械原理清考复习课件

《械原理清考复习课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《械原理清考复习课件（42页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、机构：机构：人为实物的组合体，人为实物的组合体，具有确定的机械运动，具有确定的机械运动，可以用来传递和转换运动。可以用来传递和转换运动。机器机器：人为实物的组合体，人为实物的组合体，具有确定的机械运动，具有确定的机械运动，可以用来转换能量、可以用来转换能量、 完成有用功完成有用功 或处理信息，或处理信息，以代替或减轻人的劳动。以代替或减轻人的劳动。 机器机构的概念机器机构的概念机器是由机构组成的。机器是由机构组成的。简单的机器，可能只含有一个机构简单的机器，可能只含有一个机构, , 但但一般都含有多个机构。一般都含有多个机构。机械机械: 机器和机构的总称。机器和机构的总称。 运动角度来看，任何

2、机器（或机构）都是由许多独立运运动角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立运动单元体组合而成的，这些独立影响机器功能并能动单元体组合而成的，这些独立影响机器功能并能独立运动独立运动单元体单元体称为称为构件构件。 从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独从加工制造角度来看，任何机器（或机构）都是由许多独立制造单元体组合而成零件，这些立制造单元体组合而成零件，这些独立制造单元体独立制造单元体称为称为零件零件。 第二章机构结构分析第二章机构结构分析构件可以是一个零件；构件可以是一个零件；也可以是由一个以上的零件组成。也可以是由一个以上的零件组成。2 2）按其相对运动形式分）按其相对运动形

3、式分转动副（回转副或铰链）移动副1 1）按其接触形式分）按其接触形式分高副： 点线接触的运动副点线接触的运动副低副： 面接触的运动副面接触的运动副2. 2. 运动副的分类运动副的分类凸轮高副（点接触）凸轮高副（点接触）齿轮高副（线接触）齿轮高副（线接触）机构自由度机构自由度：指机构中各构件相对于机架所具有的指机构中各构件相对于机架所具有的 独立自由参数，与组成机构的构件数目、独立自由参数，与组成机构的构件数目、 运动副的类型及数目有关。运动副的类型及数目有关。计算方法计算方法： F=3n-2P F=3n-2PL L-P-PH H 式中：式中： nn机构的活动构件数目机构的活动构件数目 P PL

4、 L机构的低副数目机构的低副数目 P PH H机构的高副数目机构的高副数目约束约束2个个自由度自由度约束约束1个个自由度自由度平面机构的自由度平面机构的自由度 右图所示为一铰链四杆机构，该机构右图所示为一铰链四杆机构，该机构具有具有4 4个构件，活动构件数个构件，活动构件数n n为为3 3，低副数，低副数P PL L=4=4，高副数，高副数P PH H=0=0。根据机构自由度计算。根据机构自由度计算公式，该机构的自由度为公式，该机构的自由度为F=F=n-2Pn-2PL L-P-PH H=3=33-23-24-0=14-0=1 13452FO6CBDEA计算图示颚式破碎机的计算图示颚式破碎机的自

5、由度自由度n = 5n = 5、P PL L= 7= 7、P PH H = 0 = 0 F=3n-2P F=3n-2PL L-P-PH H =3 =3 5-25-2 7 700 =1 =1 两个以上构件在同一处以转动副相联接，所构两个以上构件在同一处以转动副相联接，所构成的运动副称为复合铰链。成的运动副称为复合铰链。解决方案解决方案k k 个构件在同一处构成复合铰链，个构件在同一处构成复合铰链，实际上构成了实际上构成了 ( k-1 ) ( k-1 ) 个转动副。个转动副。F = 3F = 35 - 25 - 27 = 17 = 11 1、复合铰链、复合铰链F = 3F = 35 - 25 -

6、26 = 36 = 32、局部自由度、局部自由度 若机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运动有若机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运动有关，并不影响其它构件的运动，则称这种自由度为局部自由关，并不影响其它构件的运动，则称这种自由度为局部自由度。度。 n n = 3 = 3、 = 3 = 3、P PH H = 1 = 1 F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H =3 =3 3-23-2 3 311 =2 =2注意：注意：计算机构自由度时计算机构自由度时, , 应将局部自应将局部自由度除去不计由度除去不计 F=3n-2PF=3n-2PL L-P-PH H =3 =3 2

