1、总复习1ppt课件平面机构的结构分析平面机构的结构分析第一章第一章2ppt课件一、运动副 运动副：两构件直接接触形成的可动联接。按接触形式可分为低副和高副：低副包括转动副和移动副，具有2个约束，1个自由度；高副包括齿轮副和凸轮副，具有1个约束，2个自由度。3ppt课件二二、平面机构的自由度 机构自由度是指机构中各活动构件相对于机架的独立运动数目。计算公式为F=3n-2Pl-Ph4ppt课件计算机构自由度时应注意的几种情况计算机构自由度时应注意的几种情况1)复合铰链复合铰链(Compound Hinge)由三个或三个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链。由m个构件组成的复合铰链应含有(m-
2、1)个转动副。5ppt课件2)2)局部自由度（多余自由度）局部自由度（多余自由度）1 1、局部自由度：、局部自由度：在机构中常会出现一种与输出构件运动在机构中常会出现一种与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度（或多余自无关的自由度，称局部自由度（或多余自由度）。由度）。2、处理办法：、处理办法：在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，在计算自由度时，拿掉这个局部自由度，即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。即可将滚子与装滚子的构件固接在一起。6ppt课件3 3）虚约束）虚约束Redundant Constraints 1 1、虚约束：、虚约束：在机构中与其他运动副作用重复，而对在机构中与其他运动副
3、作用重复，而对构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。构件间的相对运动不起独立限制作用的约束。2、处理办法：、处理办法：将具有虚约束运动副的构件连同它所将具有虚约束运动副的构件连同它所带入的与机构运动无关的运动副一并不计。带入的与机构运动无关的运动副一并不计。7ppt课件3、常见的虚约束：、常见的虚约束：1)当不同构件上两点间的距离保持恒定，当不同构件上两点间的距离保持恒定，若在两点之间加上一个构件和两个转动副，若在两点之间加上一个构件和两个转动副，虽不改变机构运动，但却引入一个虚约束。虽不改变机构运动，但却引入一个虚约束。yx8ppt课件2）两构件组成的若干个导路中心线互相平行或）两构件组成
4、的若干个导路中心线互相平行或重合的移动副。重合的移动副。x1x2ABC1234x1x29ppt课件3）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。）两构件组成若干个轴线互相重合的转动副。两个轴承支持一根轴只能看作一个转动副。两个轴承支持一根轴只能看作一个转动副。10ppt课件4）在输入件与输出件之间用多组完全相同的）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动，只有一组起独立传递运运动链来传递运动，只有一组起独立传递运动的作用，其余各组常引入虚约束动的作用，其余各组常引入虚约束。增加一个齿轮，使机构增加一个虚约束增加一个齿轮，使机构增加一个虚约束11ppt课件三、机构具有确定运动的条件三、机
5、构具有确定运动的条件1、F0，当机构自由度和原动件数相等时，机构具有确定的运动。2、F0，但F原动件时,机构的运动不确定。3、当F0，但F原动件时，机构会遭到破坏.4、当F00。=（180180+）/（180180-）因此，可通过分析机构中是否存在因此，可通过分析机构中是否存在及其大小，及其大小，来判断机构是否具有急回运动，以及急回的程度。来判断机构是否具有急回运动，以及急回的程度。28ppt课件四、四、平面机构的压力角和传动角平面机构的压力角和传动角1 1、机构压力角、机构压力角:机构中驱使机构中驱使输出件输出件运动的运动的力力的方向线的方向线与与输出件输出件上受力点的上受力点的速度方向速度
