）繞接觸點的轉動）運動鏈：若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系運動鏈：若干構件通過運動副聯(lián)接而成的可動系統(tǒng)。統(tǒng)。將運動鏈中的一個構件相對固定，運動鏈則成為機構。將運動鏈中的一個構件相對固定，運動鏈則成為機構。機構中構件的分類機構中構件的分類： 1 1、機架（描述運動的參考系或機構中固定不動的構件）、機架（描述運動的參考系或機構中固定不動的構件） 2 2、原動件（按外部給定運動規(guī)律運動的構件）、原動件（按外部

7、給定運動規(guī)律運動的構件） 3 3、從動件（隨原動件作確定的相對運動的構件）、從動件（隨原動件作確定的相對運動的構件）2003二、機構運動簡圖二、機構運動簡圖運動副的表示運動副的表示2003構件的表示方法構件的表示方法 桿、軸構件桿、軸構件固定構件固定構件同一構件同一構件20031. 1. 首先首先確定機構的原動件和執(zhí)行件確定機構的原動件和執(zhí)行件，然后，然后確定構確定構件間運動副的類型件間運動副的類型。2.2.為將機構運動簡圖表示清楚，恰當?shù)貫閷C構運動簡圖表示清楚，恰當?shù)剡x擇投影面選擇投影面。繪制機構運動簡圖要以正確、簡單、清晰為原則。繪制機構運動簡圖要以正確、簡單、清晰為原則。3.3.選擇適

8、當?shù)谋壤哌x擇適當?shù)谋壤?，根?jù)機構的運動尺寸，根據(jù)機構的運動尺寸定出各定出各運動副之間的相對位置運動副之間的相對位置，然后，然后用規(guī)定的符號畫出各類運用規(guī)定的符號畫出各類運動副動副，并將同一構件上的運動副符號，并將同一構件上的運動副符號用簡單線條連接用簡單線條連接起起來，這樣便可繪制出機構的運動簡圖。來，這樣便可繪制出機構的運動簡圖。ABllABABlABl/構件的圖示長度構件的實際長度20031 12 23 34 4ABC141223A14B12C2343 32 24 41 14作圖步驟：作圖步驟：1.1.分析結構和相對運動分析結構和相對運動2.2.選擇視圖平面和比例尺選擇視圖平面和比例尺

9、3.3.選擇原動件的一個位置選擇原動件的一個位置4.4.按表達方式作圖按表達方式作圖20031234120031234120032003ACB1232003機構的自由度機構的自由度 F=F=3 3 活動構件數(shù)活動構件數(shù) -2-2 低副數(shù)低副數(shù) -1-1 高副數(shù)高副數(shù)計算公式計算公式F F 3n 3n 2P 2PL L P PH H機構自由度的計算公式機構自由度的計算公式三、平面機構的自由度三、平面機構的自由度機構的自由度機構的自由度構件所具獨立運動的個數(shù)（確定構構件所具獨立運動的個數(shù)（確定構件位置所需獨立坐標數(shù)）。件位置所需獨立坐標數(shù)）。 平面低副（轉動副、移動副）約束數(shù)平面低副（轉動副、移動

10、副）約束數(shù) S = 2 平面高副（齒輪副、凸輪副）約束數(shù)平面高副（齒輪副、凸輪副）約束數(shù) S = 1。一個完全自由的平面運動構件。一個完全自由的平面運動構件具有三個具有三個自由自由度度2003F0，構件間無相對運動，不成為機構。，構件間無相對運動，不成為機構。F0原動件數(shù)原動件數(shù)=F，運動確定，運動確定原動件數(shù)原動件數(shù)F，機構破壞，機構破壞機構自由度：機構自由度：F F 3n 3n 2P2PL L P PH H2003復合鉸鏈復合鉸鏈 m m個構件個構件(m(m 3)3)在同一處構成在同一處構成共軸線的轉動副共軸線的轉動副m-1m-1個低副個低副復合鉸鏈復合鉸鏈523局部自由度局部自由度 機構

