机械传动(一)1012

1、 机机械械传传动动李辉李辉联接件：联接件：螺栓、键、花键支承件：支承件：轴、轴承机械零件机械零件其它：其它：联轴器、弹簧、机架转动副（两构件间只可相对转动）转动副（两构件间只可相对转动）移动副（两构件间只可相对移动）移动副（两构件间只可相对移动）低副低副表表1-2二、平面四杆（铰链）机构的类型及用二、平面四杆（铰链）机构的类型及用机机 架：架： 机构的固定构件；机构的固定构件；连连 杆：杆： 不直接与机架连接的构件；不直接与机架连接的构件；连架杆：连架杆： 与机架用转动副相连接的构件；与机架用转动副相连接的构件；连架杆可分为：连架杆可分为： 曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆；曲柄：能绕机架作整

2、周转动的连架杆； 摇杆：只能绕机架作小于摇杆：只能绕机架作小于360的某一角度摆动的连架杆。的某一角度摆动的连架杆。 在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周在铰链四杆机构中，按连架杆能否作整周转动，可将铰链四杆机构分为：转动，可将铰链四杆机构分为：一、曲柄摇杆机构一、曲柄摇杆机构二、双曲柄机构二、双曲柄机构三、双摇杆机构三、双摇杆机构2.1铰链四杆机构基本类型铰链四杆机构基本类型DABC摇摇杆杆机架机架摇杆摇杆连杆连杆双摇杆机构双摇杆机构DABC曲柄曲柄机架机架曲柄曲柄连杆连杆双曲柄机构双曲柄机构曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构DABC摇杆摇杆机架机架 曲柄曲柄连杆连杆2.1.1曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构

3、 两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆，两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。 曲柄曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件，为从动件，作变速往复摆动。作变速往复摆动。曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构DABC摇杆摇杆机架机架 曲柄曲柄连杆连杆雷达天线俯仰机构雷达天线俯仰机构可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的可以实现由曲柄的整周回转运动到摇杆往复摆动的运动转换。运动转换。 汽车车窗雨刷机构汽车车窗雨刷机构缝纫机缝纫机2.1.2双曲柄机构双曲柄机构两个连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为两个连架杆均为

4、曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构。双曲柄机构双曲柄机构DABC曲柄曲柄机架机架曲柄曲柄连杆连杆双曲柄机构双曲柄机构惯性筛工作机构惯性筛工作机构 从动曲柄从动曲柄3与主动曲柄与主动曲柄1的长度不同，故当主动曲柄的长度不同，故当主动曲柄1匀速回转一匀速回转一周时，从动曲柄周时，从动曲柄3作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子作变速回转一周，机构利用这一特点使筛子6作作加速往复运动，提高了工作性能。加速往复运动，提高了工作性能。 2.1.3双摇杆机构双摇杆机构两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。两个连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。双摇杆机构双摇杆机构DABC摇摇杆

5、杆机架机架摇杆摇杆连杆连杆双摇杆机构双摇杆机构起重机吊臂结构起重机吊臂结构 ABCD构成双摇杆机构，构成双摇杆机构，AD为机架，在主动摇杆为机架，在主动摇杆AB的驱动下，的驱动下，随着机构的运动连杆随着机构的运动连杆BC的外伸端点的外伸端点E获得近似直线的水平运动获得近似直线的水平运动（EE ），使吊重），使吊重Q能作水平移动，大大节省了移动吊重所需能作水平移动，大大节省了移动吊重所需要的功率。要的功率。 1、曲柄、曲柄1为原动件，作等角速转动；从动件曲柄为原动件，作等角速转动；从动件曲柄3也以相也以相同角速度转动。同角速度转动。2.1.4特例：特例：平行双曲柄机构，平行双曲柄机构，其相对两杆

6、平行且相等。其相对两杆平行且相等。2、当四个铰链中心处于同一直线上时，将出现运动不确、当四个铰链中心处于同一直线上时，将出现运动不确定状态。定状态。B2C2AB1C1 1D123B3C3C3 为了消除这种运动不确定状态为了消除这种运动不确定状态, ,可在主、从动曲可在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构。柄上错开一定角度再安装一组平行四边形机构。ABCD123B1 1C1BCC1 1B1 1BC机车驱动轮联动机构机车驱动轮联动机构飞机起落架机构飞机起落架机构2.1.5死点位置死点位置：（主动件条件）：（主动件条件） 在不计构件的重力、惯性力和运动副中的摩擦阻在不计构件的重力、惯性

