机械原理与零件总复习.ppt

研究内容,平面机构具有确定运动的条件 常用机构 连杆机构 齿轮机构齿轮系,传动零件 齿轮传动 带传动 支承零件 轴 滚动轴承 联接零件 键 螺纹联接件 联轴器,平面机构具有确定运动的条件,机器由 组成，常用的机构有哪几种？ 机构的组成要素是 和 。什么是构件？什么是运动副？根据运动副的接触形式，可分为 和 ？ 低副中两构件是 接触，包括 和 。高副中两构件是 接触，包括 和 。 平面机构的自由度F=3n-2PL-PH 平面机构具有确定运动的条件： F0 原动件数目=F 复合铰链 局部自由度 虚约束,n=8,PL=11,PH=1,F=38211 11=1,连杆机构,平面四杆机构的基本形式有哪几种？ 平面铰链四杆机构存在曲柄的条件？怎样判断平面铰链四杆机构的类型？ 什么是极位夹角？平面四杆机构输出件具有急回特性的条件是什么？ 什么是压力角和传动角？压力角越 ，机构的传力性能越好。为提高机械传动效率，应使其最小传动角处于工作阻力较小的空回行程中。 什么是机构的死点位置？曲柄摇杆机构若以摇杆为主动件，当 和 共线时，机构处于死点位置。,平面连杆机构有曲柄的条件,连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆； 最短杆与最长杆之和应小于或等于其余两杆的杆长之和。（杆长和条件）,铰链四杆机构类型的判断条件,在满足杆长和的条件下： 以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，另一连架杆为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构； 以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，该机构为双曲柄机构； 以最短杆的对边构件为机架，均无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。 若不满足杆长和条件，该机构只能是双摇杆机构。 铰链四杆机构必须满足四构件组成的封闭多边形条件：最长杆的杆长其余三杆长度之和。,极位夹角,摆角,极位夹角,=（180+）/（180-）,输出件空回行程的平均速度 输出件工作行程的平均速度,K =,=180（K-1）/（K+1）,行程速比系数,连杆机构输出件具有急回特性的条件,1）原动件等角速整周转动； 2）输出件具有正、反行程的往复运动； 3）极位夹角0。,压力角与传动角,机构压力角：在不计摩擦力、惯性力和重力的条件下，机构中驱使输出件运动的力的方向线与输出件上受力点的速度方向间所夹的锐角，称为机构压力角，通常用表示。 传动角：压力角的余角。通常用表示。,= 0 = 90,机构的死点位置,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=0（=90）的位置下，无论给机构主动件的驱动力或驱动力矩有多大，均不能使机构运动，这个位置称为机构的死点位置。,图示铰链四杆机构中，已知lDC=50mm, lBC=35mm, lAB=30mm，试问： 若此机构为曲柄摇杆机构，且AD杆为曲柄，lAD的最大值为多少？ 若此机构为双曲柄机构，lAD的最大值为多少？ 若此机构为双摇杆机构，lAD应为多少？ 若lAD=15mm，则该机构的 行程速比系数K=？ 极位夹角=？ 最小传动角min=？ （用作图法在图上量取） 分析此机构有无死点位置。,齿轮机构,五圆二角一线 分度圆d = mz 标准齿轮 标准中心距 齿顶圆da= d+2ha 齿根圆df = d-2hf 基圆db=dcos 节圆 压力角 啮合角 啮合线（基圆公切线，齿廓啮合点公法线）,齿轮机构,齿轮传动 正确啮合条件 连续传动条件重合度 范成法切齿 齿轮齿条啮合 标准齿轮与变位齿轮的切制 根切：zmin=17称为标准齿轮不产生根切的最小齿数 斜齿轮传动,标准齿轮,满足条件： 模数和压力角为标准值 分度圆上的齿厚(s)等于齿槽宽(e) 齿顶高(ha)、齿根高(hf)分别与模数（m）之比值均等于标准值的齿轮。 