常用機構(機械傳動)PPT

1、機械設計常用機構,一.機構組成,1-1.機構的概述,機器的主體是有一個或若干個機構組成，通過不同機構的組合來實現(xiàn)特定的機械運動。 機構是機器不可缺少的部分。,機構：用來傳遞運動和力且有一個構件為機架的用運動副聯(lián)接而成的構件系統(tǒng)。,機構,構件：運動單元體,運動副：構件間的可動聯(lián)接,常用的構件,常用運動副,常用運動副有：球面副、圓柱副、球銷副、移動副、轉(zhuǎn)動副、螺旋副。,轉(zhuǎn)動副,移動副,螺旋副,球面副,級副,級副,級副,級副,運動鏈：用運動副連接而成的相對可動的構件系統(tǒng)。 閉式鏈: 運動鏈的各構件構成首尾封閉的系統(tǒng)。 開式鏈: 運動鏈的各構件未構成首尾封閉的系統(tǒng)。,運動副中構件間的接觸形式有三種：點

2、、線、面。 自由度：一個構件相對另一個構件可能出現(xiàn)的獨立運動。一個自由構件在空間具有6個自由度。 約束：指通過運動副聯(lián)接的兩構件之間的某些相對獨立運動所受到的限制。 根據(jù)運動副對被聯(lián)接的兩構件相對運動約束的不同，可將運動副分為至級，如：引入一個約束的稱為級副。球面副為級副，圓柱副、球銷副為級副，移動副、轉(zhuǎn)動副、螺旋副為級副。 運動副的自由度=6-運動副所有的約束個數(shù),機構可動的運動學條件：輸入的獨立運動數(shù)目等于機構的自由度數(shù)。 機構的自由度的計算： F=6n-(5*P5+4*P4+3*P3+2*P2+P1) 但做平面運動的自由構件只有3個自由度，故平面機構自由度計算也可用以下公式： F=3n-

3、2P5-P4（n為機構的活動構件數(shù)） P1,P2,P3,P4,P5為 級副的個數(shù) 在自由度的計算中，要注意公共約束和虛約束對機構自由度的影響，去除多余的約束和局部自由度才能確定機構的自由度數(shù)目。,曲柄滑塊機構示意圖,機構運動簡圖：根據(jù)機構的運動尺寸, 按一定的比例定出各運動副的位置, 并用國標規(guī)定的簡單線條和符號代表構件和運動副，繪制出表示機構運動關系的簡明圖形。 機構的示意圖：指為了表明機構結構狀況, 不要求嚴格地按比例而繪制的簡圖。,常用機構運動簡圖,常用機構運動簡圖,常用傳動機構簡圖,1-2.機構設計的原則 原則：利用機構組成原理進行機構設計時，在滿足相同工作要求的條件下，機構的結構越簡

4、單、桿組的級別越低、構件數(shù)和運動副數(shù)越少越好。 合理的機構設計是機器平穩(wěn)實用的基礎。機器特定運動的實現(xiàn)，都是通過機構的協(xié)調(diào)運動來完成的。一部較復雜的機器一般是由很多常用機構組成的，如：連桿機構、輪系機構、凸輪機構、間隙機構和其它機構，它們之間的相互組合，為實現(xiàn)不同的運動方案提供了基礎 ，而這使機械設計更加豐富與更富有挑戰(zhàn)性，使設計更加趨向合理實用。,二.機械設計常用機構,2-1.連桿機構 2-2.齒輪機構 2-3.齒輪系機構 2-4.凸輪機構 2-5.其它機構,2-1.連桿機構,分類:,平面連桿機構,空間連桿機構,2-1-1.概述 連桿機構：由低副（轉(zhuǎn)動副、移動副、球面副、球銷副、圓柱副及螺旋