7、力和运动副中的摩擦阻力的条件下力的条件下: 当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中当摇杆为主动件，连杆和曲柄共线时，过铰链中心心A的力，对的力，对A点不产生力矩，不能使曲柄转动，机点不产生力矩，不能使曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置构的这种位置称为死点位置 。DABCFBDACF 机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠惯性 冲过死点。冲过死点。缝纫机踏板机构缝纫机踏板机构 利用死点实例利用死点实例工件夹紧机构工件夹紧机构曲柄导杆机构曲柄导杆机构曲柄摇块机构曲柄摇块机构铰链四杆机构的演化铰链四杆机构的演化移动导杆机构移动导杆机构 根据机构中有无曲

8、柄和有几个曲柄，铰链四杆机构又有三种基本形式：摇杆长摇杆长转动副转动副D 直线直线 滑块滑块摇杆摇杆3 移动副移动副曲柄滑块机构曲柄滑块机构 当曲柄摇杆机构中的摇杆为无限长时，即为曲当曲柄摇杆机构中的摇杆为无限长时，即为曲柄滑块机构。具有一个移动副和三个转动副。柄滑块机构。具有一个移动副和三个转动副。2.2.1曲柄滑块机构曲柄滑块机构曲柄滑块机构的应用曲柄滑块机构的应用内燃机内燃机 曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构对心曲柄滑块机构e 称为偏距称为偏距e0，偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构e = 0，对心曲柄滑块机构，对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构AeB2C2慢行程慢行程 B1C1

9、2.2.1（1）曲柄滑块机构的行程）曲柄滑块机构的行程C1、C2：曲柄与连杆两次共线时，滑块移动的两个极：曲柄与连杆两次共线时，滑块移动的两个极限位置。曲柄滑块机构同样具有急回特性。限位置。曲柄滑块机构同样具有急回特性。两个极限位置之间的距离，称为机构的行程两个极限位置之间的距离，称为机构的行程H。主动件：曲柄或滑块主动件：曲柄或滑块H（2）对心式曲柄滑块机构的死点位置）对心式曲柄滑块机构的死点位置：AB2B1C1w1C2机构停在死点位置，不能起动。机构停在死点位置，不能起动。解决办法：运转时，靠惯性冲过死点。解决办法：运转时，靠惯性冲过死点。2.2.22.2.2曲柄导杆机构曲柄导杆机构123

10、4应用实例：回转式油泵（转动导杆机构）应用实例：回转式油泵（转动导杆机构） 牛头刨床的主体机构（摆动导杆机构）牛头刨床的主体机构（摆动导杆机构） 取曲柄滑块机构的原连架杆2为机架而得到的，原连杆3为主动件，若l3 l2，导杆1作整周运动，称为转动导杆转动导杆机构机构；若l3 l2，导杆1作往复摆动，称为摆动导杆机构摆动导杆机构。 312423412.2.32.2.3曲柄摇块机构曲柄摇块机构举例：自卸卡车车箱的举升机构举例：自卸卡车车箱的举升机构取曲柄滑块机构中的原连杆3为机架而得到的。当原曲柄2为原动件绕点转动时，滑块4绕机架3上的铰链中心摆动，故称该机构为曲柄摇块机构曲柄摇块机构或称为摆动滑

11、块机构摆动滑块机构。 23412341手摇唧筒手摇唧筒取曲柄滑块机构中的原滑块4为机架而得到的。当原曲柄2转动时，导杆1可在固定滑块4中往复移动，故该机构称为移动移动导杆机构导杆机构（或定块机构定块机构）。2.2.42.2.4移动导杆机构移动导杆机构2341应用实例：手压抽水机、抽油泵等。应用实例：手压抽水机、抽油泵等。2341凸轮机构凸轮机构 凸轮机构主要是由凸轮、从动件和机架所组成当凸轮运动时，通过其轮廓或凹槽与从动件接触，使从动件实现预期的运动规律。 凸轮机构是一种常见的高副机构。它结构简单紧凑，能够实现各种复杂的运动要求，广泛应用于各种机械和自控装置中。 棘轮机构间歇运动间歇运动槽轮机

12、构 不完全齿轮平面齿轮传动平面齿轮传动 （轴线平行）（轴线平行）直齿直齿斜齿斜齿人字齿人字齿圆柱齿轮圆柱齿轮非圆柱齿轮非圆柱齿轮 空间齿轮传动空间齿轮传动 （轴线不平行）（轴线不平行）按相对按相对运动分运动分 按齿廓曲线分按齿廓曲线分直齿直齿斜齿斜齿曲线齿曲线齿圆锥齿轮圆锥齿轮两轴相交两轴相交两轴交错两轴交错蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动交错轴斜齿轮交错轴斜齿轮准双曲面齿轮准双曲面齿轮渐开线齿轮渐开线齿轮摆线齿轮摆线齿轮 圆弧齿轮圆弧齿轮 按速度高低分按速度高低分:按传动比分按传动比分:按封闭形式分：按封闭形式分：齿齿轮轮传传动动的的类类型型高速、中速、低速齿轮传动。高速、中速、低速齿轮传动。定传动