7、-22-2 2 211 =1 =1F = 3F = 32 - 22 - 23-1 = -13-1 = -1 解决方案解决方案计算机构自由度时，不考虑虚约束的作用，认为计算机构自由度时，不考虑虚约束的作用，认为两个构件之间只形成一个运动副两个构件之间只形成一个运动副 F = 32 - 22-1 = 1两个构件之间形成多个与导两个构件之间形成多个与导路重合或平行的移动副路重合或平行的移动副场合一：场合一：两构件间构成多个运动副两构件间构成多个运动副3 3、虚约束、虚约束不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。不起独立限制作用的重复约束称为虚约束。例：计算大筛机构自由度例：计算大筛机构自由度 n =

8、7 P n = 7 PH H = 1 P = 1 PL L = 9 = 9F = 3F = 37 - 27 - 29 1 = 29 1 = 2 对一平面铰链四杆运动链，对一平面铰链四杆运动链，取任一构件为机架，可得到如取任一构件为机架，可得到如图所示平面铰链四杆机构，构图所示平面铰链四杆机构，构件件1 1和和3 3为连架杆为连架杆，构件构件2 2为连为连杆杆，构件构件4 4为机架为机架。能整周回。能整周回转的连架杆称为转的连架杆称为曲柄曲柄，不能整，不能整周回转的连架杆称为周回转的连架杆称为摇杆或摆摇杆或摆杆。杆。 若两构件在某一点以转动副若两构件在某一点以转动副相连并能绕该点作整周相对转相连

9、并能绕该点作整周相对转动则称该转动副为动则称该转动副为回转副回转副，否，否则，称为则，称为摆转副摆转副。第三章平面连杆机构第三章平面连杆机构平面铰平面铰链四杆链四杆机构机构第三章平面连杆机构第三章平面连杆机构1.1.最长杆与最短杆的长度之和应最长杆与最短杆的长度之和应其他两杆长度之和其他两杆长度之和曲柄存在的条件：曲柄存在的条件：2.2.连架杆或机架之一为最短杆。连架杆或机架之一为最短杆。ABCDabcd 综合上述分析，平面铰链四杆机构中，一个构件上的两个综合上述分析，平面铰链四杆机构中，一个构件上的两个转动副能成为回转副的必要条件是：转动副能成为回转副的必要条件是： 该构件的杆长是四个杆长中

10、的最短杆，该构件的杆长是四个杆长中的最短杆， 且且该最短杆与四个杆中的最长杆长度之和必小于或等于其他该最短杆与四个杆中的最长杆长度之和必小于或等于其他两杆长度之和两杆长度之和。ABCD已知：已知： LAB=55，LBC=40 ，LCD=50，LAD=251. 1. 取哪个构件为机架，得到曲柄连杆机构取哪个构件为机架，得到曲柄连杆机构3. 3. 取取BCBC构件为机架，得到什么机构构件为机架，得到什么机构2. 2. 取哪个构件为机架，得到双曲柄取哪个构件为机架，得到双曲柄 机构机构急、慢回效应急、慢回效应急回运动急回运动原动件作匀速转动，从动件作往复运动的原动件作匀速转动，从动件作往复运动的机构

11、，从动件正行程的平均速度慢于反行程的平均速度机构，从动件正行程的平均速度慢于反行程的平均速度的现象。的现象。极位极位输出构件的极限位置。输出构件的极限位置。摆角摆角 两极限位置所夹的锐角。两极限位置所夹的锐角。极位夹角极位夹角 当输出构件在两极位时，原动件所处两当输出构件在两极位时，原动件所处两个位置之间所夹的个位置之间所夹的锐角锐角。B1C1ADC2B2180180称称K K为为行程速比系数行程速比系数。12VVK 180180只要只要 0 0 ，就有，就有 K1K1，且，且 越大，越大，K K值越大，急回性质越明显。值越大，急回性质越明显。 111800 kk coscosFFFF 平面四

12、杆机构的动力学基本特性平面四杆机构的动力学基本特性1 1、压力角与传动角、压力角与传动角 901.压力角与传动角压力角与传动角压力角：压力角：输出构件受力方向与受力点速度方向之输出构件受力方向与受力点速度方向之间所夹锐角。间所夹锐角。 传动角：传动角：压力角的余角压力角的余角。 画机构压力角和传动角画机构压力角和传动角出现死点位置的条件出现死点位置的条件死点的位置特征：死点的位置特征： =0或连杆与曲柄共线。或连杆与曲柄共线。eABCBFBvCFCvB0CeABCMBFBvCFCvABMFB0BC S S rb sS S T(360o)h基圆，基圆半径基圆，基圆半径rb；升程升程 h近休，近休