5、副等）將若干構件連接而成的，故又稱為低副機構。 常見應用：折疊傘、公共汽車開關門、折疊椅、開窗戶支撐、內(nèi)燃機、牛頭刨床、機械手爪等。,連桿機構的優(yōu)點： （1）采用低副，面接觸、承載大、便于潤滑、 不易磨損形狀簡單、易加工、容易獲得較高的制 造精度； （2）改變桿的相對長度，從動件運動規(guī)律不同； （3）連桿曲線豐富，可滿足不同要求。 連桿機構的缺點： （1） 構件和運動副多，累積誤差大，運動精 度和效率較低； （2）產(chǎn)生動載荷（慣性力），不適合高速； （3） 設計較復雜，難以實現(xiàn)精確的軌跡。,平面連桿機構能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動軌跡和運動規(guī)律，廣泛應用于各種機械于儀表中。 主要有：四桿機構、六桿 機構、

6、多桿機構等。 平面連桿機構的組成： 機架固定不動的構件； 連架桿與機架相聯(lián)的構件； 連桿連接兩連架桿且作 平面運動的構件； 曲柄作整周定軸回轉(zhuǎn)的構件； 搖桿作定軸擺動的構件。,平面四連桿機構的類型： 曲柄搖桿機構 特征：曲柄搖桿 作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復擺動。,雷達天線俯仰機構,攪拌機構,縫紉機踏板機構,雙曲柄機構 特征：兩個曲柄 作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人倩蜃兯倩剞D(zhuǎn)。,機車車輪聯(lián)動機構,慣性篩,雙搖桿機構 特征：無曲柄，有兩個搖桿 作用：一桿擺動可以影響另一桿的擺動幅度，實現(xiàn)特定運動軌跡。,起重機,汽車換向機構,其它平面連桿機構,曲柄滑塊機構,轉(zhuǎn)動導桿機構,曲柄搖塊機構,移動導

7、桿機構,平面連桿機構有曲柄的條件： 在鉸鏈四桿機構中，如果最短桿與最長桿之和小 于或等于其它兩桿長度之和，且 （1）以最短桿的相鄰構件為機架，則最短桿為曲柄； （2）以最短桿為機架，則兩連桿均為曲柄，該機構為 雙曲柄機構； （3）以最短桿對邊構件為機架，則無曲柄存在，該機 構為雙搖桿機構。 若四桿機構中，最短桿與最長桿之和大于其它兩 桿長度之和，則無論選哪一構件為機架，均無曲柄存 在，該機構只能雙搖桿機構。,平面連桿機構的壓力角與傳動角 壓力角：作用在從動件上的驅(qū)動力F與力作用點絕對速度之間所夾銳角。 傳動角（ ）：壓力角的余角 切向分力 Ft= Fcos = Fsin 法向分力 Fn=Fco

8、s Ft 對傳 動有利，常用的大小 來表示機構傳力性能的 好壞（越大越好）,平面連桿機構的急回特性 從動件作往復運動的平面連桿機構中，若從動件工作行程的平均速度小于回程的平均速度，則稱該機構具有急回特性。 (極位夾角):是搖桿處于兩 極限位置線所夾的銳角 K為行程速度變化系數(shù),即空 回行程和工作行程平均速度 的比值:,或,只要極位夾角 0 ， 就有 K1 ； 越大，K值越大，機構的急回性質(zhì)越明顯。,平面機構具有急回特性的條件: (1)原動件等角速整周轉(zhuǎn)動； (2)輸出件具有正、反行程的往復運動； (3)極位夾角0。 應用：節(jié)省回程時間，提高生產(chǎn)率,平面連桿機構的死點 對于曲柄搖桿機構，當搖桿為

9、主動件時，在連桿與曲柄兩次共線的位置，機構均不能運動。 機構的這種位置稱為“死點”（機構的死點位置） 在“死點”位置，機構的傳動角 0。 “死點”位置應用： 飛機起落架、鉆夾具等 “死點”位置的過渡： 依靠飛輪的慣性（如內(nèi)燃機、 縫紉機等）、兩組機構錯開 排列，如火車輪聯(lián)動機構。,“死點”位置的過渡,“死點”位置的應用,2-1-2.實用示例,顎式碎石機,曲柄AB帶動連桿BC和搖桿CD運動,固連在搖桿上的動顎將礦石壓碎。,鎖緊夾具,利用連桿2和連架桿3成一線，形成機構死點，來鎖緊工件5。,機車主動輪雙曲柄聯(lián)動機構,為了克服不穩(wěn)定狀態(tài)，除了采用慣性飛輪外，還采用了平行連接副加構件BE。,旋轉(zhuǎn)示水泵

