搜索
绪论机器：实现某种预期要求的机械传动装置，可以传动和转换能量。机构：各部分之间具有相对运动的装置，传递运动和动力。构件是机械的运动单元，零件是制造单元机器和机构的区别在于机器可以用来做有用的机械功或转换和传递机械能，而机构不具备上述特征机构仅仅起着运动传递和运动形式的转换作用。机构的结构分析运动副：每两个构件直接接触所形成的可动联接自由度：构件所具有的独立运动的数目高副：两构件之间以线接触或者点接触的运动副低副：两构件之间以面接触的运动副自由度：F=3n-(2*低副+高副)n为机构活动件数目机构具有确定运动条件：原动件数目等于机构自由度任何机构都可以看成由若干基本杆组、机架、原动件组成，基本杆组自由度为0组成机构的要素：构件和运动副机构要能运功自由度必须大于等于1若原动件数目小于自由度则构件间运动不能确定，若原动件数目大于自由度构件之间不能运动或者产生破坏。平面机构的运动分析瞬心：相对运动的两刚体上瞬时速度为零的重合点。速度瞬心数目：K=N*（N-1）/2其中绝对瞬心数目：N-1速度瞬心是做平面相对运动的两构件上的瞬时等速重合点确定瞬心方法：三心定理三心定理：做平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心在同一直线上。绝对瞬心：两构件上绝对速度为零的等速重合点。相对瞬心：两构件上绝对速度不为零而相对速度为零的等速重合点。哥式加速度：相对运动为移动，牵连运动为转动时，两构件的重合点存在哥式加速度。平面机构的力分析、机械的效率和自锁移动副自锁条件是驱动力作用在摩擦角之内，转动副的自锁条件为驱动力作用在摩擦圆之内，从效率的观点出发，机械自锁的条件是机械效率小于或等于零。螺旋副的自锁条件为α≤φ压力角：在不考虑摩擦的情况下，作用在从动件上的驱动力F与该力作用点绝对速度V之间的夹角。质量代换法：1.代换前后构件的质量不变，2.代换前后构件的质心不变，3.代换前后构件对质心的转动惯量不变。机械出现自锁是由于机械效率小于零对于反行程自锁的的机构，其正行程的的机械效率一般小于50%压力角越大，机械效率越低并联机组的总效率与各个机器的效率和所传递功率有关螺旋副自锁条件为螺纹升角小于摩擦角串联机器的数目越多机组的总效率越低，机器并联后，机组的总效率不仅与各机器的效率有关，还与各机器输入功率有关机器发生自锁是由于其反行程效率效率不大于零机械平衡静平衡（D/b）≥5：分布于转子上的各个偏心质量的离惯性力的合力为零或质径积的向量和为零。静不平衡的转子需加平衡质量的数目最少为1。动平衡（D/b）＜5：当转子转动时，转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩均为零。动不平衡的转子需加平衡质量的数目最少为2。达到动平衡的转子一定静平衡。机械平衡研究的内容是惯性力系间的平衡。质径积是指转子的偏心质量与回转矢径的乘积；残余不平衡质径积向相同，但质量不同的转子，质量大的转子平衡精度高。当整个机构的惯性力得到平衡后，在机构的机架上将检测不到惯性力引起的振动。达到静平衡的刚性回转体，其质心一定位于回转轴线上。机械的运转及其速度波动的调节机械的运转过程：1.启动阶段2.稳定运转阶段3.停车阶段机械的速度波动分为周期性速度波动和非周期性速度波动常用的系统速度波动调节方法：安装飞轮（周期性）和安装调速装置调速器（非周期性）在周期性速度波动中，一个周期内机械的盈亏功累计值为零机械运转出现周期性速度波动的原因是驱动力做功和阻力做功不能瞬时相等若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应该安装在高速轴上机器在安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时小安装飞轮的目的是调速和闯过死点在建立单自由度的机械系统的等效动