华中科技大学机械原理课件CH4-齿轮
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华中科技大学机械设计基础PPT课件
华中科技大学机械学院 杨家军
灵巧机械手 航天飞机
华中科技大学机械学院 杨家军
课程的性质与任务
是一门介绍常用机构和通用机械零件的基 本知识和基本设计方法的技术基础课。
华中科技大学机械学院 杨家军
教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法。
3、讨论机械零部件的设计方法,如零部件 的工作能力、参数设计、结构设计、加工 工艺等。
工作载荷 名义载荷 计算载荷
——实际工作条件下的载荷 ——根据原动机功率求得的载荷
——对名义载荷进行修正得到的近似值
计算载荷
?
= K × 名义载荷
载荷系数
2、应力的分类
静应力 变应力
——不随时间改变或变化缓慢 ——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力 非稳定变应力——非周期性循环变应力
作用原理、构思总体原理解及布局造型等等, 都是最具创造性的 工作 因此也是决定新产品开发成败与否的最关键阶段。 设计进程本身是一个不断反馈循环的过程, 设计者在每一步都可 能获得新的信息, 从而反馈到前面的步骤。 因此, 一个出色的设计者往往要经历多次反复才能真正达到其最 优效果。
华中科技大学机械学院 杨家军
华中科技大学机械学院 杨家军
0.1.2 设计的原则
华中科技大学机械学院 杨家军
“不以规矩、不成方圆”
华中科技大学机械学院 杨家军
1、创新原则
创新概念 创新就是通过引入新概念、
新思想、新方法、新技术等.或对已有产 品的革新来创造具有相当社会价值的事物 或形式。
华中科技大学机械学院 杨家军
【案例分析】
洗
灵巧机械手 航天飞机
华中科技大学机械学院 杨家军
课程的性质与任务
是一门介绍常用机构和通用机械零件的基 本知识和基本设计方法的技术基础课。
华中科技大学机械学院 杨家军
教学内容
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
2、研究四种基本机构的特性和设计方法。
3、讨论机械零部件的设计方法,如零部件 的工作能力、参数设计、结构设计、加工 工艺等。
工作载荷 名义载荷 计算载荷
——实际工作条件下的载荷 ——根据原动机功率求得的载荷
——对名义载荷进行修正得到的近似值
计算载荷
?
= K × 名义载荷
载荷系数
2、应力的分类
静应力 变应力
——不随时间改变或变化缓慢 ——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力 非稳定变应力——非周期性循环变应力
作用原理、构思总体原理解及布局造型等等, 都是最具创造性的 工作 因此也是决定新产品开发成败与否的最关键阶段。 设计进程本身是一个不断反馈循环的过程, 设计者在每一步都可 能获得新的信息, 从而反馈到前面的步骤。 因此, 一个出色的设计者往往要经历多次反复才能真正达到其最 优效果。
华中科技大学机械学院 杨家军
华中科技大学机械学院 杨家军
0.1.2 设计的原则
华中科技大学机械学院 杨家军
“不以规矩、不成方圆”
华中科技大学机械学院 杨家军
1、创新原则
创新概念 创新就是通过引入新概念、
新思想、新方法、新技术等.或对已有产 品的革新来创造具有相当社会价值的事物 或形式。
华中科技大学机械学院 杨家军
【案例分析】
洗
齿轮机械原理课件
G2
b a
K1K3 K1'K3'
齿轮机械原理课件
• 问题2:G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐
开线,试问 k1k 2 和 k '1 k 2 '有何关系?
k1 K2’
K1’
k2
齿轮机械原理课件
• 问题2:G1、G3为同一基圆上所生成的两条反向渐
开线,试问 k1k 2 和 k '1 k 2 '有何关系?
齿轮机械原理课件
齿轮传动机构的特点 (1)直接接触的啮合传动;可传递空间任意两轴之
间的运动和动力; (2)功率范围大,速比范围大,效率高,精度高; (3)传动比稳定,工作可靠,结构紧凑; (4)改变运动方向; (5)制造安装精度要求高,不适于大中心距,成本
较高,且高速运转时噪声较大。
齿轮机械原理课件
,齿条的齿距均相等.