10、雙曲柄機構,原動曲柄1通過連桿2帶動曲柄3做變速運動，從而使泵的體積發(fā)生變化，實現(xiàn)水泵的功能。,車門啟閉反四邊形機構,曲柄AB和曲柄CD同時轉(zhuǎn)動使固聯(lián)曲柄上的車門同時打開或關閉。,起重機的雙搖桿機構,ABCD組成的雙搖桿機構的運動可以使懸吊在E出的物體做平移運動。,上料機械手,通過連桿的上下運動，實現(xiàn)加緊與松開的動作。,手動抽水機中的定塊機構,3為固定的機架（定塊），通過手柄（1）的轉(zhuǎn)動使移動導桿（4）往復運動，實現(xiàn)抽水功能。,牛頭刨床擺動機構,曲柄BC轉(zhuǎn)動，帶動AD擺動，EF在AD的作用下做往復運動。,其它常用連桿機構應用,更多 動畫,2-1-3.連桿機構設計 連桿機構設計的基本問題: (1

11、) 實現(xiàn)預定的運動規(guī)律； (2) 實現(xiàn)預定的連桿位置（剛體導引問題） ； (3)實現(xiàn)預定的軌跡。 連桿機構設計的基本方法： (1) 圖解法，直觀、概念清楚、簡單易行，精度低； (2) 解析法，精度高、計算量大； (3) 實驗法，用于運動要求較復雜的設計或初步 設計。,用圖解法設計四連桿機構 圖解法設計時,可將連桿機構分為三類分別為:剛體引導機構設計、函數(shù)生成機構的設計和急回機構的設計。下面以急回機構為例，列出其詳細步驟： (1) 曲柄搖桿機構 已知：CD桿長，擺角及K，綜合此機構。 步驟如下：計算180(K-1)/(K+1); 任取一點D，作腰長為CD的等腰三角形，夾角為; 作C1FC1C2，

12、作C2F使C1C2F=90,兩線交于P;,作F C1C2的外接圓， A點必在此圓上。 選定A，連接AC1和AC2有a（曲柄），b(連桿）：,(2) 曲柄滑塊機構 已知 K，滑塊行程 H，偏距e，設計此機構 。,a,b,計算 180(K-1)/(K+1)； 作C1 C2 H ； 作射線C2M， 使C1C2M=90， 作射線C1N垂直于C1C2 兩條射線交于P點 ； 以C2P為直徑作圓； 作與C1 C2平行且偏距為 e的直線，交圓于A或A，即為所求。,a,b,解析法平面連桿設計 解析法連桿機構設計可分為四類問題: 1、按預定的兩連架桿對應位置設計 2、按期望函數(shù)設計 3、按預定的連桿位置設計四連桿

13、機構 4、軌跡生成機構的設計,但解析法平面連桿機構設計的步驟一般如下： （1）選定精確點，或者由設計問題本身給定 精確點; （2）根據(jù)設計的問題對每一個精確點列出一 個方程，使得對于每一個精確點上的自變量x, 設計機構實際實現(xiàn)的函數(shù)值都等于預期給定的 函數(shù)值,f(x)=F(x), F(x)中包含了所以的待求的設 計參數(shù); （3）在計算機上解方程,求出變量值,實驗法連桿機構設計 當原動件AB繞固定鉸鏈A轉(zhuǎn)動時，連桿平 面上的點各自描繪出不同形狀的軌跡，稱之為連桿曲線。連桿曲線的形狀和大小由各構件的絕對尺寸和軌跡點在連桿平面上的位置這兩個條件來決定。,用實驗法綜合給定軌跡的連桿機構時，所要實現(xiàn)的軌