力学模型时，确定等效构件的等效转动惯量大小的原则是具有等效转动惯量J的等效构件的动能与原机械系统的动能相同，确定等等效构件上作用的等效力矩的原则是作用于等效构件上的等效力矩M的瞬时功率等于作用在原机械系统上的所有外力在同一瞬时的功率和，机械系统的等效运动学方程为dW=dE在建立机械的等效动力学模型时，按功率相等的原则来计算等效力矩，按动能相等的原则来计算等效转动惯量当系统出现盈亏功时，其运动速度加快，飞轮将储存能量平面连杆机构及其设计平面四杆机构的类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，当取与最短杆相邻的杆为机架时，为曲柄摇杆机构，当取最短杆为机架时，为双曲柄机构，取最短杆为连杆，为双摇杆机构为提高机构的传动性能，应该增大传动角汽车发动机中的曲柄滑块机构原动件为滑块死点出现在连杆与从动杆成一线处（压力角90度，传动角0度）平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角的大小平面四杆机构行程速度变化系数是指从动杆反、正行程平均速度的比值杆长条件：（最短杆+最长杆）其余两杆长度之和极位夹角：θ=180*（K-1）/（K+1）急回特性：曲柄摇杆机构中，曲柄虽作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度，这种性质称为机构的急回特性作用：缩短非工作行程时间，提高效率凸轮机构及其设计凸轮按从动件分类：尖端从动件、曲面从动件、滚子从动件、平底从动件。从动件运动规律：1.等速运动-----刚性冲击，适用于低速重载2.等加速等减速运动----柔性冲击，适用于中速轻载3.简谐运动（余弦运动）----无刚性但有柔性冲击，适用于中高速重载4.摆线运动（正弦运动）----无刚性也柔性冲击，适用于高速轻载场合5.五次多项式运动----无刚性也柔性冲击，适用于高速中载发现轮廓线有变尖的现象，改进措施有加大基圆半径或减小滚子半径在校核压力角时，发现压力角过大，改进措施为加大基圆半径或从动件采用合理偏置。为避免凸轮机构发生自锁现象，在设计时应使最大压力角满足αmax[α][α]为许用压力角，且在满足上述条件下应选取尽可能小的基圆半径改变滚子半径则凸轮的最大升程不变，运动规律、基圆大小和行程最大压力角都将发生变化压力角随着基圆增大而减小绘制凸轮利用反转法滚子半径必须小于外凸轮里轮廓线的最小曲率半径，当大于曲率半径时会发生运动失真现象滚子从动凸轮的理论廓线和实际廓线为两条法向等距的曲线，且形状相似曲率半径相差滚子半径凸轮机构可以任意拟定从动件的运动规律凸轮压力角：在不计摩擦的情况下，凸轮对从动件作用力的方向线和从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角。为减小推程压力角，凸轮从动件偏置原则为:逆时针则右偏，顺时针则左偏增大凸轮半径，平底推杆盘型凸轮压力角不变，尖顶凸轮和滚子凸轮压力角减小等加速等减速运动为前半程按等加速运动，后半程按等减速运动增大凸轮偏距圆半径，压力角可能增大，也可能减小齿轮机构及其设计渐开线齿廓性质：1.发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆被滚过的圆弧长度2.渐开线上任意点的法线恒与基圆相切3.渐开线越接近于其基圆的部分，曲率半径越小4.渐开线形状完全取决于基圆的大小，基圆半径越大，曲率半径越大5.基圆内无渐开线渐开线齿廓的啮合特征：1.啮合线为一条定直线2.渐开线齿廓能保证定传动比传动，渐开线齿廓间的正压力方向不变3.渐开线齿廓具有可分性，中心距不影响两轮的传动比4.啮合角恒等于两齿廓的节圆压力角5.