6、方向间所间所夹的夹的锐角锐角，称为机构压力角，通常用，称为机构压力角，通常用表示。表示。2 2、传动角：压力角的余角，、传动角：压力角的余角，用用表示表示。29ppt课件（1 1）对于）对于曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构,A,A、D D处于处于C1C1、C2C2点的同点的同侧，侧，最小传动角出现在曲柄与机架重叠共线位置。最小传动角出现在曲柄与机架重叠共线位置。（2 2）对于）对于曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构,A、D处于处于C1、C2点的点的两侧，两侧，最小传动角出现在曲柄与机架拉直共线位置。最小传动角出现在曲柄与机架拉直共线位置。（3 3）对于）对于曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构,A、C1、C2三点共线，三点
7、共线，最小传动角出现在曲柄与机架拉直和重叠共线位置。最小传动角出现在曲柄与机架拉直和重叠共线位置。3、最小传动角的确定、最小传动角的确定30ppt课件五、五、机构的死点位置机构的死点位置 在不计构件的重力、惯性力和运动副中的在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻力的条件下，当机构处于传动角摩擦阻力的条件下，当机构处于传动角=0=0（或（或=90=90）的位置下，无论给机构主动件的位置下，无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这个位置称为机构的死点位置。动，这个位置称为机构的死点位置。31ppt课件六、四杆机构的设计六、四杆机构的
8、设计按给定行程速度变化系数设计四杆机构按给定行程速度变化系数设计四杆机构（1 1）曲柄摇杆机构）曲柄摇杆机构（）曲柄滑块机构（）曲柄滑块机构32ppt课件33ppt课件一、凸轮机构的应用一、凸轮机构的应用用途：用途：载荷较小的运动控制。载荷较小的运动控制。二、从动件常用运动规律二、从动件常用运动规律 等等速速 1.0 刚性刚性低速轻载低速轻载等加速等减速等加速等减速 2.0 4.00柔性柔性中速轻载中速轻载余弦加速度余弦加速度 1.57 4.93柔性柔性中速中载中速中载正弦加速度正弦加速度 2.00 6.28 无无高速轻载高速轻载运动规律运动规律 vmax(h/F F)amax冲击特性冲击特性
9、 适用范围适用范围(h 2/F F2)34ppt课件三、设计凸轮轮廓曲线作图法1、尖底直动从动件盘形凸轮机构尖底直动从动件盘形凸轮机构2、滚子直动从动件盘形凸轮机构、滚子直动从动件盘形凸轮机构3、平底直动从动件盘形凸轮机构、平底直动从动件盘形凸轮机构35ppt课件四、凸轮机构的压力角和自锁四、凸轮机构的压力角和自锁v vF F21220vetgres r0越小，压力角越大，结越小，压力角越大，结构紧凑，基圆越小，但过构紧凑，基圆越小，但过小，导致压力角超出许用小，导致压力角超出许用值。值。36ppt课件四、滚子半径的选择四、滚子半径的选择,0Tr0 ,Tr0 ,TrTr内凹外凸Tr设计时要保证
10、滚子半径小于理论廓线外凸部分的最设计时要保证滚子半径小于理论廓线外凸部分的最小曲率半径。小曲率半径。37ppt课件38ppt课件一、一、渐开线及渐开线齿廓1 1、渐开线的性质、渐开线的性质）（1 1）NK=N A(2)(2)渐开线上任一点的法线必与其基圆相切渐开线上任一点的法线必与其基圆相切.(3(3)切点为渐开线的曲率中心。渐开线离切点为渐开线的曲率中心。渐开线离基圆越远基圆越远,曲率半径就越大曲率半径就越大,渐开线越平直渐开线越平直。(4)(4)渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大
