【正文】 弱了輪齒的抗彎強(qiáng)度，另一方面使實(shí)際嚙合線縮短，從而使重合度降低，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。因而應(yīng)力求避免發(fā)生根切現(xiàn)象。發(fā)生根切的根本原因在于刀具的齒頂線超過了極限嚙合點(diǎn)N1,即當(dāng) 時(shí)，就會(huì)發(fā)生根切。根切的成因可通過幾何關(guān)系證明。4．漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪不根切的最少齒數(shù)由圖可知： 要不產(chǎn)生根切需滿足： 由此得不產(chǎn)生根切的最少的齒數(shù): 當(dāng)時(shí)，zmin＝ 17， 　 即標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)是17。7．7漸開線變位齒輪1．漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的局限性2．變位修正法3．不根切的最小變位系數(shù)如果根據(jù)傳動(dòng)要求確定了齒輪的齒數(shù)z，而z zmin,要避免根切只能將刀具遠(yuǎn)離輪坯中心移動(dòng)一段距離，最少移動(dòng)多少距離，可避免根切？如圖所示，移動(dòng)的距離用xm來表示（x稱為變位系數(shù)）,則： 不發(fā)生根切須滿足： 由此可得: 則最小變位系數(shù)為: 當(dāng)時(shí)：　4．變位齒輪的幾何尺寸此圖為標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加工正變位齒輪的情況，刀具中線遠(yuǎn)離輪坯中心移動(dòng)了xm的距離，即徑向變位量xm0。從圖中可以看出，刀具節(jié)線上的齒厚比刀具中線上的齒厚減少了 。由于齒條刀具的節(jié)線與輪坯的分度圓相切并作純滾動(dòng)，則被加工齒輪分度圓上的槽寬也減少 。由△IKJ可知：KJ=xmtanα 。因此正變位齒輪分度圓上的槽寬為： 而分度圓齒厚為:加工正變位齒輪時(shí)，刀具中線與節(jié)線分離，移出xm距離因此齒根高比標(biāo)準(zhǔn)齒輪減少了xm， 即 ，故齒根圓半徑為：為保持全齒高不變，仍等于(2ha*+c*)m，則齒頂高為ha=（ha*+x)m，齒頂圓半徑為： 7．8變位齒輪傳動(dòng)及設(shè)計(jì)1．無齒側(cè)間隙嚙合方程式 一對(duì)相嚙合的齒輪為了實(shí)現(xiàn)無齒側(cè)間隙嚙合，必須滿足下列條件, 根據(jù)整理后，可得無齒側(cè)間隙嚙合方程式： 2．傳動(dòng)類型及其選擇按照一對(duì)齒輪變位系數(shù)之和的不同，可分為三類：(1)零傳動(dòng)：一對(duì)齒輪的變位系數(shù)之和等于零。：兩輪的變位系數(shù)均為零，即 ：兩輪的變位系數(shù)不為零，但(2)正傳動(dòng)：一對(duì)齒輪的變位系數(shù)之和大于零。(3)負(fù)傳動(dòng)：一對(duì)齒輪的變位系數(shù)之和小于零。注意：正傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)較多，一般情況下，應(yīng)采用正傳動(dòng)；負(fù)傳動(dòng)缺點(diǎn)較多，除用于配湊中心距外，一般不用。在傳動(dòng)中心距等于標(biāo)準(zhǔn)中心距的情況下，為提高傳動(dòng)質(zhì)量，可采用等變位齒輪傳動(dòng)代替標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。7．9斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)1．齒面形成及嚙合特點(diǎn) 如圖所示。稱斜齒輪基圓柱上的螺旋角。顯然，越大，輪齒的齒向越偏斜，而當(dāng) 時(shí)，斜齒輪就變成了直齒輪。因此可以認(rèn)為直齒圓柱齒輪是斜齒圓柱齒輪的一個(gè)特例。傳動(dòng)情況如下圖：（1）正確嚙合條件： （2）連續(xù)傳動(dòng)條件： 要保證一對(duì)平行軸斜齒圓柱齒輪能夠連續(xù)傳動(dòng)，其重合度必須大于等于1。 圖示是直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和平行軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的對(duì)照，B2B2表示進(jìn)入嚙合的位置，B1B1表示脫離嚙合的位置。 斜齒輪到達(dá)位置1時(shí)一端進(jìn)入嚙合，到達(dá)2時(shí)全齒寬進(jìn)入嚙合，到達(dá)3時(shí)一端脫離嚙合，到達(dá)4時(shí)全齒寬脫離嚙合。因此，平行軸斜齒輪傳動(dòng)的實(shí)際嚙合區(qū)比直齒輪傳動(dòng)增大了 ，增大的重合度稱為縱向重合度，用 表示，由于 ， ，故 而端面重合度 （ 為端面嚙合角， 為端面齒頂圓壓力角） 總重合度 7．11蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)是用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間運(yùn)動(dòng)的一種齒輪機(jī)構(gòu)，通常取其交錯(cuò)角∑=90176。 1．蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的形成及傳動(dòng)特點(diǎn)蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)是由交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)演變而來的，如圖所示交錯(cuò)角=90176。、螺旋角旋向相同，小齒輪螺旋角很大，分度圓柱直徑較小、軸向長(zhǎng)度較長(zhǎng)、齒數(shù)很少，外形像一根螺桿，稱為蝸桿。蝸輪實(shí)際上是一個(gè)斜齒輪。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊。 （2）傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪聲。 （3）具有自鎖性。 （4）傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重。 （5）蝸桿軸向力較大，致使軸承摩擦損失較大。