11、中某些構件所具有的局部運機構中某些構件所具有的局部運動，并不影響機構運動的自由度。動，并不影響機構運動的自由度。虛約束虛約束不產(chǎn)生實際約束效果的不產(chǎn)生實際約束效果的重復約束重復約束（1 1）兩構件間構成多個運動副）兩構件間構成多個運動副移動副導路移動副導路平行平行轉動副軸線轉動副軸線重合重合平面高副接觸點平面高副接觸點共法線共法線（2 2）軌跡重合）軌跡重合2003復合鉸鏈復合鉸鏈局部自由度局部自由度F F3n3n2P2PL LP PH H3 3 2 2 791 241235678虛約束虛約束例例 20037 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56

12、 6局部自由度局部自由度虛約束虛約束118263231;8;6HHLPPnFPPnL2003局部自由度復合鉸鏈虛約束n=8Pl=11Ph=1111128323HLPPnF例例 2003第三章第三章 平面連桿機構平面連桿機構 重點：重點： 1 1、平面四桿機構的基本型式及其演化型式；平面四桿機構的基本型式及其演化型式； 2 2、鉸鏈四桿中曲柄存在的條件；鉸鏈四桿中曲柄存在的條件； 3 3、平面四桿的工作特性（急回特性、傳力特、平面四桿的工作特性（急回特性、傳力特性、死點位置）。性、死點位置）。 4 4、用圖解法設計平面四桿機構（按急回特性、用圖解法設計平面四桿機構（按急回特性要求設計四桿機構）。

13、要求設計四桿機構）。20034AD123曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構4AD1234AD123BC4AD123BC雙搖桿機構雙搖桿機構一、平面四桿機構的基本型式及其演化型式一、平面四桿機構的基本型式及其演化型式基本型式基本型式雙曲柄機構雙曲柄機構2003w1 1：w 當當L Lmaxmax+L+Lminmin L( L(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和) )時時n最短桿是連架桿之一最短桿是連架桿之一 曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構n最短桿是機架最短桿是機架 雙曲柄機構雙曲柄機構n最短桿是連桿最短桿是連桿 雙搖桿機構雙搖桿機構w2 2：w 當當L Lmaxmax+L+Lminmin

14、L( L(其余兩桿長度之和其余兩桿長度之和) )時時w 雙搖桿機構雙搖桿機構ABCDabcd二、四桿機構存在曲柄條件二、四桿機構存在曲柄條件1、鉸鏈四桿機構有曲柄的條件、鉸鏈四桿機構有曲柄的條件2003ABCDabcd C2B2 B1C1 極位夾角極位夾角當機構從動件處于兩極限位置時，主當機構從動件處于兩極限位置時，主動件曲柄在兩相應位置所夾的銳角動件曲柄在兩相應位置所夾的銳角 。AC1=b-aAC2=b+a三、機構的急回特性三、機構的急回特性（1）曲柄搖桿機構的極位夾角：）曲柄搖桿機構的極位夾角：180180K11180KKWR度搖桿工作行程平均角速度搖桿空回行程平均角速Ku 行程速度變化系

15、數(shù)行程速度變化系數(shù) K2003AeB2B1C12C慢行程121 死點：機構運動時出現(xiàn)傳動角死點：機構運動時出現(xiàn)傳動角 =00 的位置。的位置。曲柄滑塊機構（曲柄滑塊機構（滑塊為主動件滑塊為主動件）2003基本要求基本要求: :w了解凸輪機構的類型及特點；了解凸輪機構的類型及特點；w掌握從動件常用運動規(guī)律的特點；掌握從動件常用運動規(guī)律的特點；w掌握凸輪機構基本尺寸確定的原則；掌握凸輪機構基本尺寸確定的原則；熟練掌握反轉法原理并進行凸輪機構設計。熟練掌握反轉法原理并進行凸輪機構設計。2003w一般凸輪機構的命名原則一般凸輪機構的命名原則:n布置形式布置形式+運動形式運動形式+從動件形狀從動件形狀+