11、时，渐开线成为斜直线。大时，渐开线成为斜直线。(5)(5)基圆内无渐开线。基圆内无渐开线。39ppt课件2 2、渐开线的方程式、渐开线的方程式tginvrkb cosr k二、二、标准齿轮的尺寸标准齿轮的尺寸标准齿轮m、ha*、c*为标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，且分度圆上的齿厚(S)等于齿槽宽(e)。公式：d、da、df、db、h、ha、hf40ppt课件三、三、渐开线齿轮传动的正确啮合条渐开线齿轮传动的正确啮合条件件2121mmm四、标准齿轮的安装四、标准齿轮的安装2)(212121zzmrrrra分度圆相切的状态分度圆相切的状态41ppt课件五、渐开线齿轮连续传动的条件重合度即baP
12、BB21 1 1n重合度的计算：)()(21221121tgtgztgtgzPBBaaba 与m无关,而与齿数有关,z1,z2,；a，。42ppt课件25.1a1.25PbB1B2PbK双齿双齿啮合区啮合区双齿双齿啮合区啮合区单齿啮合区单齿啮合区a双齿啮合区长度KPb0.25Pb0.25Pb0.75Pb重合度表明同时参加啮合的轮齿对数的多少单齿啮合区长度：单齿啮合区长度：L1 P b 2(1)P b 双齿啮合区长度：双齿啮合区长度：L2 2(1)P b 43ppt课件六六、渐开线齿廓的根切现象、渐开线齿廓的根切现象根切：刀具的齿顶线与啮合线的交点超过被切齿轮的极限点，刀具的齿顶将齿轮齿跟的渐开
13、线齿廓切去一部分.渐开线标准齿轮不发生根切的最少齿数2*minsin2ahz标准 zmin=17七、齿轮的变位七、齿轮的变位将刀具相对加工标准齿轮时的位置远离或靠近轮坯中心来加工齿轮。44ppt课件1）不变不变的参数及尺寸有：的参数及尺寸有：m、z、ha*、c*、p、d、db、h；3）负变位负变位时尺寸变化情况：时尺寸变化情况：2）正变位正变位时尺寸变化情况：时尺寸变化情况：s、e、da、df、ha、hf，齿轮的强度齿轮的强度与正变位时相反。与正变位时相反。1、变位齿轮与标准齿轮相比、变位齿轮与标准齿轮相比正变位：正变位：截取了离基圆截取了离基圆较远的渐开线部位；较远的渐开线部位；负变位：负变
14、位：截取了离基圆截取了离基圆较近的渐开线部位。较近的渐开线部位。45ppt课件2、变位齿轮传动的类型、变位齿轮传动的类型1.零传动零传动变变位位系系数数和和的的不不同同2.正传动正传动3.负传动负传动1)标准齿轮传动或零变位齿轮传动标准齿轮传动或零变位齿轮传动2)等变位齿轮传动等变位齿轮传动46ppt课件八、八、平行轴斜齿圆柱齿轮传动平行轴斜齿圆柱齿轮传动1、正确啮合条件212121nnnnmm212121ttttmm2、重合度重合度端面重合度纵向重合度3、标准中心距cos2)(2)(2212121zzmzzmddant4、尺寸公式：d、da、df、db、h、ha、hf47ppt课件 直齿圆锥
15、齿轮传动用于传递相交轴间的回转运动，其轮齿分布在圆锥体上。九、九、直齿圆锥齿轮机构直齿圆锥齿轮机构48ppt课件第六章 轮系及其设计49ppt课件一、定轴轮系的传动比一、定轴轮系的传动比齿数的乘积所有各对齿轮的主动轮齿数的乘积所有各对齿轮的从动轮mBAABi)1(m为外啮合齿轮的对数转向：数外啮合次数 画箭头50ppt课件二、周转轮系的组成及传动比二、周转轮系的组成及传动比1、组成 行星轮 行星架 中心轮 机架、按自由度的数目分1)差动轮系（F=2）2)行星轮系（F=1）51ppt课件3、周转轮系的传动比、周转轮系的传动比周转轮系传动比的计算方法（转化机构法）周转轮系传动比的计算方法（转化机构
16、法）周转轮系周转轮系 定轴轮系定轴轮系（转化机构）（转化机构）定轴轮系传动定轴轮系传动比计算公式比计算公式求解周转轮系求解周转轮系的传动比的传动比反转法反转法52ppt课件三、复合轮系的传动比三、复合轮系的传动比（）将基本轮系区别开来（）分别列出各个基本轮系传动比的方程式（）找出各基本轮系之间的关系（）将各基本轮系传动比方程式联立求解，得到复合轮系的传动比53ppt课件n关键点：把复合轮系分为基本轮系首先找出各个单一的周转轮系：先找到行星轮（几何轴线位置不固定的齿轮），支撑行星轮的就是行星架，几何轴线与系杆重合且直接与行星轮相啮合的定轴齿轮就是中心轮重复上述过程,所有周转轮系剩余的由定轴齿轮所