常用于兩軸交錯(cuò)、傳動(dòng)比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場(chǎng)合。當(dāng)要求傳遞功率較大時(shí)，為提高傳動(dòng)效率，常取 。此外，由于當(dāng) 較小時(shí)機(jī)構(gòu)具有自鎖性，故常用于卷揚(yáng)機(jī)等起重機(jī)構(gòu)中。2．蝸輪蝸桿傳動(dòng)的類型本節(jié)著重介紹普通圓柱蝸桿機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單的阿基米德蝸桿機(jī)構(gòu)。阿基米德蝸桿的端面齒形為阿基米德螺線。7．12錐齒輪機(jī)構(gòu)當(dāng)量齒數(shù)的用途：（1）仿形法加工直齒圓錐齒輪時(shí)，選擇銑刀的號(hào)碼。（2）計(jì)算圓錐齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度時(shí)查取齒形系數(shù)。3．直齒錐齒輪的嚙合傳動(dòng)4． 直齒錐齒輪傳動(dòng)的參數(shù)與幾何尺寸直齒圓錐齒輪大端模數(shù) 的值為標(biāo)準(zhǔn)值，壓力角 。第八章 輪 系8．1輪系及其分類1．定軸輪系定義：這種所有齒輪幾何軸線的位置在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均固定不變的輪系，稱為定軸輪系，又稱為普通輪系。2．周轉(zhuǎn)輪系 定義：這種在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中至少有一個(gè)齒輪幾何軸線的位置并不固定，而是繞著其它定軸齒輪軸線回轉(zhuǎn)的輪系，稱為周轉(zhuǎn)輪系。由于中心輪1，3和系桿H的回轉(zhuǎn)軸線的位置均固定且重合，通常以它們作為運(yùn)動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件，故稱其為周轉(zhuǎn)輪系的基本構(gòu)件。根據(jù)周轉(zhuǎn)輪系所具有的自由度數(shù)目不同，可將其分為：(1)行星輪系周轉(zhuǎn)輪系中，若將中心輪3（或1）固定，則整個(gè)輪系的自由度為1。這種自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系。(2)差動(dòng)輪系周轉(zhuǎn)輪系中，若中心輪1和3均不固定，則整個(gè)輪系的自由度為2。這種自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動(dòng)輪系。為了使其具有確定的運(yùn)動(dòng)，需要兩個(gè)原動(dòng)件。在一個(gè)輪系運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，若其中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線的位置不固定，而是繞著其它齒輪的軸線作周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，則可判定該輪系中含有周轉(zhuǎn)輪系。一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系由行星輪、系桿和中心輪等幾部分組成，其中，中心輪和系桿的運(yùn)轉(zhuǎn)軸線重合。3．混合輪系在工程實(shí)際中，除了采用單一的定軸輪系和單一的周轉(zhuǎn)輪系外，還經(jīng)常采用既含定軸輪系部分又含周轉(zhuǎn)輪系部分、或由幾部分周轉(zhuǎn)輪系所組成的復(fù)雜輪系，稱混合輪系或復(fù)合輪系8．2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算1．傳動(dòng)比大小的計(jì)算傳動(dòng)比定義： 所謂輪系的傳動(dòng)比，指的是輪系中輸入軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，即： 定軸輪系的傳動(dòng)比等于組成該輪系的各對(duì)嚙合齒輪傳動(dòng)比的連乘積；其大小等于各對(duì)嚙合齒輪中所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積與所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積之比。即8．3周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系的根本區(qū)別：周轉(zhuǎn)輪系中有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)著的系桿，因此使行星輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)。如果能設(shè)法使系桿固定不動(dòng)，那么周轉(zhuǎn)輪系就可轉(zhuǎn)化成一個(gè)定軸輪系。為此，假想給整個(gè)輪系加上一個(gè)公共的角速度(wH)，據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系并不改變，但此時(shí)系桿的角速度就變成了wHwH=0，即系桿可視為靜止不動(dòng)。于是，周轉(zhuǎn)輪系就轉(zhuǎn)化成了一個(gè)假想的定軸輪系，通常稱這個(gè)假想的定軸輪系為周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。首先求轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比：表示轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)中1輪主動(dòng)、3輪從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比。 因 所以 周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的一般公式：設(shè)周轉(zhuǎn)輪系中兩個(gè)中心輪分別為1和 n，系桿為H，則周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比i1nH的一般公式：若一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為+，則稱其為正號(hào)機(jī)構(gòu)；為則稱為負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)。