14、跡（如圖中M點的軌跡）是已知的，要求設計出的連桿機構（如鉸鏈四桿機構）能使連桿上的某點（如M點）沿著給定的軌跡運動，即能復演軌跡。 一般可先初選曲柄 長度和曲柄固定鉸鏈與 已知軌跡的相對位置， 然后在連桿平面上選取 若干點（如圖中M、C、 C、C”等）。當令M點,沿已知軌跡運動時，連桿平面上的其余各點便畫出不同軌跡。找出軌跡最接近圓弧的點（如圖中C點）作為連桿上的另一個活動鉸鏈，則可得到能滿足要求的鉸鏈四桿機構。 若在連桿平面上找不出軌跡最接近圓弧的點，應改變初選參數(shù)重新演試，直到得出滿意的解為止。,二、齒輪機構 2-1.概述,齒輪機構傳遞的運動平穩(wěn)可靠，且承載能力大、效率高、結構緊湊，使用壽

15、命長是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種傳動機構。 應用： （1）傳遞任意兩軸之間的運動和動力 （2）變換運動方式 （3）變速,優(yōu)點： （1）瞬時傳動比恒定 （2）適用的載荷和速度范圍廣 （3）結構緊湊 （4）傳動效率高，= 0.94 0.99 （5）工作可靠和壽命長 缺點： （1）對制造和安裝精度要求較高，成本高 （2）精度時 噪聲和振動 （3）不宜用于中心距較大的傳動,齒輪機構的分類 1.平面齒輪機構 用于傳遞兩平行軸之間的運 動和動力。 * 根據(jù)輪齒的排列位置可分為：內(nèi)齒輪、外齒輪和 齒條；,* 根據(jù)輪齒的方向可分為：直齒輪、斜齒輪和人字齒 輪。,人字齒輪,2.空間齒輪機構 用于傳遞空間兩相交軸

16、或兩交錯軸間的運動和動力。 * 傳遞兩相交軸間的運動 錐齒輪傳動； 按照輪齒在圓錐體上的排列方向有直齒和曲線齒 兩種。,* 傳遞兩交錯軸間的運動： 蝸桿機構，交錯軸斜齒輪機構。,* 常用的齒輪機構是定傳動比機構，但也有傳動比 非定值的齒輪機構，常稱之為非圓齒輪機構。,齒輪各部分名稱與符號 （1）齒數(shù) z （2）齒頂圓 da (ra) （3） 齒根圓 df (rf) （4）基圓 db (rb) （5）齒厚 s （6）齒槽寬 e （7）齒距 p （8）分度圓 d (r) 度量基準圓 （9）齒頂高 ha （10）齒根高 hf df=d-2hf da=d+2ha,基本參數(shù) （1）. 模數(shù) m 分度圓周

17、長 d = zp 模數(shù) 標準化 d = mz 顯然 ：m 尺寸 強度 （2）. 壓力角 基圓： 國標規(guī)定 = 20（也有用45、15） 分度圓 （ r） 具有標準模數(shù)和標準壓力角的圓,基本參數(shù) （3）. 齒數(shù) z d = m z db=d cos =mz cos m、 一定，z rb 漸開線形狀，z 齒條 （4）. 齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù) ha= ha*m hf= (ha*+c*)m h= (2ha*+c*)m ha* 、c* 標準化 正常齒： ha* =1 、c*=0.25 短 齒： ha* =0.8 、c*=0.25,幾何尺寸 （1）、標準齒輪 m、ha* 、c*均為標準值，且s = e =

18、 p/2 的齒輪 2）、標準齒輪正確安裝兩分度圓相切，與節(jié)圓重合 r = r ， = （3）、標準中心距:,齒輪的安裝 當一對標準齒輪按標準中心距（兩輪分度圓相切 ）安裝 時，稱為標準安裝。,非標準安裝時，兩 齒輪分度圓不再相切， 節(jié)圓大于分度 圓；兩 基圓相對分離，嚙合 角因此不再等于分度 圓壓力角而加大；同 時，頂隙大于標準值， 而且出現(xiàn)側隙。,常用機械重合度取值,齒輪連續(xù)傳動的條件： 為保證齒輪能連續(xù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)重合度 =(B1B2 / Pb) 1。 =1，表示齒輪在嚙合過程中，始終只有一對齒輪參與嚙合； 1，表示齒輪嚙合過程中，始終大于一對齒輪參與嚙合。 1，齒輪不能連續(xù)運轉(zhuǎn)。,由于刀具的