斜角(齿形角)。
(3) 分度线至 齿顶线的 高 度为齿顶高 ,分
度线至齿 根线的高 度 为齿根高
齿轮机械原理课件
标准安装
N1
B1
01
C
02
N2
B1点进入啮合瞬时
齿轮机械原理课件
标准安装
N1
r b1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
01
B1
C
r r ,
2
2
02
r r ,
1
1
B2
r b2
, N2
B2点脱离啮合瞬时
齿轮机械原理课件
设计:潘存云
m=4 z=16 m=2 z=16
齿轮机械原理课件
m=1 z=16
rb rk c o k s rc os Vk
F
k
机械原理齿轮传动ppt课件
(50p)
齿顶高ha ha* m 齿根高hf (ha* C*) m
标准值Cha**
1.0 0.25
4.4.2 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 标准齿轮的特征: 分度圆上模数和压力角为标准值; 齿距p所包含的齿厚s与齿槽宽e相等; 具有标准的齿顶高与齿根高。
4.6.4 渐开线齿廓的根切 1. 根切的现象
2.根切的危害 齿根强度削弱,重合度减小
根切位置
3. 根切的原因 标准齿轮:
刀具的齿顶线超过
了极限啮合点N。
CN CB
CN mz sin
2 CB mha*
sin
z
2ha*
sin 2
标准齿轮:
20,h
* a
1.0
z 17.097 17
vc1 vc2
1 O1C 2 O2C
i12
ω1 ω2
O2C O1C
const
C点:啮合节点,简称节点 27p
齿廓啮合基本定律 齿廓接触点的公法线始终通过中心连线上一 定点,速比恒定。 节圆:由节点决定的圆 共轭齿廓 凡满足齿廓啮合基本定律而相互啮合的一对 齿廓
16
轭
两头牛背上的架子称为轭,轭使两头牛同步行
rb—基圆半径; BK—渐开线发生线 θ K—渐开线上K点的展角
4.3.2 渐开线的性质
1.渐开线的发生线展直前后长度不变;
弧AB KB
K
2. B 是渐开线K点处的曲率中心,BK 是曲率半径; A 处的曲率半径为0 KB 为渐开线在K点的法线,并与基圆相切
3.渐开线的形状取决于基圆的大小 rb↑→∞,渐开线→直线;
机械原理高级篇4章_变位齿轮传动
• 齿轮插刀
切削运动
进给运动
范成运动 范成运动
用齿条刀具加工齿轮
用标准齿条刀具加工标准齿轮必须使刀具 的分度线与被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚 动。
标准齿条刀的齿廓,它与齿条的齿廓基本 相同,只是齿顶增加了c*m的高度。在齿条刀 中线上的齿厚与齿距之比等于0.5(即齿厚等于 齿槽宽)。与以半径为ρ的圆弧相切并平行于齿 条刀中线的直线刀刃称为刀顶线,它是用于切 制被切齿轮齿根圆的。半径为ρ的圆角刀刃,是 切出齿根部分非渐开线的过渡曲线。
同一圆上
pi si ei
齿顶圆(da 和 ra) 齿根圆(df 和 rf) 分度圆(d 和 r)
齿距pi 齿厚si 齿槽宽ei
分度圆 齿顶圆 基圆
齿顶高ha
齿根高hf rb rf
齿根圆 ra
ri
基圆(db 和 rb)
o
(二)齿轮基本参数的计算公式
1、分度圆与模数
设一齿轮的齿数为 z,其任一圆的直径为di ,该圆
切制圆柱外齿轮轮齿时,齿条刀是逐渐切 入齿轮坯的,切入的终点位置不同,切出 的齿轮轮齿尺寸就不同。
• 齿条插刀
图4--2所示为将齿条刀中线最终与齿轮坯分 度圆相切,并使它们之间保持纯滚动,所 以,被切齿轮与分度圆上的齿距等于齿条 刀中线上的齿距。由于切齿相当于无侧隙 啮合,被切齿轮分度圆齿厚必等于齿条刀 中线上的齿槽宽,而被切齿轮分度圆齿槽 宽必等于齿条刀中线上的齿厚。因为齿条 刀中线上的齿厚等于齿槽宽,所以,被切 齿轮的齿厚必等于齿槽宽,即s=e。
m
2
*
刀顶线 齿顶线 中线 刀根线
*
m
2
如图4-1所示为齿条刀切齿的原理图,它是利用齿轮 齿条啮合传动原理来加工齿廓的。其中齿条作刀具, 机床的传动链强制齿条刀与被切齿轮坯之间按齿轮齿 条啮合传动关系运动,即被切齿轮坯以角速度ω1等 速定轴转动,齿条刀相应地以线速度
华中科技大学-机械设计基础-讲义课件