8．4混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算在實(shí)際機(jī)械中，除了廣泛應(yīng)用單一的定軸輪系和單一的周轉(zhuǎn)輪系外，還大量用到由定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系組成的混合輪系，或由幾個(gè)單一的周轉(zhuǎn)輪系組合而成的混合機(jī)構(gòu)。 在計(jì)算混合輪系傳動(dòng)比時(shí)，既不能將整個(gè)輪系作為定軸輪系來處理，也不能對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的辦法。 計(jì)算混合輪系傳動(dòng)比的正確方法是： （1） 首先將各個(gè)基本輪系正確地區(qū)分開來。 （2） 分別列出計(jì)算各基本輪系傳動(dòng)比的方程式。 （3） 找出各基本輪系之間的聯(lián)系。 （4） 將各基本輪系傳動(dòng)比方程式聯(lián)立求解，即可求得混合輪系的傳動(dòng)比。 最關(guān)鍵的一步是正確劃分各個(gè)基本輪系。所謂基本輪系，指的是單一的定軸輪系或單一的周轉(zhuǎn)8．5輪系的功用及行星輪系的齒數(shù)條件工程實(shí)際中輪系應(yīng)用廣泛。其功能可概括為以下幾方面： （1）實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng) （2）實(shí)現(xiàn)變速與換向傳動(dòng)（3）實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大功率傳動(dòng)（4）實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)（5）實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解（6）實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)行星輪系的齒數(shù)條件；（1）保證輪系的齒數(shù)條件；（2）保證滿足同心條件；（3）保證滿足均布安裝條件（4）保證滿足鄰接條件。第九章 間歇機(jī)構(gòu)與其它機(jī)構(gòu)9．1棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)主要由棘輪、主動(dòng)棘爪、止回棘爪和機(jī)架組成。工作原理：主動(dòng)擺桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，擺桿上鉸接的主動(dòng)棘爪插入棘輪的齒內(nèi)，推動(dòng)棘輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。當(dāng)主動(dòng)擺桿順時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，止回棘爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)主動(dòng)棘爪在棘輪的齒背上滑回原位，棘輪靜止不動(dòng)。此機(jī)構(gòu)將主動(dòng)件的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)棘輪的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。利用彈簧使棘爪緊壓齒面，保證止回棘爪工作可靠。常用棘輪機(jī)構(gòu)的分類表按結(jié)構(gòu)分類齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)按嚙合方式分類外嚙合式內(nèi)嚙合式按運(yùn)動(dòng)形式分類單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)單向間歇移動(dòng)雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)雙向式棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)種類繁多，運(yùn)動(dòng)形式多樣，在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。其主要功能如下：（1）間歇送進(jìn)（牛頭刨床的間歇送進(jìn)機(jī)構(gòu)）；（2）制動(dòng)（卷揚(yáng)機(jī)制動(dòng)機(jī)構(gòu)）；（3）轉(zhuǎn)位、分度（手槍盤分度機(jī)構(gòu)）；（4）超越離合（鉆床的自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)）。9．2槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)由具有圓柱銷的主動(dòng)銷輪、具有直槽的從動(dòng)槽輪及機(jī)架組成。從動(dòng)槽輪實(shí)際上是由多個(gè)徑向?qū)Р鬯M成的構(gòu)件，各個(gè)導(dǎo)槽依次間歇地工作。工作原理：由主動(dòng)銷輪利用圓柱銷帶動(dòng)從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，完成間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)銷輪順時(shí)針作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)圓銷未進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪因內(nèi)凹的鎖止弧被銷輪外凸的鎖止弧鎖住而靜止；圓銷進(jìn)入徑向槽時(shí)，兩弧脫開，槽輪在圓銷的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓銷再次脫離徑向槽時(shí)，槽輪另一圓弧又被鎖住，從而實(shí)現(xiàn)了槽輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。 槽輪機(jī)構(gòu)主要分為傳遞平行軸運(yùn)動(dòng)的平面槽輪機(jī)構(gòu)和傳遞相交軸運(yùn)動(dòng)的空間槽輪機(jī)構(gòu)兩大類。