16、凸輪形狀凸輪形狀對心對心直動直動尖尖頂從動件頂從動件盤盤形凸輪形凸輪機構機構偏置偏置直動直動滾滾子從動件子從動件盤盤形凸輪形凸輪機構機構擺擺動動平底從動平底從動件件盤形凸輪盤形凸輪機機構構2003A凸輪機構的運動過程凸輪機構的運動過程w從動件的運動規(guī)律是指從動件的位移、速度、加速度從動件的運動規(guī)律是指從動件的位移、速度、加速度等隨時間等隨時間t t或凸輪轉角或凸輪轉角 變化的規(guī)律變化的規(guī)律w基圓基圓( (以凸輪輪廓最小向徑所組成的圓以凸輪輪廓最小向徑所組成的圓) )，基圓半徑，基圓半徑r rb bw推程推程，推程運動角，推程運動角 0 0 w 遠休止遠休止，遠休止角，遠休止角 sw回程回程，回

17、程運動角，回程運動角 0 w近休止近休止，近休止角，近休止角 s w行程（升程）行程（升程），h hw運動線圖運動線圖: 從動件的位移、速度、加速度等從動件的位移、速度、加速度等隨時間隨時間t t或凸輪轉角或凸輪轉角 變化關系圖變化關系圖 0 s 0 srb 0推程推程 s遠休止遠休止 0回程回程 s近休止近休止ts0BCDhA20032、等加速等減速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律w運動線圖運動線圖w沖擊特性：沖擊特性：始點、末點剛性沖擊始點、末點剛性沖擊w適用場合：適用場合：低速輕載低速輕載1、等速運動規(guī)律、等速運動規(guī)律w運動線圖運動線圖w沖擊特性：沖擊特性：起、中、末點柔性沖擊起、中、末點

18、柔性沖擊w適用場合：中適用場合：中速輕載速輕載3、加速度按余弦運動規(guī)律變、加速度按余弦運動規(guī)律變化化w運動線圖運動線圖w沖擊特性：沖擊特性：加速度變化連續(xù)平緩加速度變化連續(xù)平緩.w 始、末點有柔性沖擊始、末點有柔性沖擊w適用場合：高速、中適用場合：高速、中速輕載速輕載2003對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構w已知：已知：rb，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動轉動w設計：設計：凸輪廓線凸輪廓線s0h1200600900902003s0h120060090090s 00v 0a 0h/2h/20/20/2hsddsrbtan/ 對心尖頂

19、直動max例題例題1 12003基本要求基本要求: :w了解齒廓嚙合基本定律，掌握漸開線的性質及漸了解齒廓嚙合基本定律，掌握漸開線的性質及漸開線齒廓的特點；開線齒廓的特點；w掌握漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何掌握漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及幾何尺寸計算；尺寸計算；w理解直齒輪正確嚙合條件、重合度。理解直齒輪正確嚙合條件、重合度。第五章第五章 齒輪傳動齒輪傳動2003w 齒廓嚙合基本定律齒廓嚙合基本定律: :互相嚙合的互相嚙合的一對齒輪，在任一位置時的傳動一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線被其嚙合點的比，都與其連心線被其嚙合點的公法線所分兩線段成反比公法線所分兩線段成反比

20、POPOi122112 KO1O212nnP12O1O2C212C1nnPK節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓節(jié)圓w定傳動比條件：定傳動比條件：P點為定點。即點為定點。即不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，不論兩齒輪輪廓在何位置接觸，過接觸點所作的兩齒廓公法線與過接觸點所作的兩齒廓公法線與連心線相交于定點連心線相交于定點Pw定點定點P節(jié)點節(jié)點w節(jié)圓節(jié)圓(d1,d2): 過節(jié)點所作的兩圓過節(jié)點所作的兩圓2003漸開線的性質漸開線的性質w當一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌跡當一直線在一圓周上作純滾動時，此直線上任一點的軌跡-該該圓的圓的漸開線漸開線w該圓稱該圓稱基圓基圓(r(rb b) )；該直線稱為；該直線稱為