平面和空间运动分析
研究平面和空间机构的位置、速度和加速度 分析方法。
多刚体系统动力学
研究多刚体系统在力作用下的运动规律和动 态性能。
机械动力学基础
动力学基本方程
介绍动力学的基本方程,包括牛顿第 二定律、动量定理、动能定理等。
刚体动力学
研究刚体在力作用下的运动规律和动 态性能,包括转动和振动。
弹性动力学
介绍先进的制造技术,如数控加工、3D打印等。
机械测试与评估实践
机械性能测试
介绍如何对机械系统进行性能测试,包 括运动学、动力学、刚度等方面的测试 。
VS
可靠性评估
介绍如何对机械系统进行可靠性评估,包 括疲劳寿命、环境适应性等方面的评估。
05
现代机械设计方法与技术
计算机辅助设计技术
01
总结词
利用计算机技术进行机械设计的 方法
机械零件设计实践
零件材料选择
介绍如何根据零件的工作条件和性能 要求,选择合适的材料,如金属、塑 料、复合材料等。
零件结构设计
介绍如何根据功能需求,对零件进行 结构设计,包括强度、刚度、耐磨性 等方面的考虑。
机械制造工艺实践
加工工艺流程
介绍常见的机械加工工艺流程,如铸造、锻造、焊接、切削加工等。
现代制造技术
案例一:汽车发动机的设计与分析
总结词
汽车发动机是机械设计基础的重要应用之一,其设计过程涉及到多个学科知识的综合运 用。
详细描述
汽车发动机的设计与分析涉及到机械设计基础中的许多知识点,如热力学、流体力学、 材料力学、制造工艺等。在汽车发动机的设计过程中,需要考虑诸多因素,如燃烧效率 、燃油经济性、排放性能、可靠性等。同时,还需要对发动机的各个部件进行详细的分
华科机械原理课件-齿轮系
螺旋方向(左旋/右旋)
空间想象 右 →左 螺栓 箭头折返 2 2
1
1
问题3:另一种投影方向上。
1
1
2
2
蜗杆左螺旋,求: 蜗轮旋转方向?
求:蜗杆螺旋方向? (左旋/右旋)
例:设轮1为首轮,轮5为末轮,已知各轮齿数为 z1, z2,…z5,求传动比i15 .
1 i z i yx
z xy
例5-2-1:已知齿数z1=30, z2=20, z2’=z3= 25, n1=100r/min, n3=200r/min。 求nH。
2 2’
2
H 1 3
2’
3
n1 nH z 2 z3 解: i n3 nH z1 z 2 '
H 13
1
H 13
1) n1与n3 同向, n1=100r/min n3=200r/min代入,可得 nH=-100r/min
100 nH 20 25 i 200 nH 30 25
2) n1与n3 反向,即用 n1=100r/min,n3= -200r/min代入,
100 nH 20 25 i 200 nH 30 25
H 13
可得
nH=700r/min
所求转速的方向,须由计算结果得正负号来决定,决不能在 图形中直观判断!
一、周转齿轮系的特点
• 由行星轮、中心轮、转臂和机架 组成。行星轮绕自身几何轴线回 转(自转),同时随转臂绕中心轮 轴线回转(公转)。
2
行星轮2
2
2’
H
×
1
3
H
转 臂H
行星架H 系 杆H
对左图类似 周转轮系, 常用名还有:
空间想象 右 →左 螺栓 箭头折返 2 2
1
1
问题3:另一种投影方向上。
1
1
2
2
蜗杆左螺旋,求: 蜗轮旋转方向?
求:蜗杆螺旋方向? (左旋/右旋)
例:设轮1为首轮,轮5为末轮,已知各轮齿数为 z1, z2,…z5,求传动比i15 .
1 i z i yx
z xy
例5-2-1:已知齿数z1=30, z2=20, z2’=z3= 25, n1=100r/min, n3=200r/min。 求nH。
2 2’
2
H 1 3
2’
3
n1 nH z 2 z3 解: i n3 nH z1 z 2 '
H 13
1
H 13
1) n1与n3 同向, n1=100r/min n3=200r/min代入,可得 nH=-100r/min
100 nH 20 25 i 200 nH 30 25
2) n1与n3 反向,即用 n1=100r/min,n3= -200r/min代入,
100 nH 20 25 i 200 nH 30 25
H 13
可得
nH=700r/min
所求转速的方向,须由计算结果得正负号来决定,决不能在 图形中直观判断!
