又如何取值。
注意: 推程[α]的值是根据F/G<2来确定的,此值距机构会发生自锁的压力角还相距甚远,故压力角若略有超过并不是不可接受的。 如何掌握确定盘形凸轮机构基本尺寸的方法?
凸轮机构中一个最重要的基本尺寸是凸轮的基因半径。基圆半径增大可以改善凸轮机构的工作条件(使压力角减小,轮廓曲线的曲率半径增大等);但却会使整个凸轮机构的尺寸增大。所以凸轮基圆半径的合理确定是一个重要问题。 凸轮基圆半径的大小确定方法有:
方法一:若有诺模图资料可利用时,用诺模图的方法来确定而很简便。
方法二:根据机器的总体布置和结构上的需要,初步确定基圆半径的大小,然后验算凸轮机构的压力角是否符合需要,再作必要调整。 方法三:对于一些重要的高速凸轮可用计算机辅助设计和优化技术等来确定合适的基圆半径。
除基圆半径外,直动推杆的导轨长度,最大悬伸长度;摆动推杆的摆杆长度及摆动中心的位置;滚子推杆的滚子半径;平底推杆的平底长度也都是重要的基本尺寸,它们会影响到凸轮机构的受力情况、尺寸、变尖、失真、强度等一系列问题,应仔细斟酌确定。 参考书目
1. 邹慧君,董师予等编译.凸轮机构的现代设计.上海:上海交通大学出版社,1991 2. 孔午光著. 高速凸轮.北京:高等教育出版社,1992
3. 赵韩,丁爵曾等编著.凸轮机构设计.北京:高等教育出版社,1993
4. 石永刚, 徐振华等编著.凸轮机构设计.上海:上海科学技术出版社,1991 第十章 齿轮机构的应用及分类 学习内容 *齿轮机构的应用和分类 *齿轮的齿廓曲线
*渐开线齿廓的啮合特点
*渐开线标准齿轮的基本参数和及和尺寸 *渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 *渐开线齿轮的变位修正 *斜齿圆柱齿轮传动 *蜗杆传动 *圆锥齿轮传动 学习要求
*了解齿轮机构的类型和应用。 *明确齿廓啮合基本定律的概念。
*深入了解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性。
*掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算。
*明确根切现象及最少齿数,齿轮的变位修正和变位齿轮传动的基本概念。 *了解平行轴斜齿圆柱齿轮的啮合特点,掌握标准斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸的计算。 *了解标准直齿圆锥齿轮传动的特点及其几何尺寸的计算。 *对蜗杆传动的特点有所了解。 重点难点
本章的学习重点是:渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算,对于其他类型的齿轮传动则应注意其与直齿 圆柱齿轮传动的异同点。 本章的学习难点是:齿轮的变位修正和变位齿轮传动。这一部分内容因受教学学时的限制,未作为本章的重点内容来阐述,
但它在工程实 际中却是非常重要的。 学习安排 本章本章授课 自学 作 业 选修实验 8学12学习题 10-2、10-3、10-4、10-5、1.渐开线齿轮的尺寸参数测定(1学时)时 时 10-7、10-10、10-11 2.渐开线齿廓范成法实验(1学时) 学习方法
如何掌握好本章的基本内容?