21、發(fā)生線發(fā)生線w漸開漸開線線發(fā)生線發(fā)生線基圓基圓F向徑向徑壓力角壓力角 K K KK基圓半徑基圓半徑 rbvKrKrb展角展角w1) 發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長。發(fā)生線沿基圓滾過的長度等于基圓上被滾過的弧長。w2) 漸開線上任一點法線恒切于基圓漸開線上任一點法線恒切于基圓w3) 切點是漸開線上切點是漸開線上K點的曲率中心，點的曲率中心，KB為曲率半徑為曲率半徑; 越接近基圓，曲率越接近基圓，曲率半徑越小，反之越大半徑越小，反之越大w4) 基圓內無漸開線基圓內無漸開線w5) 漸開線的形狀決于基圓半徑漸開線的形狀決于基圓半徑BKBAOkrbrkkABKB 壓力角壓力角 k k為受力

22、方向與為受力方向與速度方向的所夾的銳角速度方向的所夾的銳角kbkrrOKOB cos20031.嚙合線為一直線嚙合線為一直線嚙合線嚙合線嚙合點嚙合點 (在固定平面上在固定平面上) 的軌跡線的軌跡線. 兩齒廓所有接觸點的公法線均重合兩齒廓所有接觸點的公法線均重合, 傳動時嚙合點沿兩基圓的內公切線移動。傳動時嚙合點沿兩基圓的內公切線移動。2 .傳動比恒傳動比恒定定P公法線不變公法線不變, 節(jié)點節(jié)點 P 為定點為定點.速比 為定值. i12 = = 12O1PO2P作用力方向恒定作用力方向恒定3. 中心可分離中心可分離性性i12 = = = 1 2O1PO2Prb1rb2i12 = = = 1 2O

23、1PO2Prb1rb2O1O2PPO1O2rb1rb2rb2rb1漸開線齒廓的嚙合特點漸開線齒廓的嚙合特點2003外齒輪外齒輪 齒輪基本尺寸的名稱和符號齒輪基本尺寸的名稱和符號：pnr齒頂圓齒頂圓 da、ra齒根圓齒根圓 df、rf齒厚齒厚 sk 任意圓上的弧長齒槽寬齒槽寬 ek 弧長齒距齒距 （周節(jié)）（周節(jié)） pk= sk +ek 同側齒廓弧長齒頂高齒頂高ha齒根高齒根高 hf齒全高齒全高 h= ha+hf齒寬齒寬 BhahfhrbOBprapb分度圓人為規(guī)定的計算基準圓分度圓人為規(guī)定的計算基準圓表示符號：表示符號： d、r、s、e，p= s+e法向齒距法向齒距 （周節(jié)）（周節(jié)） pnses

24、kek= pbrfpk此圓上具有標準的摸數(shù)和壓力角此圓上具有標準的摸數(shù)和壓力角基圓基圓 db、rb2003幾何尺寸計算幾何尺寸計算22mpes mzd mhhaa* mhzhddaaa)2(2* mChhaf)(* mchzhddaff*)22(2* cos ddb 2003w1、嚙合線、嚙合線w嚙合線嚙合線: 嚙合點的軌跡嚙合點的軌跡 N1N2w嚙合點的公法線：嚙合點的公法線：N1N2w二基圓內公切線：二基圓內公切線： N1N2w接觸接觸點正壓力方向：點正壓力方向：N1N2w基圓的內公切線基圓的內公切線N1N2為為(理論理論)嚙合線嚙合線w嚙合點均在嚙合線嚙合點均在嚙合線N1N2上上w2、嚙