19、限制，這種加工方法在理論上 即存在誤差。,盤狀銑刀,指狀銑刀,齒輪的加工方法 （1）仿形法,（2）展成法,1）.切制原理 在一對齒輪作無側隙嚙合傳動時有四個基本要素：一對齒廓（幾何要素）和兩輪的角速度,已知兩個運動要素和一個幾何要素，求出（產(chǎn)生）另一個幾何要素的方法即為展成法，也叫范成法或包絡法。是利用“一對輪齒作無側隙嚙合傳動時齒廓互為包絡線”的道理來工作的。,2）.用展成法加工齒輪 常用刀具有齒輪型刀具和齒條型刀具，包括： * 齒輪插刀刀具和輪坯間有展成、切削、進給 和讓刀四種相對運動。,* 齒條插刀刀具沿輪坯切向移動，且要增加 沿該方向的往復運動；否則，刀具的齒數(shù)要無窮多。刀具和輪坯間的

20、其他相對運動與使用齒輪插刀相同。,* 齒輪滾刀屬于齒條型刀具。,加工時，滾刀的軸線與輪坯的端面應有一個等于滾刀螺旋升角的夾角，以便切制出直齒輪。,* 齒輪滾刀 滾刀在輪坯端面內(nèi)的投影相當于一個齒條，即在輪坯端面內(nèi)，滾刀和輪坯的運動相當于一對齒輪齒條的嚙合。,由于切削運動連續(xù)，因此生產(chǎn)率高 。而且，只要m、相同，無論被加工齒輪的齒數(shù)是多 少，都可用同一把刀具加工。,齒輪的根切用展成法加工齒輪時，有可能發(fā)齒 根部分已加工好的漸開線齒廓又被切掉一塊的情況，稱為“根切”。 根切的后果： 削弱輪齒的抗彎強度； 使重合度下降。 原因：加工的齒輪齒數(shù)過少時， 刀具的齒頂線 超過了理論嚙合極限點N。 避免根切

21、：直齒齒數(shù)最少為17、斜齒齒數(shù)最少為14 根切現(xiàn)象是在展成法加工齒輪時發(fā)生的，使用 齒條型刀具比用齒輪型刀具更易產(chǎn)生根切。,變位齒輪 * 通過改變刀具和輪坯的相對位置切制齒輪的方法 稱為變位修正法，切制出的齒輪稱為變位齒輪。 * 刀具遠離輪坯中心為正變位， 刀具趨近輪坯中心為負變位。 * 刀具的移動量用x m來表示， 稱x為變位系數(shù)。 * 規(guī)定：正變位時，x 為正值； 負變位時，x 為負值。 x=0時,無變位,加工的齒輪為 標準齒輪。,變位齒輪 相對于標準齒輪而言，變位齒輪的分度圓沒變，分度圓上的模數(shù)和壓力角也保持不變。 正變位齒輪，分度圓上齒厚增大，齒槽寬減小,齒根高減小，齒頂高增大;負變位

22、齒輪則相反。 正變位齒輪，齒根齒廓的曲率半徑及齒厚均增大 強度提高；齒頂厚減小，齒頂變尖。負變位則相反 正確嚙合條件：兩變位齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等。 連續(xù)傳動條件：重合度 。,變位齒輪的特點 1）正傳動的優(yōu)點較多，變位系數(shù)的選擇范圍較大， 其綜合傳動質(zhì)量較好。 2）在標準中心距的情況下，也可以采用等移距變位 用變位齒輪替代標準齒輪傳動，以改善傳動質(zhì)量。 3）負傳動的缺點較多，一般只用來配湊中心距 4）對單個齒輪而言，其正變位使強度提高，負變位 相反。小齒輪一般多采用正變位。 5）變位齒輪傳動的共同缺點：互換性差，必須成對 使用。,蝸桿傳動的類型介紹,圓柱蝸桿 設計、制造簡單 常用 環(huán)面蝸桿