13、止角近休，近休止角S 远休，远休止角远休，远休止角推程，推程，推程运动角推程运动角 回程，回程运动角回程，回程运动角 第四章凸轮机构第四章凸轮机构第四节第四节 凸轮机构基本尺寸设计凸轮机构基本尺寸设计 orb 压力角：在不计摩擦的情况下，凸轮对从压力角：在不计摩擦的情况下，凸轮对从动件动件作用力的方向作用力的方向与与从动件运动方向从动件运动方向之间之间所夹的锐角。所夹的锐角。 sincos FFFFFa增大到某一值时，机构发生自锁增大到某一值时，机构发生自锁当有效分力当有效分力F 一定时，压力角一定时，压力角越大，有害分力越大，有害分力F ”就越大，机就越大，机构的效率就越低。构的效率就越低。

14、F FF 高速轻载 无 6.28 2.0 正弦加速中速中载柔性 4.93 1.57 余弦加速中速轻载柔性4.0 2.0 等加等减速低速轻载刚性 1.0 等 速应用范围应用范围冲击冲击 amax Vmax运动规律运动规律从动件运动规律特性比较从动件运动规律特性比较1.在图中画出凸轮的基圆半径rb，理论轮廓线； 2.画出图示位置时，凸轮机构压力角和从动件位移。3.画出最大升程标出：凸轮的基圆半径rb，推程角，回程角，远休止角和近休止角，图示位置压力角和升程，从动件的最大行程h。 (1) 动平衡的条件动平衡的条件：当转子转动时，转子上分布在不：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

15、间离心惯性力系的合力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。及合力矩均为零。(3) 经过动平衡的转子一定静平衡；反之，经过静平经过动平衡的转子一定静平衡；反之，经过静平衡的转子则不一定是动平衡的。衡的转子则不一定是动平衡的。结论：结论：（1）静平衡的条件静平衡的条件：分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性：分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或质径积的向量和为零。力的合力为零或质径积的向量和为零。 转子平衡设计转子平衡设计 齿轮各部分尺寸的计算公式：齿轮各部分尺寸的计算公式：pnrfrhfhrbOrapbNseha标准齿轮：标准齿轮：m 、ha* 、c* 取标

16、准值，且取标准值，且e=s的齿轮。的齿轮。第十章齿轮机构第十章齿轮机构 p = p cos=bm1 = m2 = m1 = 2 = 可导出正确啮合条件：可导出正确啮合条件： 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m cospm1 cos1pm2 cos2p= 要使进入啮合区内的各对齿轮都能正确地进入啮合，两齿轮的相邻两齿同要使进入啮合区内的各对齿轮都能正确地进入啮合，两齿轮的相邻两齿同侧齿廓间的法向距离应相等：侧齿廓间的法向距离应相等： pb1= pb2结论：一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它结论：一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们们模数和压力角应分别相等模数和压力角应分别相等。r

17、b2r2O2rb1r1O11 12 2PN1N2B2B1中心距：中心距： 12121221zzmrrrra arb2O2O11 12 2PN1N2rb1r 1 =r1r 2 =r2= 标准安装时节圆与分度圆重合。标准安装时节圆与分度圆重合。2.渐开线齿轮不发生根切的最少齿数渐开线齿轮不发生根切的最少齿数根切根切B2h*amPO1P N1P B2PN1=rsin=mzsin/2 PB2=ha*m/sin z2 h2 ha a* */ / sin2 2 即：即： zmin2 ha*/ sin2 取取=20, ha*=1，得，得: zmin=17Brb1N1 r2、斜齿轮的基本参数、斜齿轮的基本参数

18、端面端面t端面端面t端面端面t 垂直于轴线的面垂直于轴线的面法面法面n法面法面n法面法面n 垂直于螺旋线的面垂直于螺旋线的面斜齿轮斜齿轮的基本的基本参数参数端面端面t : mt , t , hat* , ct* _计算几何尺寸计算几何尺寸法面法面n : mn , n , han* , cn* 标准值标准值基圆柱上的螺旋角基圆柱上的螺旋角 b分度圆柱上的螺旋角分度圆柱上的螺旋角(螺旋角螺旋角) 二、平行轴斜齿圆柱齿轮机构二、平行轴斜齿圆柱齿轮机构正确啮合条件正确啮合条件mn1= mn2 n1 = n2 1 = 2 “-”外啮合外啮合 ； “+”内内啮合啮合 二、蜗杆蜗轮正确啮合条件二、蜗杆蜗轮正