25、合角、嚙合角wN1N2 線與線與VP 之間的夾角，之間的夾角，w即即節(jié)圓壓力角節(jié)圓壓力角。rb2O212N2O1rb1PN1KK四線合一四線合一嚙合線與嚙合角嚙合線與嚙合角2003一對齒輪的嚙合過程一對齒輪的嚙合過程w嚙合線嚙合線N1N2w理論嚙合線段理論嚙合線段： N1N2(嚙合極限點嚙合極限點) w開始嚙合時，主動輪的齒根與從動開始嚙合時，主動輪的齒根與從動輪的齒頂接觸，逐漸下移輪的齒頂接觸，逐漸下移w主動輪：主動輪：齒根齒根齒頂齒頂w從動輪：從動輪：齒頂齒頂齒根齒根w脫離嚙合時，主動輪齒頂與從動輪脫離嚙合時，主動輪齒頂與從動輪的齒根接觸的齒根接觸w開始嚙合點開始嚙合點：從動輪的齒頂圓與嚙

26、：從動輪的齒頂圓與嚙合線合線N1N2的交點的交點B2w終止嚙合點終止嚙合點：主動輪的齒頂圓與嚙：主動輪的齒頂圓與嚙合線合線N1N2的交點的交點B1w實際嚙合線段實際嚙合線段： B1B2w齒頂圓加大齒頂圓加大,B2、B1就趨近于就趨近于N1、N2w齒廓實際工作段齒廓實際工作段rb2O212N2O1rb1PN1ra1ra2B1B22003參數(shù)的比較參數(shù)的比較節(jié)節(jié) 圓圓( (嚙合參數(shù)嚙合參數(shù)) ) 分度圓分度圓( (幾何參數(shù)幾何參數(shù)) )嚙合角嚙合角( (嚙合參數(shù)嚙合參數(shù)) ) 壓力角壓力角( (幾何參數(shù)幾何參數(shù)) )節(jié)點：嚙合接觸點的公法線與連心線的交點節(jié)點：嚙合接觸點的公法線與連心線的交點節(jié)圓：

27、節(jié)圓：過節(jié)點的圓過節(jié)點的圓嚙合線：齒廓接觸點的軌跡嚙合線：齒廓接觸點的軌跡嚙合角嚙合角：節(jié)圓的公切線與嚙合線：節(jié)圓的公切線與嚙合線N1N2之間的夾角之間的夾角( (銳角銳角) )分度圓：齒輪上模數(shù)和壓力角均為標準值的圓分度圓：齒輪上模數(shù)和壓力角均為標準值的圓壓力角：齒輪齒廓上的法線與速度方向之間的夾角壓力角：齒輪齒廓上的法線與速度方向之間的夾角( (銳角銳角) )1ra1r1rf1rb1O1N1N22ra2r2rf2rb2O2=NrarrfrbO22003重合度和連續(xù)傳動條件重合度和連續(xù)傳動條件w工程要求工程要求: :齒輪有可能在嚙合齒輪有可能在嚙合線上兩點同時接觸線上兩點同時接觸w幾何條件幾

28、何條件: : B1B2 pb w重合度重合度: :O1O2 1 2pbN2N1B2B1Ka2ra2a1ra1 rb1rb2O1O2N2N1B1B2Pw連續(xù)傳動條件連續(xù)傳動條件: : 1 w重合度愈大，表明同時參與嚙重合度愈大，表明同時參與嚙合的輪齒對數(shù)愈多，傳動愈平合的輪齒對數(shù)愈多，傳動愈平穩(wěn)，每對輪齒所承受的載荷愈穩(wěn)，每對輪齒所承受的載荷愈小小bpBB/21 2003w（1）一對漸開線齒輪正確嚙合的條件）一對漸開線齒輪正確嚙合的條件w一對漸開線齒輪正確嚙合的條件是兩輪的模數(shù)和壓一對漸開線齒輪正確嚙合的條件是兩輪的模數(shù)和壓力角應分別相等。即力角應分別相等。即m1=m2=m ，1=2= w（2）