23、、圓錐蝸桿 嚙合性能好，承載能力、效率高，但設計、制造復雜 少用,蝸桿傳動及其特點 1. 傳動平穩(wěn)，沖擊、振動、噪聲（類似具有連續(xù) 齒的螺旋傳動） 2. 結構緊湊、獲得較大的單級傳動比 減速時： 5 i12 70，常用15 i12 50 分度機構 ：可達 i12= 1000 增速時： i12 =1/5 1/15 3. 1 V 時 自鎖 4. vs 磨損 、發(fā)熱 、效率 5. 傳遞的功率小 50 kW 6. 成本 蝸輪材料貴重,內(nèi)燃機中齒輪的應用,2-2-2 實用示例,車床傳動機構,車床主軸傳動系統(tǒng),車床溜板箱換向機構,齒輪變速機構,直齒,人字形齒輪,非圓齒輪,更多動畫,2-2-3.齒輪機構設計

24、 設計任務： 根據(jù)齒輪傳動的工作條件和要求、輸入軸 的轉(zhuǎn)速和功率、齒數(shù)比、原動機和工作機的工作特性、齒輪工況、工作壽命、外形尺寸等要求，確定：齒輪材料和熱處理方式、主要參數(shù)、結構形式及尺寸、精度等級及其檢驗公差。 設計過程： （）設計時，所以參量均為未知，要現(xiàn)假設預選，預選內(nèi)容：齒輪材料、熱處理方式、精度等級和主要參數(shù)（Z1、Z2、等)；,（）根據(jù)強度條件初步算出齒輪的分度圓直徑或模數(shù)，并進一步計算出齒輪的主要幾何尺寸，以次為基礎，選出能滿足強度條件的可行方案； （）評測上述方案，從中選擇最優(yōu)方案作為設計參數(shù)的最終方案。 設計步驟： （1）要求分析 使用條件分析 主要對齒輪傳動條件：傳動功率、

25、主動輪轉(zhuǎn)速、齒數(shù)比、轉(zhuǎn)矩、圓周速度等基本參數(shù)進行計算。,（2）設計任務 確定一種能滿足功能要求和設計約束的較好的設計方案包括： 一組基本參數(shù)：m、z1、z2等 主要幾何尺寸d1、d2、a 1）選擇齒輪的材料和熱處理方式 2）確定需用應力 a.確定極限應力 b.計算應力循環(huán)次數(shù)，確定壽命系數(shù) c.計算許用應力,（）初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸 1）選擇齒輪的類型 2）選擇齒輪的精度等級 3）初選參數(shù) 4）初步計算齒輪的尺寸 5）驗算齒輪的彎曲強度條件 （4）確定可行方案和較優(yōu)方案 （5）結構設計和零件圖繪制 具體設計實例：機械設計，鐘毅芳，華中科技大學出版社，2001。 P60,2-3.輪系

26、機構,輪系,定軸輪系,周轉(zhuǎn)輪系,復合輪系,行星輪系，差動輪系,2K-H型,3K型,K-H-V型,定軸輪系+周轉(zhuǎn)輪系,周轉(zhuǎn)輪系+周轉(zhuǎn)輪系,2-3-1.概述 輪系：由一系列互相嚙合的齒輪組成的傳動機構，用于原動機和執(zhí)行機構之間的運動和動力傳遞。,特點： 1. 實現(xiàn)大傳動比傳動 2. 實現(xiàn)相距較遠兩軸之間的傳動 3. 實現(xiàn)變速與換向傳動 4. 實現(xiàn)分路傳動 5. 實現(xiàn)結構緊湊且重量較小的大功率傳動 6. 實現(xiàn)運動的合成與分解 7. 實現(xiàn)復雜的軌跡運動和剛體導引,定軸輪系：當輪系運轉(zhuǎn)時，所有齒輪的幾何軸線相對于機架的位置均固定不變,周轉(zhuǎn)輪系: 當輪系運轉(zhuǎn)時，至少有一個齒輪的幾何軸線相對于基架的位置不固