本章虽具有内容多、术语多、符号多、公式多等特点,但因其条理性强,形象直观,因而并不难理解和记忆。更何况除少数基本关系式外,对大多数公式并不要求强记。只要将齿轮各部分的名词术语、符号及几何关系搞清楚,就不难正确理解和进行计算了。 如何掌握好直齿圆柱齿轮这部分内容? 本章前一部分介绍直齿圆柱齿轮,这是本章的重点。要注意按如下四个层次来理解和掌握这部分内容。 其一,由于齿轮是靠齿廓彼此推动来传动的,故首先研究了齿廓与齿轮传动比之间的关系,由此得出了齿廓啮合的基本定律和共轭齿廓的概念。
渐开线齿廓不仅可保证定传动比,且传动平稳、具有可分性,能用直线刀刃切制等一系列优点,故至今仍在齿轮传动中占据主导地位。因而对渐开线的五大特 性应有充分的认识,这是进一步研究渐开线齿轮传动的重要基础。
其二,由于齿轮是单个加工出来的,故其次研究了单个的渐开线齿轮,介绍了齿轮各部分的名称和尺寸。其中分度圆是一个重要的概念。每个齿轮都有一个且只有一个分度圆,它是齿轮各部分尺寸计算的基准,其上的模数m和压力角α均为标准值。
因渐开线的形状取决于基圆的大小,而db = mzcosα,故m、z、α是齿轮的三个基本参数。除此之外,齿轮的参数还有齿顶高系数和顶隙系数c*。在这一部分同时还介绍了标准齿轮这一重要概念。
其三,由于齿轮是靠成对来实现传动的,故要研究一对齿轮的啮合传动,首先提出了一对齿轮要能正确啮合并能连续传动,两轮的模数和压力角应 分别相等,其重合度必须大于1的条件。在这一部分还提出与组成一对齿轮传动有关的中心距、啮合线、啮合角、无侧隙啮合等重要概念。 其四,由标准齿轮传动存在不足之处提出了渐开线齿轮传动的变位修正的概念和变位齿轮传动的设计计算问题。标准齿轮传动的一个重要缺点是易发生根切,必须弄清什么是齿廓的根切现象,在什么条件下发生根切,以及如何避免根切和不产生根切的最少齿数等。 最后介绍了变位修正齿轮传动的概念及其设计计算。 要注意分清直齿轮传动中容易发生混淆的几个概念。
在学习直齿圆柱齿轮传动的内容时,要注意分清以下几个易发生混淆的概念。
其一,分度圆和节圆,当两齿轮按标准中心距安装时,齿轮的节圆和分度圆重合。但两者是两个不同概念的产物:分度圆是计算齿轮几何尺寸的基 准,每个齿轮都有一个大小完全确定的分度圆(d = mz),与齿轮的啮合情况无关;而节圆是在一对齿轮啮合时两齿轮上彼此相切作纯滚动的圆,节圆的大小 随齿轮中心距的增大而增大,单个齿轮无节圆。
其二,啮合角和压力角,啮合角是一对齿轮在啮合传动时,啮合线与节圆内公切线之间所夹的锐角,故其值恒等于齿轮在节圆上的压力角,啮合角也随齿轮中心距的增大而增大。当两轮中心距为标准中心距时,啮合角才等于齿轮分度圆压力角。 其三,正确啮合条件和连续传动条件,是保证一对齿轮能够正确啮合并连续平稳传动的缺一不可的条件。如前者不满足,两齿轮便不能正确进入啮 合,更谈不上传动是否连续的
问题;如后者得不到保证,两轮的正确啮合传动将会出现中断现象。故这两个条件解决的问题不同,在概念上应予以分清。
其四,变位齿轮和标准齿轮,齿轮的变位修正不仅可用以避免根切,更重要的是可以用变位修正来提高齿轮传动的承载能力(而齿轮的尺寸和重量 变动不大),改善齿轮的啮合性能或配凑齿轮的中心距等。因而在机械工程中许多重要的齿轮传动都采用了变位修正。故对齿轮的变位修正应给以必要的重视。在学 习变位齿轮时,要注意它与标准齿轮的异同点:注意齿轮哪些几何尺寸变化了,哪些尺寸不变,并弄清为什么?
在设计变位齿轮时,要用到(一些重要关系式),这些关系式虽不用强记,但应明确式中各符号的意义,并能正确使用各式。
变位齿轮传动的设计过程并不复杂也不困难,只要按照教材上介绍的步骤进行即可。所谓变位齿轮设计难,指的是变位系数的选取,因为变位系数 的选取要考虑多方面的因素,变位系数选取得是否恰当将影响到齿轮多方面的性能。好在有许多专著和机械设计手册介绍了变位系数的选取问题,在设计时可按资料 中的指示进行选取。
最后,要注意齿轮的正、负变位和齿轮的正、负传动是两个不同的概念,前者是就一个齿轮而言,说的是该齿轮的变位系数χ是正还是负;后者是就一对啮合齿轮而言,指的是两啮合齿轮变位系数和(χ1+χ2)是大于零还是小于零。 要明确斜齿圆柱齿轮的有关概念。