中心距与啮合角余弦的乘积恒等于两基圆的半径之和法向齿距：相邻两个齿轮同侧齿廓之间在法线方向上的距离正确啮合条件：两轮的模数和压力角应分别相等无齿侧间隙啮合条件：齿轮安装中心距等于标准中心距连续传动条件：重合度大于1相交轴锥齿轮传动的正确啮合条件：两个当量齿轮的的模数和压力角分别相等、两轮的锥距相等，锥顶重合根切现象发生在：齿数较少时渐开线齿轮中心距稍有变化，其角速度不变，原因为：基圆半径不变齿轮变位优缺点：正变位：防止根切发生，增加抗弯强度，提高齿轮承载能力但是会使齿轮变尖，需要校核；负变位：主要是为了配合正变位齿轮使用，并凑配中心距涡轮蜗杆螺旋线方向相同目前常用的齿廓曲线有：渐开线、摆线、变态摆线齿轮正变位后基圆尺寸变大蜗杆直径系数：q=d/m蜗杆的模数和压力角在蜗杆分度圆柱面的轴向平面可分性：齿轮中心距稍有变化，瞬时角速度比保持原值不变的性质渐开线齿轮上的啮合角等于节圆上的压力角斜齿轮当量齿数Zv=z/(cosβ)^3，只要标准斜齿轮的当量齿数大于或等于17，就一定不会发生根切蜗杆传动的效率一般比齿轮传动效率低采用范成法切制渐开线齿廓时发生根切的原因为：标准齿轮齿数太小一对作定比传动的齿轮在传动过程中，节圆一定是作纯滚动的斜齿圆柱齿轮法面模数Mn和端面模数Mt的关系Mn=Mtcosβ决定渐开线齿廓形状的的基本参数是模数，齿数和压力角直齿圆锥齿轮以大端的参数为标准值采用变位蜗杆传动：仅对涡轮进行变位范成法进行加工齿轮，发生根切的原因：刀具齿顶线或齿顶圆超过了极限啮合点涡杆的标准参数在轴面，涡轮的标准参数在端面加工负变位齿轮，刀具应该中线与分度圆相割若忽略摩擦，一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间作用力沿着基圆内公切线方向蜗杆涡轮传动，传动比等于Z2/Z1、d2/d1、n1/n2标准斜齿轮正确啮合条件是Mn1=Mn2、αn1=αn2、β1=-β2根切现象：用范成法加工渐开线齿轮时，有时刀具齿顶圆会把被加工齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分分度圆是指具有标准模数和标准压力角的圆，节圆是指齿轮传动过程中作纯滚动的圆涡轮传动的中间平面是指：过蜗杆轴线且垂直于涡轮轴线的平面齿轮系及其设计轮系：由一系列齿轮组成的传动系统叫做轮系定轴轮系：各个齿轮的轴线相对于机架的位置固定不变周转轮系：至少有一个齿轮的轴线的位置是不固定的，而是绕着其他齿轮轴线回转基本构件：周转轮系中通常以太阳轮和杆系作为运动输入和输出构件根据自由度数目分为：行星轮系和差动轮系，自由度分别为1和2定轴轮系传动比=从动齿轮的齿数连乘积/主动齿轮的齿数连乘积周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念，对应的转化机构是定轴轮系差动轮系是指自由度为2的周转轮系行星齿轮传动个齿轮的齿数和行星轮个数必须满足四个条件：1.保证实现给定的传动比2.保证两中心轮和系杆的轴线重合3.保证各行星轮能够均匀的装在两中心论之间4.保证各行星轮不致相互碰撞其他常用机构间歇运动机构：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构棘轮机构：将主动件的往复摆动转化为棘轮的单向间歇运动机构的组合方式：串联，并联，反馈，复合自行车飞轮的内部结构属于内啮合式棘轮机构所有摩擦轮传动均有弹性滑动，在外载荷大于摩擦力的极限值时发生打滑实现高速间歇应使用凸轮机构圆柱凸轮间歇机构既可以避免柔性冲击，又可以避免刚性冲击要改装棘轮每次转动角度的大小应采用装棘轮罩的方法棘轮的转角一般是棘轮相邻两齿所夹中心角的倍数要将连续的单向转动变换成具有停歇功能的单向转动，应采用槽轮机构在单万向铰链机构中，当主动轴转过一周，从动轴转过两周，从动轴的角速度波动两次槽轮的最小齿数为3，机构的运动特性总小于0.5运动系数t反映了在一个运动循环中，槽轮的运动时间在一个间歇周期中所占得比例