27、定，而是繞某一固定軸線回轉(zhuǎn),2 行星輪 H 系桿 1 中心輪 3 中心輪,基本構件,根據(jù)輪系所具有的自由度不同，周轉(zhuǎn)輪系又可分為：差動輪系和行星輪系,差動輪系：F=2,計算圖b)所示機構自由度,圖中齒輪3固定,行星輪系：F=1,計算圖a)所示輪系自由度：,2K-H型,根據(jù)基本構件的特點，輪系可分為： 2KH 型，3K型， K-H-V型（K為中心輪、H為系桿、V為輸出軸),3K型,系桿H只起支撐行星輪使其與中心輪保持嚙合的作用，不作為輸出或輸入構件。,復合輪系:由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系、或幾部分周轉(zhuǎn)輪系組成的復雜輪系各周轉(zhuǎn)輪系相互獨立不共用一個系桿。,定軸輪系 +,周轉(zhuǎn)輪系,周轉(zhuǎn)輪系 + 周轉(zhuǎn)輪系,

28、轉(zhuǎn)向： 1、所有齒輪軸線都平行的情況用 法（m為外嚙合齒輪的對數(shù)） 2、輸入、輸出輪的軸線相互平行 畫箭頭方法確定，可在傳動比大小前加正或負號 3、輸入、輸出齒輪的軸線不平行 畫箭頭方法確定，且不能在傳動比大小前加正或負號,大?。?定軸輪系的傳動比計算,1 1,2 2,3 3,H H,構件 原角速度 轉(zhuǎn)化后的角速度,H11H,H22H,H33H,HHHH0,周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算 周轉(zhuǎn)輪系 定軸輪系 系桿 機架反轉(zhuǎn)法：將整個輪系加一個公共角速度（ H） 轉(zhuǎn)化機構（定軸） 轉(zhuǎn)化前后各構件的轉(zhuǎn)速：,周轉(zhuǎn)輪系傳動比=,上式“”說明在轉(zhuǎn)化輪系中H1 與H3 方向相反。,周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)動比的一般計算公式:,式中

29、m、n、H分別兩個太陽輪和行星架,當架n = 0 時，上式可改寫為：,注意:上述計算公式適用于行星輪系m、n平行的構件,復合輪系傳動比計算 1) 首先將各個基本輪系正確地區(qū)分開來； 2) 分別列出計算各基本輪系傳動比的方程式； 3) 找出各基本輪系之間的聯(lián)系； 4) 將各基本輪系傳動比方程式聯(lián)立求解，即可求 得混合輪系的傳動比。,2-3-2.實用示例,行星輪機構,周轉(zhuǎn)輪系,周轉(zhuǎn)輪系,復合輪系,擺線針輪行星輪系,車床傳動機構,車床溜板箱換向機構,輪系傳輸機構,汽車差速器機構,諧波齒輪,更多動畫,2-3-3.輪系機構設計,2K-H行星齒輪系是一種共軸式輪系, 這種輪系的各齒數(shù)應滿足以下兩個條件:

30、(1).實現(xiàn)給定的轉(zhuǎn)動比(傳動比條件); (2).兩中心輪及轉(zhuǎn)臂的軸線重合(同心條件)。 在生產(chǎn)實際中，為了使行星輪系中的慣性力相互平衡，減輕輪齒上的載荷，減小中心輪的 軸承上的作用力，一般采用多個行星輪的對稱結構，而這也需要滿足以下條件： （1）轉(zhuǎn)臂上的所以行星輪能嚴格均勻的轉(zhuǎn)入兩個中心輪之間（裝配條件）：,其中,且,以上即單排2K-H行星輪系應滿足的傳動條件。,當,（2）相鄰的兩行星輪的齒頂不能相碰（足鄰條件）。 設計步驟（2K-H行星輪系）： 1)傳動比條件,有：,由此可得：,上式即為單排2K-H行星輪系所要求滿足的同心條件。,2）同心條件 行星輪系要求兩中心輪及轉(zhuǎn)臂重合,所以,由于中心