斜齿圆柱齿轮传动分为平行轴斜齿圆柱齿轮传动(简称斜齿轮传动)和交错轴斜齿圆柱齿轮传动(又称螺旋齿轮传动)两种。就单个齿轮来说两者 并无区别;作为一对啮合齿轮,因安装条件不同,两者出现很大的差异。我们要注意两者各自的正确啮合条件、传动中的特点、优缺点及适用场合。
斜齿轮的几何参数有端面、法面之分,要注意两者之间的关系,以及何者为标准值。 对斜齿轮的当量齿轮要有明确的概念,如什么是当量齿轮,为什么要提出当量齿轮等问题要弄明白。
要能正确计算斜齿轮各部分的几何尺寸,在计算中一定要注意达到工程上所需的计算精度。如螺旋角β要计算到××°××'××\由法面模数计算端面模数mt时要精确到小数点后3~4位,才能满足工程需要。 学习蜗轮蜗杆传动的内容时应注意的几个问题。
对于蜗杆传动要特别注意其传动特点和正确啮合条件。
以前采用蜗杆传动大多利用一级蜗杆传动就能获得大的减速比(如某用以作飞机空气动力试验的风洞中用来改变飞机俯仰状态的蜗杆传动的减速比 将近1000)和反行程能自锁等优点,小减速比一般不采用蜗杆传动。但最近又有一种新的动向,由于蜗杆传动特别平稳,噪声极小,故目前在要求传动平稳性高 和噪声低的地方,即使传动比不大(i≥4~5),也有采用蜗杆传动的。为了适应这种情况,蜗杆的头数由以前的1~4增加到1~10。 在设计中要注意,为了限制蜗轮滚刀的种类不致太多,国标中规定了蜗杆分度圆直径的标准值。
学习圆锥齿轮传动的内容时应掌握的学习要点。 圆锥齿轮用于相交轴之间的传动。在学习中要注意它与圆柱齿轮之间的不同点,以及背锥、当量齿轮与当量齿数、等顶隙等重要概念。
要能正确计算其几何尺寸。分度圆锥角、齿顶圆锥角、齿根圆锥角、背锥角等应计算到××°××’,而长度尺寸应计算到××.××mm。 还应注意了解新型齿轮传动的发展。
圆弧齿轮传动是一种新型传动,在高速大动力的齿轮传动中已取得成功,线速度已达120~150m/s,传递功率已上万千瓦。
新型齿轮传动是齿轮传动的一种研究方向,目前虽已提出了多种新型传动,但获得工业应用的数量还不很多。 参考书目
1. [俄]李特文著,卢贤占等译.齿轮啮合原理.上海:上海交通大学出版社,1984 2. 朱景梓著. 变位齿轮移距系数的选择.北京:人民教育出版社,1982 第十一章 齿轮系 学习内容 *齿轮系及其分类 *定轴轮系的传动比 *周转轮系的传动比 *复合轮系的传动比 *轮系的功用 *行星轮系的效率
*行星轮系的类型选择及设计的基本知识 学习要求
*了解轮系的分类和应用。
*掌握定轴轮系、周转轮系及复合轮系传动比的计算方法。
*了解行星轮系的效率计算,以及选型和齿轮齿数选取等行星轮系设计的基本知识。 *对新型行星齿轮传动有所了解。 重点难点
本章的学习重点是:轮系传动比的计算,特别是周转轮系和复合轮系传动比的计算。本章的学习难点是:复合轮系如何正确划分为各个基本轮系。 学习安排 本章授本章自课 学 作业 课外讨论题 习题11-1、11-4、11-6、11-7、11-11、11-12、习题11-5、11-9、11-15、4学时 6学时 11-13、11-14 11-16
学习方法
如何正确划分轮系?
轮系的分类主要是根据轮系在运转时其所有齿轮的轴线相对于机架是否在运动来划分的。所以在确定轮系为何种轮系时,首先应观察在组成该轮系的所有齿轮中是否存在其轴线相对于机架是运动的齿轮。
凡轴线相对于机架是运动的齿轮,就是行星轮,这时支承并带动行星轮轴线转动的构件就是行星轮,而绕固定位置轴线转动且与行星轮相啮合的齿轮就是太阳轮,这样,每一个行星架和其上安装的若干个行星轮及与其相啮合的太阳轮就组成为一个基本周转轮系。若周转轮系的两个太阳轮都是运动的,则这个周转轮系就为差动轮系,若其中一个太阳轮是固定的,则这个周转轮系就是行星轮系。凡所有的齿轮轴线位置都是固定的,这个轮系就是一个定轴轮系。
如何正确进行定轴轮系和周转轮系传动比的计算?
轮系传动比的计算是基础知识,应熟练掌握。传动比计算包含两项任务,确定传动比的大小及从动轮的转向。
定轴轮系传动比的计算很简单,而其从动轮转向的确定推荐用画转向箭头的方法。 周转轮系的传动比的计算应用了转化轮系法,即给整个周转轮系附加一个公共角速度(-)后,使周转轮系转化成了定轴轮系。既然转化轮系是定轴轮系,其传动比的计算就