29、齒輪傳動的中心距及嚙合角）齒輪傳動的中心距及嚙合角w兩輪的標準中心距應等于兩輪分度圓半徑之和。兩輪的標準中心距應等于兩輪分度圓半徑之和。w一對標準齒輪按標準中心距安裝時，兩輪的節(jié)圓分一對標準齒輪按標準中心距安裝時，兩輪的節(jié)圓分別與其分度圓相重合，此時齒輪的節(jié)圓與其分度圓別與其分度圓相重合，此時齒輪的節(jié)圓與其分度圓大小相等。大小相等。w嚙合角：所謂齒輪傳動的嚙合角，是指兩輪傳動時嚙合角：所謂齒輪傳動的嚙合角，是指兩輪傳動時其節(jié)點其節(jié)點P的圓周速度方向與嚙合線的圓周速度方向與嚙合線N1N2之間所夾的之間所夾的銳角。通常以銳角。通常以表示。表示。w齒輪的中心距與嚙合角的關系式為：齒輪的中心距與嚙合角

30、的關系式為： acos= a cos m1cos1= m2cos22003w(3) 一對輪齒的嚙合過程及連續(xù)傳動條件一對輪齒的嚙合過程及連續(xù)傳動條件w嚙合過程：起始嚙合點，終了嚙合點，主從動輪的嚙嚙合過程：起始嚙合點，終了嚙合點，主從動輪的嚙合過程。合過程。w實際嚙合線段：兩齒頂圓與嚙合線交點間的長度實際嚙合線段：兩齒頂圓與嚙合線交點間的長度B1B2w理論嚙合線段：嚙合線是理論上可能達到的最長嚙合理論嚙合線段：嚙合線是理論上可能達到的最長嚙合線段，點線段，點N1、N2則稱為嚙合極限點。則稱為嚙合極限點。w齒輪連續(xù)傳動的條件為：齒輪連續(xù)傳動的條件為：w = B1B2 / Pb 1w一對齒輪傳動時

31、，其重合度的大小，實質上表明了同一對齒輪傳動時，其重合度的大小，實質上表明了同時參與嚙合的輪齒對數(shù)的平均值。增大齒輪傳動的重時參與嚙合的輪齒對數(shù)的平均值。增大齒輪傳動的重合度，意味著同時參與嚙合的輪齒對數(shù)增多，這對于合度，意味著同時參與嚙合的輪齒對數(shù)增多，這對于提高齒輪傳動的平穩(wěn)性，提高承載能力都有重要意義。提高齒輪傳動的平穩(wěn)性，提高承載能力都有重要意義。2003例：模數(shù)4mm,傳動比為3，中心距為144mm,求：兩輪齒數(shù)、分度圓半徑、齒頂圓半徑、齒根圓半徑、基圓半徑。72414422)(212121mazzzzma解：；5418723;332111121212zzzzzzzzimmmzrmm

32、mzr108213618421212211mmrmmmhrraaa112404362*11mmrmmmchrrfaf103314)25. 01 (36)(2*11mmrmmrrbb49.10183.3320cos36cos20112003基本要求基本要求: :w了解蝸桿傳動的組成和特點；了解蝸桿傳動的組成和特點；w了解蝸桿傳動的基本參數(shù)；了解蝸桿傳動的基本參數(shù)；w掌握蝸桿傳動的受力分析。掌握蝸桿傳動的受力分析。第六章第六章 蝸桿傳動蝸桿傳動2003蝸桿傳動的組成和特點蝸桿傳動的組成和特點u蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的，用于傳遞空間交錯兩軸蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的，用于傳遞空間交錯兩軸之間的

33、運動和動力。交錯角一般為之間的運動和動力。交錯角一般為90。傳動中一般蝸桿。傳動中一般蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。是主動件，蝸輪是從動件。20031傳動比大，一般傳動比大，一般 i =1080，最大可達，最大可達1000；2重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；4 蝸桿傳動的主要缺點蝸桿傳動的主要缺點齒面的相對滑動速度大，效率低；齒面的相對滑動速度大，效率低； 主要用于中小功率，間斷工作的場合。主要用于中小功率，間斷工作的場合。 廣泛用于機床、冶金、礦山及起重設備中。廣泛用于機床、冶金、礦山及起重設備中。一、蝸桿傳動的特點一、蝸桿傳動的特點：3結構緊湊，可實現(xiàn)反行程自鎖；結構