分度圆d = mz 齿顶圆da= d+2ha = d+2m 齿根圆df = d-2.5m 基圆db=dcos,中心距与标准中心距,一对齿轮啮合传动时，中心距等于两节圆半径之和。传动比等于节圆半径之比，等于基圆半径之比。无论中心距如何变化，传动比不变。 标准中心距：标准齿轮无侧隙传动中心距 一对无侧隙标准齿轮传动，其分度圆与节圆重合，啮合角等于分度圆压力角,要使两齿轮的瞬时传动比为一常数，则不论两齿廓在任何位置接触，过接触点所作的两齿廓公法线都必须与连心线交于一定点p 。,节点,齿廓啮合基本定律,标准齿轮按标准中心距安装，节圆与分度圆重合。,压力角,在不考虑摩擦力、重力和惯性力的条件下，一对齿廓相互啮合时，齿轮上接触点所受到的正压力方向与受力点速度方向之间所夹的锐角，称为齿轮齿廓在该点的压力角。,rk,过节点所作的两节圆的内公切线(t t)与两齿廓接触点的公法线所夹的锐角。用表示。 一对齿廓啮合过程中，啮合角始终为常数。当中心距加大时，啮合角随中心距的变化而改变。,啮合角在数值上 等于节圆上的压力角。标准齿轮按标准中心距安装，啮合角等于20。,啮合角,啮合线,两齿廓啮合点在机架相固连的坐标系中的轨迹。 啮合线、齿廓接触点的公法线、正压力方向线都是两基圆的一条内公切线。,正确啮合条件,两轮的法节（基节）必须相等。 模数相等 压力角相等,重合度,为保证连续定角速比传动的条件为： 实际啮合线法节,重合度,1,a与m 无关,而与齿数有关,z1, z2,a,r1,rb1,o1,n,n,p,k,N1,v2,节线,(分度线),r1,rb1,o1,n,n,p,k,N1,v2,节线,分度线,(a),(b),(1)齿轮齿条传动的中心距为齿轮中心到齿条分度线的垂直距离。齿轮齿条传动也具有中心距可变性。,渐开线齿轮齿条的啮合特点,(2)齿廓公法线为一固定直线nn，与中心线的交点为固定点P（节点）。啮合时齿轮节圆与分度圆始终重合，但齿条的节线与分度线位置随中心距的变化而不同。,r1,rb1,o1,n,n,p,k,N1,v2,节线,(分度线),r1,rb1,o1,n,n,p,k,N1,v2,节线,分度线,(a),(b),(3)齿轮齿条传动时无论中心距增大还是减小，其啮合角始终不变，且数值上等于齿条齿廓的齿形角。,r1,rb1,o1,n,n,p,k,N1,v2,节线,(分度线),r1,rb1,o1,n,n,p,k,N1,v2,节线,分度线,(a),(b),（4）齿条移动的速度为,齿条刀中线与齿轮坯分度圆相切，并使它们之间保持纯滚动。这样切出的齿轮必为标准齿轮： S=e ha=ham hf =(ha+c*)m,*,(ha,*,+c )m,(ha,+c )m,(ha +c*)m,ham,s,p,2,m,分度圆,中线,m,*,*,*,*,*,*,标准齿轮的切制,齿条刀中线由切制标准齿轮的位置沿轮坯径向远离或靠近齿轮中心所移动的距离称为径向变位量x m（简称变位量），其中x称为径向变位系数（简称变位系数）。,分度圆,分度圆,(中线),节线,节线,中线,中线,节线,xm,xm,齿条刀中线相对于被切齿轮分度圆可能有三种情况,变位齿轮的切制,分度圆,分度圆,(中线),节线,节线,中线,中线,xm,xm,（2）齿条刀中线与轮坯分度圆相割，加工出的齿轮为负 变位， x (ha+c*)m。,分度圆,分度圆,(中线),节线,节线,中线,中线,xm,xm,*,*,斜齿轮传动,法面参数（模数，压力角，齿顶高系数，顶隙系数）为标准值 分度圆 中心距 正确啮合条件：法面模数相等；法面压力角相等；螺旋角大小相等，旋向相反 当量齿数 不发生根切的条件,定轴齿轮系,外啮合齿轮,内啮合齿轮,锥齿轮,蜗轮蜗杆,首、末两轮转向关系的确定（与齿轮传动类型有关）,1）全部由平行轴圆柱齿轮组成的定轴齿轮系，可在传动比计算公式的齿数比前乘以（-1）m，m为外啮合齿轮的对数。