平面槽輪機(jī)構(gòu)又分為外槽輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)，上述兩種槽輪機(jī)構(gòu)都用于傳遞平行軸運(yùn)動(dòng)。與外槽輪機(jī)構(gòu)相比，內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較平穩(wěn)、停歇時(shí)間較短、所占空間小?？臻g槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)和制造難度較大。 槽輪機(jī)構(gòu)能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角、工作可靠、機(jī)械效率高，與棘輪機(jī)構(gòu)相比，工作平穩(wěn)性較好，但其槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)程不可調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)角不可太小，銷輪和槽輪的主從動(dòng)關(guān)系不能互換、起停有沖擊。槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要比棘輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求較高，因此制造成本上升。槽輪機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用于轉(zhuǎn)速不高和要求間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械當(dāng)中，如自動(dòng)機(jī)械、輕工機(jī)械或儀器儀表等。9．3其它機(jī)構(gòu)1．星輪機(jī)構(gòu)；2．不完全齒輪機(jī)構(gòu)；3．凸輪間歇機(jī)構(gòu)；4．萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)；5．非圓齒輪機(jī)構(gòu)。9．4組合機(jī)構(gòu)在工程實(shí)際中，對(duì)于比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)變換，單一的基本機(jī)構(gòu)往往由于其本身所固有的局限性而無法滿足多方面的要求。由此，人們把若干種基本機(jī)構(gòu)用一定方式連接起來成為組合機(jī)構(gòu)，以便得到單個(gè)基本機(jī)構(gòu)所不能有的運(yùn)動(dòng)性能。機(jī)構(gòu)的組合是發(fā)展新機(jī)構(gòu)的重要途徑之一。機(jī)構(gòu)的組合方式有多種。在機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)中，單個(gè)的基本機(jī)構(gòu)稱為組合系統(tǒng)的子機(jī)構(gòu)。常見的機(jī)構(gòu)組合方式主要有以下幾種: 1．串聯(lián)式組合；2．并聯(lián)式組合；3．反饋式組合；4．復(fù)合式組合。 第十章 機(jī)械的平衡12．1機(jī)械平衡的目的和內(nèi)容機(jī)械平衡的目的是要盡可能地消除或減小慣性力對(duì)機(jī)械的不良影響。機(jī)械的平衡大致可分為三類：1．剛性轉(zhuǎn)子的平衡；2．撓性轉(zhuǎn)子的平衡；3．機(jī)械的平衡。12．2剛性轉(zhuǎn)子的平衡原理若只要求對(duì)轉(zhuǎn)子慣性力的平衡，稱為靜平衡；若要求轉(zhuǎn)子慣性力及其引起的慣性力矩同時(shí)達(dá)到平衡，稱為動(dòng)平衡。靜平衡設(shè)計(jì)：為了消除慣性力的不利影響，設(shè)計(jì)時(shí)需要首先根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)定出偏心質(zhì)量的大小和方位,然后計(jì)算出為平衡偏心質(zhì)量需添加的平衡質(zhì)量的大小及方位，最后在轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)圖上加上該平衡質(zhì)量，以便使設(shè)計(jì)出來的轉(zhuǎn)子在理論上達(dá)到平衡。這一過程稱為轉(zhuǎn)子的靜平衡設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡設(shè)計(jì)：為了消除動(dòng)不平衡現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)時(shí)需要首先根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)確定出各個(gè)不同回轉(zhuǎn)平面內(nèi)偏心質(zhì)量的大小和位置。然后計(jì)算出為使轉(zhuǎn)子得到動(dòng)平衡所需增加的平衡質(zhì)量的數(shù)目、大小及方位，并在轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)圖上加上這些平衡質(zhì)量，以便使設(shè)計(jì)出來的轉(zhuǎn)子在理論上達(dá)到動(dòng)平衡，這一過程稱為轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡設(shè)計(jì)。12．3剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)平衡實(shí)驗(yàn)有靜平衡實(shí)驗(yàn)和動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)。12．4平面機(jī)構(gòu)的平衡原理對(duì)于存在有往復(fù)運(yùn)動(dòng)或平面復(fù)合運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的機(jī)構(gòu)，其慣性力和慣性力矩不可能在構(gòu)件內(nèi)部消除，但所有構(gòu)件上的慣性力矩可合成為一個(gè)通過機(jī)構(gòu)質(zhì)心并作用于機(jī)架上的總慣性力和慣性力矩。因此，這類平衡問題必須就整個(gè)機(jī)構(gòu)加以研究，應(yīng)設(shè)法使其總慣性力和總慣性力矩在機(jī)架上得到完全或部分平衡，所以這類平衡又稱為機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡。43