34、緊湊，可實現(xiàn)反行程自鎖；5. 蝸輪的造價較高。蝸輪的造價較高。蝸桿傳動的組成和特點蝸桿傳動的組成和特點2003圓柱蝸桿環(huán)面蝸桿 普通圓柱蝸桿（按刀具位置不同）阿基米德蝸桿漸開線蝸桿圓錐蝸桿蝸桿的類型蝸桿的類型2003u蝸桿分左旋和右旋。蝸桿分左旋和右旋。左左旋旋右右旋旋u蝸桿還有單頭和多頭之分。蝸桿還有單頭和多頭之分。2003圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)一、圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)一、圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù):1. 模數(shù)模數(shù)m和壓力角和壓力角主平面=1中間平面：通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面。2003v 由于蝸輪是用與蝸桿形狀相仿的滾刀，按范成原理切制輪齒，由于蝸輪是用與蝸桿形

35、狀相仿的滾刀，按范成原理切制輪齒，所以所以ZA蝸桿傳動中間平面內蝸輪與蝸桿的嚙合就相當于漸蝸桿傳動中間平面內蝸輪與蝸桿的嚙合就相當于漸開線齒輪與齒條的嚙合。開線齒輪與齒條的嚙合。中間平面中間平面：通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面。通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面。是是蝸桿的軸面蝸桿的軸面是是蝸輪的端面蝸輪的端面v 蝸桿、蝸輪的參數(shù)和尺寸大多在中間平面（主平面）內確定。蝸桿、蝸輪的參數(shù)和尺寸大多在中間平面（主平面）內確定。BLp主主平平面面圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)2003在主平面內，蝸輪蝸桿的傳動相當于齒輪齒條的嚙合傳動。u蝸輪蝸桿正確嚙合條件是：蝸輪蝸桿正確嚙合條件是：

36、蝸桿的軸面模數(shù)蝸桿的軸面模數(shù) mma a1 1和軸面壓力和軸面壓力角角 a a1 1應分別等于蝸輪的端面模數(shù)應分別等于蝸輪的端面模數(shù)mmt t2 2和端面壓力角和端面壓力角 t t2 2，即即 ma1 =mt2 =m a1=t2= 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)v 在兩軸交錯角為在兩軸交錯角為9090的蝸桿傳動中，蝸桿分度圓柱上的導程角的蝸桿傳動中，蝸桿分度圓柱上的導程角 應應與蝸輪分度圓上的螺旋角與蝸輪分度圓上的螺旋角 大小相等旋向相同大小相等旋向相同，即，即=2. 傳動比傳動比i、蝸桿頭數(shù)、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)和蝸輪齒數(shù)z2v 設蝸桿頭數(shù)為設蝸桿頭數(shù)為z1，蝸輪齒數(shù)為，蝸輪

37、齒數(shù)為z2，當蝸桿轉一周時，蝸輪轉過，當蝸桿轉一周時，蝸輪轉過 z1 個個齒齒( z1 / z2周周)。因此，其傳動比為。因此，其傳動比為 1221zznni12ddu3. 蝸桿直徑系數(shù)蝸桿直徑系數(shù)q和導程角和導程角mdq1是導出值是導出值d1 = q mz1m2003w 一、蝸桿傳動的失效形式及材料選擇一、蝸桿傳動的失效形式及材料選擇n1. 主要失效形式：主要失效形式：膠合、磨損、點蝕等。膠合、磨損、點蝕等。n 在潤滑良好的閉式傳動中，若不能及時散熱，膠在潤滑良好的閉式傳動中，若不能及時散熱，膠合是其主要的失效形式。在開式和潤滑密封不良的閉式傳合是其主要的失效形式。在開式和潤滑密封不良的閉式