,2）轮系中首、末两轮的轴线不平行时，采用打箭头的方式确定转向关系。,周转齿轮系,对上式作以下说明：,1）只适用于转化齿轮系的首末轮的回转轴线平行（或重合）的周转齿轮系。,2）齿数比前一定有“+”或“”号。其正负号判定，可将转臂H视为静止，然后按定轴齿轮系判别主从动轮转向关系的方法确定。,3）注意1 、 k 、 H 应分别用正负号代入（推导时假定三者同向）；,4）1 、 k 、 H 三个量，须知其中任意两个角速度的大小和转向，才能确定第三个角速度的大小和转向；,齿轮传动,齿轮传动的失效形式有哪些？ 齿轮传动的设计准则是什么？闭式传动和开式传动的设计有什么区别？软齿面齿轮和硬齿面齿轮的设计有什么区别？ 直齿、斜齿圆柱齿轮的受力分析。 影响直齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的最主要参数分别是什么？ 齿形系数对齿根弯曲疲劳强度有什么影响？影响齿形系数的主要参数是什么？,各力关系：,各力方向：,圆周力：Ft1与主动轮回转方向相反,Ft2与从动轮回转方向相同,径向力：Fr1 、Fr2分别指向各自齿轮的轮心,注意： 各力应画在啮合点上！,各力关系：,各力方向：,Ft、Fr与直齿轮相同,轴向力：Fa 决定于齿轮的转向和轮齿的旋向，用“主动轮左、右手定则”判断,带传动,带传动的受力分析，为什么会产生紧边和松边？什么情况会产生打滑？ 带所受的应力由几部分组成？应力最大的地方在哪里？ 为什么会产生弹性滑动？弹性滑动与打滑的区别是什么？ 带传动的主要失效形式是什么？ 其它条件不变，只改变中心距、小带轮基准直径或小带轮包角，对带传动有什么影响？ 多级传动中，为什么带传动适宜放在高速级？,轴,根据载荷的不同，轴可分为哪几类？ 按弯扭合成强度设计轴时，系数的含义是什么？ 轴的结构设计。 便于轴上零件装拆 零件装配路线上没有阻挡 轴端倒角 定位与固定 滚动轴承的定位轴肩低于轴承内圈 为保证固定可靠，与零件配合的轴段宽度小于零件宽度 转动件不能用静止件定位或固定 加工工艺性 滚动轴承成对使用 键槽布置在同一加工方向上,1,2,3,5,4,6,7,错误原因,轴端过长，不便于滚动轴承装拆 滚动轴承的定位轴肩高于轴承内圈，不便于轴承拆卸 键的装配画法错误，且键槽应开在轴的同一母线上 轴段宽度应小于齿轮宽度 轴肩过高，使齿轮无法装配 带轮缺少轴向定位，应设计轴肩 带轮缺少轴向固定，可用轴端挡圈或圆螺母固定,改正,滚动轴承,根据公称接触角的大小，滚动轴承可分为哪两类？它们主要承担什么方向的载荷？ 滚动轴承基本代号中，3、6、7、N各代表什么类型的滚动轴承？内径代号的含义是什么？ 滚动轴承的额定寿命和基本额定动载荷有什么含义？ 3类和7类轴承的寿命计算步骤（掌握正装）。 滚动轴承的组合设计。,滚动轴承寿命验算步骤,求径向载荷R 求派生轴向力S 求轴向载荷A 根据正装或反装，确定派生轴向力的方向 根据轴向合力的方向，判断轴的运动趋势 根据正装或反装，判断哪端轴承受压，哪端轴承放松 压紧端轴承的轴向载荷等于除开本身派生轴向力之外的轴向力的代数和 放松端轴承的轴向载荷等于本身的派生轴向力 比较A/R与e的大小，求径向和轴向动载系数X、Y 求当量动载荷P 求轴承寿命Lh,滚动轴承的组合设计,两端固定式结构 轴承端盖顶紧外圈 内外圈避免过定位 轴承游隙调整 轴承端盖与箱体间增加一组调整垫片 装拆 正装与反装 定位轴肩低于内圈 润滑与密封 密封件的选择 伸出端轴承端盖的孔径大于轴径,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,错误原因,轴承端盖与箱体的结合面应加工出凸台或沉头座，以减少加工面积 滚动轴承采用两端固定式结构，轴承端盖的凸缘应顶紧轴承外圈 两端固定式结构不需要弹性挡圈对