一、周转齿轮系的特点
• 由行星轮、中心轮、转臂和机架 组成。行星轮绕自身几何轴线回 转(自转),同时随转臂绕中心轮 轴线回转(公转)。
2
行星轮2
2
2’
H
×
1
3
H
转 臂H
行星架H 系 杆H
对左图类似 周转轮系, 常用名还有:
机械原理-齿轮4
ε
εα =
1 [z1(tanα a1 − tanα ') + z2 (tanα a 2 − tanα ')] 2π
4.6 渐开线齿轮的加工
4.6.1 范成法加工齿轮
范成法也称展成法, 范成法也称展成法,是目前齿轮加工最常 用的一种切削加工方法。范成法加工齿轮时, 用的一种切削加工方法。范成法加工齿轮时, 刀具与轮坯之间有四种相对运动: 刀具与轮坯之间有四种相对运动: (1) 范成运动 (2) (3) (4) 切削运动 进给运动 让刀运动
4.9 斜齿圆柱齿轮机构
4.9.1 渐开线斜齿圆柱齿 轮
1.斜齿圆柱齿轮齿面的形成 1.斜齿圆柱齿轮齿面的形成
2.斜齿圆柱齿轮的基本参数 2.斜齿圆柱齿轮的基本参数 (1)螺旋角 (1)螺旋角 在分度圆柱上, 在分度圆柱上,螺旋线与轴线的夹角 β 称为分度圆 柱面上的螺旋角,常用它来表示斜齿轮轮齿的倾斜程度。 柱面上的螺旋角,常用它来表示斜齿轮轮齿的倾斜程度。 则: πd tan β b = tan β cos α t tan β =
t
或
(2)连续传动条件 (2)连续传动条件 其重合度也必须大于1(至少等于1)。 其重合度也必须大于1(至少等于1)。 1(
2、平行轴斜齿轮机构的特点及应用
(1)啮合性能好; (1)啮合性能好; 啮合性能好 (2)重合度大,承载能力较高; (2)重合度大,承载能力较高; 重合度大 (3)可获得更为紧凑的机构; (3)可获得更为紧凑的机构; 可获得更为紧凑的机构 (4)制造成本与直齿轮相同。 (4)制造成本与直齿轮相同。 制造成本与直齿轮相同 广泛应用于高速、重载的传动中。 广泛应用于高速、重载1、啮合线为一条定直线 nn : 2、能实现定传动比
齿轮机构及其设计(四)机械原理
轴向重合度
四、斜齿圆柱齿轮的当量齿数
当量齿轮及当量齿数--在研究斜齿轮法面齿形时, 可以虚拟一个与斜齿轮的法 面齿形相当的直齿轮,称这 个虚拟的直齿轮为该斜齿的 当量齿轮,其齿数则称为当 量齿数,用Zv表示
c
n c d
n
mt z 2 d z Zv 2 2 mn mn cos mn cos cos3
O
a
题3-7
B
R
C O
0
a B
l A
A
0
题3-7
B
R
C0 C O a l A
3-8 (P102) 题3-8图所示为偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构,该凸轮为 绕A转动的偏心圆盘,圆盘的圆心在O点。试在图上,
1). 作出凸轮的理论轮廓曲线; 2). 画出凸轮的基圆和凸轮机构的初始位置; 3). 当从动件推程作为工作行程时,标出凸轮的合理转向; 4). 用反转法作出当凸轮沿ω 方向从初始位置转过150°时的机构简图, 并标出该位置上从动件的位移和凸轮机构的压力角。
对数解算装置
解算仪中利用对数螺线非圆齿轮机构实现导
数的运算
绕线机
利用椭圆齿轮机构传动比的变化来控制绕线
机构往复运动的速度,从而使绕线缠绕成型良好
部分课后题与解答
题4-9:一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮, 已知z1=30, z2=60, m=4mm, α=20°, h*a=1, 试按比例精确作图画出无侧隙啮合时的实际 啮合线B1B2的长度,根据量得的B1B2的长度 计算重合度,并用重合度计算公式进行对比 校核计算。
(4)
rb1 rb 2 cos , r1 38.86mm, r2 85.89 mm r1 r2