17、组成的部分就是定轴轮系.54ppt课件四、行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择四、行星轮系各轮齿数和行星轮数的选择1.传动比条件2.同心条件3.装配条件4.邻接条件55ppt课件第九章第九章平面机构的力分析平面机构的力分析56ppt课件一、移动副中的摩擦力1)j，减速或不动，自锁2)j，保持状态不变3)j，加速运动接触面法线57ppt课件根据力偶等效定律根据力偶等效定律,Q 与 M 合并成一合力Q,大小为Q,作用线偏移距离为QMh 1)h，加速运动二、转动副中的摩擦力58ppt课件三、平面机构中转动副运动反力的确定59ppt课件第十章第十章 平面机构的平衡平面机构的平衡60ppt课件一、平衡的目的
18、和分类消除附加动压力、减小振动，改善工作性能和延长寿命(机构平衡的目的)。1)回转件的平衡2)机架上的平衡刚性回转件:可通过重新调整回转件上质量的分布,使其质心位于旋转轴线的方法来实现.61ppt课件一、质量分布在同一回转面内应在同一平面内加一质量,使其相应的 离心力与原有质量所产生的离心力的合力等于零,达到平衡状态.静平衡：在任意位置保持静止，不会转动。条件：分布在回转件上各个质量的离心力的合力等于零或质径积的矢量和等于零。62ppt课件二、质量分布不在同一回转内动平衡：离心力系和合力和合力偶矩都等于零。条件:分布于该回转件上各个质量的离心力的合力等于零,同时离心力所引起的力偶的合力偶矩也等
19、于零.对于轴向宽度较大的回转件,质量的分布不能近似地认为位于同一回转面内,应看作分布于沿轴向相互平行的回转面内,产生的惯性力不再是一个平面汇交力系,空间力系.其不平衡可以认为是在两个任选回转面内各有一个不平衡质量所产生；要达到完全平衡，必须在所选两个回转面内各加适当的平衡质量63ppt课件第十一章第十一章 机器的机械效率机器的机械效率64ppt课件一、机器的运动和功能关系一、机器的运动和功能关系n机械能量守恒得机器动能方程式0EEWWWWGfrd图11-1 机器运动的全周期65ppt课件二、机器的机械效率11dfdfddrWWWWWWW机器的机械效率，损失效率00QQFF 效率为在克服同样生产
20、阻力Q的情况下，理想驱动力F0与实际驱动力F的比值。66ppt课件三、机械三、机械系统的机械效率系统的机械效率1、串联min串联的总效率为组成该系统的各个机器的效率的连乘积.必小于任一局部效率，组成机器的数目越多，总效率将愈小。67ppt课件2、并联maxmin效率不仅与各机器的效率有关,还与总输入功如何分配到各机器的分配方法有关.3、混联由串联和混联组合而成，总效率的求法因组合的方法不同而异，68ppt课件四、机器的自锁四、机器的自锁 Wd=Wf,h=0 1)若机器原来就在运动,它仍能运动,此时Wr=0,机器不做任何有用的功,空转.2)若机器原来不动,不论驱动力多大,它能够完成的功总是刚够克
21、服相应的有害阻力所需的功,没有多余的功可变成机器的动能,机器不能转动,发生自锁.机器发生自锁的条件:069ppt课件第十二章第十二章机器的运转及其速度波机器的运转及其速度波动的调节动的调节70ppt课件n等效力和等效力矩n原则：假想力F或力矩M所做的功或所产生的功率应等于所有被代替的力和力矩所做的功或所产生的功率之和。n等效力：假想力F称为等效力。n等效力矩：假想力矩M称为等效力矩。71ppt课件作用在机器所有构架上的已知给定力和力矩所产作用在机器所有构架上的已知给定力和力矩所产生的功率：生的功率：ikiiiikiiBiikiBiikiikiiiiikiiiikiiikiiBkiiiiikiikiiMvFMvMvvFFMvFMMvFFvMvFP11111111111coscoscoscoscos或于是1）等效力）等效力F和等效力矩和等效力矩M只与各速度比有关，只与各速度比有关，是机构位置的函数。是机构位置的函数。2）各速度比可用任意比例尺所画的速度多边形）各速度比可用任意比例尺所画的速度多边形中的相当线段之比来表示。中的相当线段之比来表示。72ppt课件73ppt课件