19、确啮合条件阿基米德蜗杆蜗轮机构阿基米德蜗杆蜗轮机构1. 蜗轮蜗杆传动的中间平面蜗轮蜗杆传动的中间平面中间平面中间平面过蜗杆的轴线所作的垂直于蜗轮轴线的平面。过蜗杆的轴线所作的垂直于蜗轮轴线的平面。在中间平面内蜗轮蜗杆的啮合相当于齿轮与齿条的啮合。在中间平面内蜗轮蜗杆的啮合相当于齿轮与齿条的啮合。 1= 2蜗轮蜗轮蜗杆蜗杆2. 正确啮合条件正确啮合条件21 且蜗轮与蜗杆旋向相同且蜗轮与蜗杆旋向相同 1212tatmmm正确啮合条件：正确啮合条件： m1=m2 , 1=2大端参数大端参数m取标准值取标准值 、=20 锥齿轮大端锥齿轮大端圆锥齿轮机构圆锥齿轮机构一、定轴轮系一、定轴轮系 轮系运转时，

20、如果各齿轮轴线的位置都固轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置都固定不动，则称之为定轴轮系。定不动，则称之为定轴轮系。轮系轮系平面定轴轮系平面定轴轮系空间定轴轮系空间定轴轮系二周转轮系二周转轮系 按照自由度数目分类：按照自由度数目分类：差动轮系差动轮系行星轮系行星轮系 按中心轮的个数分类按中心轮的个数分类2K-H2K-H型型3K3K型型 K-H-V K-H-V型型轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而轮系运转时，至少有一个齿轮轴线的位置不固定，而是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系。是绕某一固定轴线回转，则称该轮系为周转轮系。第二节第二节 轮系的传动比计算轮系的传动比计算轮系的传动比轮

21、系的传动比输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比即：即：rb2O2O11 12 2PN1N2rb1r1r212212112zznni 21211222nnipp 12rr 12zz 2211rrvp d=mz一、定轴轮系的传动比一、定轴轮系的传动比51 1.传动比大小的计算传动比大小的计算 输入轴与输出轴之间的传动比为输入轴与输出轴之间的传动比为:515115nni 轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为：轮系中各对啮合齿轮的传动比大小为：,122112zzi 322 332ziz,344343 zzi 544554ziz1234122 33 4452345iiii

22、 4321543215zzzzzzzzi 一、定轴轮系的传动比一、定轴轮系的传动比一般定轴轮系的传动比计算公式为：一般定轴轮系的传动比计算公式为：1 1nni所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积齿轮齿轮4 4对传动比没有影响，对传动比没有影响，但能改变从动轮的转向，但能改变从动轮的转向，称为惰轮或中介轮。称为惰轮或中介轮。惰轮惰轮4321543215zzzzzzzzi 一、定轴轮系的传动比一、定轴轮系的传动比 主、从动轮的转向关系的确定主、从动轮的转向关系的确定外啮合外啮合“-”1212(1) 轴线互相平行的轮系轴线互相平行的轮系内啮合内啮合“+”1 1nn( 1)mi 所有从动轮齿数

23、的连乘积所有主动轮齿数的连乘积m-m-外啮合齿轮的对数外啮合齿轮的对数43215432zzzzzzzz 15 im=?m=?121212蜗轮蜗杆判断方法：蜗轮蜗杆判断方法：主、从动轮转向关系的确定主、从动轮转向关系的确定 以右手握住蜗杆，四指指向蜗杆的转向，则拇指向的相反以右手握住蜗杆，四指指向蜗杆的转向，则拇指向的相反方向为啮合点处蜗轮的线速度方向。方向为啮合点处蜗轮的线速度方向。用右手定则用右手定则若蜗杆头数若蜗杆头数z1z1，则传动比，则传动比 ? 14i 14i12zz 23zz 34zz3225264321 ZZZZ,/352254 ZZ,/15i在图示轮系中，已知各标准圆柱齿轮的齿数为。试计算齿轮3的齿数及传动比 。 图所示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比i15，并指出当提升重物时手柄的转向。 （用箭头表示方向） 如图所示已知齿轮1的转速n1=200r/min，而Z1=40，Z2=20，Z3=80。求 和nH的大小及方向（方向图中箭头表示）。 1Hi6 图示定轴轮系，已知Z1=60,z2=48,z2=80,z3=120,z3=60,z4=40,蜗杆z4=2,蜗轮z5=80, 齿轮z5=65,模数m=4。主动轮1的转速n1=120r/min.求齿条6的速度v6的大小和方向。 （用箭头表示方向）