13、比、变传动比齿轮传动。定传动比、变传动比齿轮传动。开式齿轮传动、闭式齿轮传动开式齿轮传动、闭式齿轮传动。球齿轮球齿轮抛物线齿轮抛物线齿轮分类：分类：内齿轮内齿轮传动传动齿轮齿条齿轮齿条外齿轮传动外齿轮传动齿轮传动的特点和类型齿轮传动的特点和类型一、齿轮机构的传动类型一、齿轮机构的传动类型一、齿轮机构的传动类型一、齿轮机构的传动类型外啮合直齿轮外啮合直齿轮内啮合直齿轮内啮合直齿轮1 1、两轴线平行的圆柱齿轮机构、两轴线平行的圆柱齿轮机构斜齿圆柱齿轮斜齿圆柱齿轮人字齿圆柱齿轮人字齿圆柱齿轮斜齿轮的啮合人字齿轮啮合2齿轮齿条传动齿轮齿条传动齿轮齿条啮合直直齿齿圆圆锥锥齿齿轮轮传传动动2 2、相交轴齿

14、轮传动、相交轴齿轮传动3 3、交错轴的齿轮机构、交错轴的齿轮机构蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动斜齿圆柱齿轮机构斜齿圆柱齿轮机构交错轴齿轮传动蜗轮传动其它类型其它类型A A 工作条件工作条件 ：开式传动、闭式传动：开式传动、闭式传动B B 传动比传动比 ：定传动比、变传动比：定传动比、变传动比齿轮传动的特点和分类齿轮传动的特点和分类一、齿轮机构的传动类型一、齿轮机构的传动类型二、二、齿轮机构的传动特点齿轮机构的传动特点缺点：缺点： 制造和安装精度制造和安装精度要求较高；要求较高；不适宜用于两轴间不适宜用于两轴间 距离较大的传动距离较大的传动。适用范围广；适用范围广；优点：优点：传动比稳定传动比稳定；传

15、动效率高；传动效率高；结构紧凑；结构紧凑；工作可靠，使用寿命长工作可靠，使用寿命长。 渐开线齿廓渐开线齿廓AK渐开线渐开线N发生线发生线渐开线渐开线AKAK的展角的展角kO基圆基圆rbrk 渐开线齿廓渐开线齿廓二、渐开线齿廓二、渐开线齿廓（一）渐开线的形成渐开线的形成当直线当直线L L沿半径为沿半径为r r的圆的圆周做纯滚动时，直线上周做纯滚动时，直线上任一点的轨迹称为该圆任一点的轨迹称为该圆的渐开线的渐开线(4)(4)渐开线的形状取决于渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线径趋于无穷大时，渐开线成为斜直

16、线。成为斜直线。A22rb1o112rb2o2(5)(5)基圆内无渐开线。基圆内无渐开线。3 KN2N1A11渐开线标准齿轮渐开线标准齿轮 各部分的名称和几何尺寸各部分的名称和几何尺寸 一、齿轮基本尺寸的名称和符号齿轮基本尺寸的名称和符号二、标准齿轮基本尺寸的计算公式二、标准齿轮基本尺寸的计算公式齿数 Z齿槽b一、齿轮基本尺寸的名称和符号一、齿轮基本尺寸的名称和符号iiiesp同一圆上同一圆上齿齿根圆（根圆（df 和和 rf）齿顶圆（齿顶圆（da 和和 ra）分度圆（分度圆（d 和和 r）基圆（基圆（db 和和 rb）四圆四圆三弧三弧齿厚齿厚si齿槽宽齿槽宽ei齿距齿距pi三高三高齿顶高齿顶高

17、ha齿根高齿根高hf齿全高齿全高hfahhhrf齿根圆齿根圆rb基圆基圆ra齿顶圆齿顶圆齿距齿距pi齿厚齿厚si齿槽宽齿槽宽eiri齿顶高齿顶高ha齿根高齿根高hf分度圆分度圆ro轮齿的失效和齿轮材料轮齿的失效和齿轮材料一、轮齿的失效一、轮齿的失效二、二、轮齿的材料轮齿的材料一、轮齿的失效一、轮齿的失效 轮齿传动的失效形式及设计准则轮齿传动的失效形式及设计准则轮齿折断轮齿折断失效形式失效形式一般发生在齿根处，严重过载突然断裂、疲劳折断。位置在节线以下靠近齿跟处。位置在节线以下靠近齿跟处。点蚀出现后，齿面不再是完整的渐开线点蚀出现后，齿面不再是完整的渐开线曲面，从而影响轮齿的正常啮合，产生曲面，从而影响轮齿的正常啮合，产生冲击和噪声