31、輪3是固定不動的，若K為整數(shù)時,則在位置a必然又出現(xiàn)開始裝第一個行星輪時的狀態(tài)，于是可在位置a裝入第二個行星輪，余此類推，直至N個行星輪裝完。這就是單排2K-H行星輪系滿足的轉(zhuǎn)配條件。,3）裝配條件 行星輪系中裝有多個均布的行星輪，并要求所以這些行星輪均布于兩個中心輪之間。,即,由此可得單排2K-H行星輪系應當滿足的鄰接條件為：,4）鄰接條件 行星輪的個數(shù)N越多，其承載越大，但時行星輪個數(shù)N又極值，其原則為相鄰的兩行星輪不能相碰。則不相碰的條件為：,2-4.凸輪機構,2-4-1.概述 凸輪機構：是一種高副機構。廣泛應用于各種機械，尤其是自動機械中。 凸輪機構組成: 凸輪、從動件、機架。 凸輪：

32、具有特定曲線輪廓或溝槽的構件，通常 在機構運動中作主動件。 從動件：與凸輪接觸并被直接推動的構件。 機架：支撐凸輪和從動件的構件。,從動件形式,凸輪機構的分類 1) 按凸輪的形狀 圓柱凸輪、盤形凸輪（移動凸輪） 2) 按從動件的運動形式 擺動從動件、移動從動件,3) 按從動件的形式 尖底從動件、平底從動件、 滾子從動件,盤形槽凸輪機構,4) 按凸輪與從動件的鎖合形式 力鎖合型、幾 何（形）鎖合型,凸輪機構的特點 1）結構簡單； 2）運動可靠； 3）只要有確定的適當?shù)耐馆嗇喞€，就可以使 從動件實現(xiàn)比較復雜的運動規(guī)律； 4）凸輪機構是高副機構，接觸應力大、磨損大， 多用來實現(xiàn)較小載荷的運動控制

33、或運動補償。,這種自動送料凸輪機構，能夠完成輸送毛坯到達預期位置的功能，但對毛坯在移動過程中的運動沒有特殊的要求。,自動送料凸輪 1-圓柱凸輪 2-直動從動件 3-毛坯,凸輪機構的應用 1）實現(xiàn)預期的位置要求,2）實現(xiàn)預期的運動規(guī)律要求,這種凸輪在運動中能推動擺動從動件2實現(xiàn)均勻纏繞線繩的運動學要求。,繞線機凸輪 1-凸輪 2-擺動從動件 3-線軸,3）實現(xiàn)運動和動力特性要求,1-凸輪 2-氣閥 3-內(nèi)燃機殼體,這種凸輪機構能夠?qū)崿F(xiàn)氣閥的運動學要求，并且具有良好的動力學特性。,基圓 ：以凸輪最小矢徑 r0 為半徑所作的圓 r0 基圓半徑 A點起始、 轉(zhuǎn)動 接觸點： A B 推程、推程角 0 、

34、行程 h B C 遠休程、遠休 止角 01 C D 回程、 回程角 0 D A 近休程、近休止角 02 0 + 01 + 0+ 02 = 2,2-4-2.實用示例,繞線機凸輪,裝夾機構,裝夾機構,氣門控制機構,換檔機構,其它凸輪機構,更多 動畫,2-4-3.凸輪機構設計 （1） 凸輪廓線設計的基本原理反轉(zhuǎn)法 （2） 用作圖法設計凸輪廓線,步驟：工作要求 運動規(guī)律位移曲線 + 其它條件 設計凸輪廓線,反轉(zhuǎn)法： 假定凸輪不動，使推桿反轉(zhuǎn)并在道路中作預期的運動，則尖底的軌跡 凸輪廓線。,1)設計原理： 起始位置，凸輪與從動件A點接觸， 凸輪以1逆時針轉(zhuǎn)過 B 接觸 從動件上升 s A A 將整個機構沿 - 1轉(zhuǎn)過 角 凸輪未動，從動、導路反轉(zhuǎn)， 運動規(guī)律不變。,2)用作圖法設計凸輪廓線 （一）直動尖低推桿盤形凸輪 機構 1、對心凸輪機構 已知：s2 = s2 （ ）、r0 、 1（ 逆時針） 設計凸輪廓線 步驟： （1）作位移線圖s2 -，且等 分1 、 3(或列表計算),2,4,（2）作基圓，取起始點B0 （3）沿 -1分基圓為1 、 2、3 、4且等分 1 、 3 （4）量取相應位移量 （5）光滑連接B0 、 B1 、B2 B0 凸輪廓線。,2、篇置凸輪機構