38、傳動中，蝸輪輪齒的磨損尤其顯著。動中，蝸輪輪齒的磨損尤其顯著。圓柱蝸桿傳動的受力分析n2.常用材料常用材料由于蝸桿傳動的特點，由于蝸桿傳動的特點，蝸桿副的材料不僅要求有足夠的強度，蝸桿副的材料不僅要求有足夠的強度，更重要的是具有良好的減摩耐磨和抗膠合性能更重要的是具有良好的減摩耐磨和抗膠合性能。為此常采用。為此常采用青銅青銅作作蝸輪齒圈蝸輪齒圈，并與淬硬磨削的鋼制蝸桿相匹配。，并與淬硬磨削的鋼制蝸桿相匹配。蝸桿蝸桿的常用材料為的常用材料為碳鋼和合金鋼碳鋼和合金鋼。2003圓柱蝸桿傳動的受力分析n 蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒所蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪相似，輪齒所受法向力受

39、法向力Fn可分解為：徑向力可分解為：徑向力Fr、周向力、周向力Ft、軸向力、軸向力Fa。)712(tg)612(2)512(222122211121trrtaatFFFdTFFdTFF1. 力的大小力的大小u當兩軸交錯角為當兩軸交錯角為90時，各時，各力大小為：力大小為：n式中：式中：T2=T1i，為蝸桿傳動的效率。為蝸桿傳動的效率。2003n2.力的方向力的方向當蝸桿主動時，各力方向判斷如下：當蝸桿主動時，各力方向判斷如下：蝸桿上的圓周力蝸桿上的圓周力 Ft1的方向與蝸桿轉向相反。的方向與蝸桿轉向相反。蝸桿上的軸向力蝸桿上的軸向力 Fa1的方向可以根據(jù)蝸桿的螺旋線旋向的方向可以根據(jù)蝸桿的螺旋

40、線旋向和蝸桿轉向，用（左）右手定則判斷。和蝸桿轉向，用（左）右手定則判斷。蝸輪上的圓周力蝸輪上的圓周力 Ft2 的方向與蝸輪的轉向相同（與蝸桿的方向與蝸輪的轉向相同（與蝸桿上的軸向力上的軸向力 Fa1的方向相反）。的方向相反）。蝸輪上的軸向力蝸輪上的軸向力 Fa2 的方向與蝸桿上的圓周力的方向與蝸桿上的圓周力 Ft1的方的方向相反。向相反。蝸桿和蝸輪上的徑向力蝸桿和蝸輪上的徑向力 Fr1 、Fr2的方向分別指向各自的方向分別指向各自的軸心。的軸心。圓柱蝸桿傳動的受力分析2003主動輪（ 蝸桿） ：左旋用左手 右旋用右手 四指-方向 拇指-Fa1方向從動輪（ 蝸輪） ： Ft2與Fa1反向，由此

41、確定其轉向。2003例例1 1：標出各圖中未注明的蝸桿或蝸輪的轉動方向，繪出蝸：標出各圖中未注明的蝸桿或蝸輪的轉動方向，繪出蝸桿和蝸輪在嚙合點處的各分力的方向（均為蝸桿主動）。桿和蝸輪在嚙合點處的各分力的方向（均為蝸桿主動）。n112n221n2Ft2Fa1Ft1Fa2n1Ft2Fa1Ft1Fa22003基本要求基本要求: :w了解輪系的功用；了解輪系的功用；w掌握定軸輪系傳動比的計算。掌握定軸輪系傳動比的計算。第七章第七章 輪系輪系2003輪系：一對或多對齒輪相互嚙合組成的輪系：一對或多對齒輪相互嚙合組成的傳動系統(tǒng)。傳動系統(tǒng)。一、輪系的定義一、輪系的定義20031 1、定軸輪系、定軸輪系輪系運轉時，如果各齒輪軸線的位置都固定不動，輪系運轉時，如果各齒輪軸線的位置都固定不動，則稱之為則稱之為定軸輪系定軸輪系。2143二、輪系的類型二、輪系的類型2003定定 軸軸 輪輪 系系20032 2、周轉輪系、周轉輪系