緒論

機構(gòu)：是一些具備各自特點的和具有確定的相對運動的基本組合的統(tǒng)稱。

組成機構(gòu)的各個相對運動部分稱為構(gòu)件。構(gòu)件作為運動單元，它可以是單一的整體，也可以是由幾個最基本的事物（通常稱為零件）組成的剛性結(jié)構(gòu)。

構(gòu)件和零件的區(qū)別：構(gòu)件是運動的單元，而零件是制造的單元。

平面機構(gòu)及其自由度

自由度：

約束：

運動副的分類：

按照接觸的特性，分為低副和高副。面接觸的運動副稱為低副；點接觸或線接觸的運動副稱為高副。

按照組成運動副兩構(gòu)件的相對運動是平面運動還是空間運動，可以把運動副分為平面運動副和空間運動副。

低副：平面運動副中的低副有轉(zhuǎn)動副和移動副。

高副：

平面運動副：

空間運動副：

機構(gòu)運動簡圖及作用

用簡單線條和規(guī)定的符號來表示構(gòu)件和運動副，并按比例表示各運動副的相對位置，且能準確表達機構(gòu)運動特性的簡單圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。

構(gòu)件的分類

• 固定件：是研究機構(gòu)運動時作為參考坐標系的構(gòu)件。
• 原動件：是運動規(guī)律已知的活動構(gòu)件。它的運動是由外界輸入的，故又稱為輸入件。
• 從動件：從動件是機構(gòu)中隨著原動件而運動的其余活動構(gòu)件。其中輸出機構(gòu)預(yù)期運動的從動件稱為輸出件。

平面機構(gòu)的自由度：

平面機構(gòu)的自由度是指機構(gòu)中各構(gòu)件相對于機架所能有的獨立運動數(shù)目。

一個作平面運動的自由構(gòu)件具有三個自由度。因此，平面機構(gòu)中的每個活動構(gòu)件，在未用運動副連接之前，都有三個自由度。每個低副引入兩個約束，使構(gòu)件失去兩個自由度，每個高副引入一個約束，使構(gòu)件失去一個自由度。設(shè)平面機構(gòu)共有K個構(gòu)件。除去固定件，機構(gòu)中的活動構(gòu)件數(shù)為n=(K-1)。在未使用運動副聯(lián)接之前，活動構(gòu)件的自由度總數(shù)為3n。當用運動副將構(gòu)件聯(lián)接起來組成機構(gòu)后，構(gòu)件的自由度總數(shù)就減少了。F = 3n - 2P(1) - P(2)。

復(fù)合鉸鏈：

當兩個或兩個以上的轉(zhuǎn)動副軸線重合，在與軸線垂直的視圖上，只能看到一個鉸鏈，該鉸鏈稱之為復(fù)合鉸鏈。

復(fù)合鉸鏈往往被錯當成一個轉(zhuǎn)動副來計算，因此必須加以注意。由M個構(gòu)件匯成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)當按M-1個轉(zhuǎn)動副計算。

局部自由度：

與輸出件運動無關(guān)的自由度稱為局部自由度。在計算整個機構(gòu)的自由度時，局部自由度應(yīng)當除去不計。

虛約束：

在特定的幾何條件下，有些約束所起的限制作用是重復(fù)的。這種不起獨立限制作用的約束稱為虛約束。在計算機構(gòu)自由度時，虛約束應(yīng)當除去不計。

平面機構(gòu)的虛約束常見于下列情況中：

（1）軌跡相同：

當不同構(gòu)件上兩點間的距離保持恒定時，若在兩點間加上一個構(gòu)件和兩個轉(zhuǎn)動副，雖然不改變機構(gòu)運動，但卻引入一個虛約束。

（2）移動副平行：

兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副且其導(dǎo)路相互平行，這時只有一個移動副起約束作用，其余移動副都是虛約束。

（3）轉(zhuǎn)動副軸線重合

兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副且其軸線相互重合，這時只有一個轉(zhuǎn)動副起約束作用，其余轉(zhuǎn)動副都是虛約束。

（4）對稱結(jié)構(gòu)

在輸入件與輸出件之間用多組完全相同的運動鏈來傳遞運動時，只有一組起獨立傳遞運動的作用，而其余各組引入的約束為虛約束。

虛約束雖然不影響機構(gòu)的運動，但卻可以增加機構(gòu)的剛性，改善其受力狀況，因而在結(jié)構(gòu)設(shè)計中被廣泛使用。必須指出，只有在特定的幾何條件下才能構(gòu)成虛約束，如果加工誤差太大，滿足不了這些特定的幾何條件，虛約束就會成為實際約束，從而使機構(gòu)失去運動的可能性。

速度瞬心

平面四桿機構(gòu)：

所有運動副均為轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)稱為鉸鏈四桿機構(gòu)。

組成：

• 連架桿：
• 連桿：
• 機架：

曲柄：能做整周轉(zhuǎn)動的連架桿。

搖桿：只能在一定角度范圍內(nèi)擺動的連架桿。

曲柄搖桿機構(gòu)：

在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿中，一個為曲柄，另一個為搖桿，則此鉸鏈四桿機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。

雙曲柄機構(gòu)：

在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩連架桿均為曲柄，則稱為雙曲柄機構(gòu)。

在雙曲柄機構(gòu)中，用的較多的是平行雙曲柄機構(gòu)，或稱為平行四邊形機構(gòu)。

必須指出，這種機構(gòu)當四個鉸鏈中心處于同一直線上時，將出現(xiàn)運動不確定狀態(tài)。

為了消除這種運動不確定狀態(tài)，可以在主從曲柄上錯開一定角度再安裝一組平行四邊形機構(gòu)。當上面一組平行四邊形共線時，下面一組平行四邊形卻處于正常位置，故機構(gòu)仍然保持確定運動。

雙搖桿機構(gòu)：

兩連架桿均為搖桿的鉸鏈四桿機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。

鉸鏈四桿機構(gòu)的特性：

鉸鏈四桿機構(gòu)中是否存在曲柄，取決于機構(gòu)各桿的相對長度和機架的選擇。

（1）在曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄是最短桿。

（2）最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，是曲柄存在的必要條件。

當各桿長度不變（滿足最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和）而取不同桿為機架時，可以得到不同類型的鉸鏈四桿機構(gòu)。

• 取最短桿相鄰的構(gòu)件為機架，最短桿為曲柄，而另一連架桿為搖桿，這兩種機構(gòu)均為曲柄搖桿機構(gòu)。
• 取最短桿為機架，其連架桿均為曲柄，為雙曲柄機構(gòu)。
• 取最短桿的對邊為機架，則兩連架桿都不能整周運動，為雙搖桿機構(gòu)。

如果鉸鏈四桿機構(gòu)中的最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則該機構(gòu)中不可能存在曲柄，無論取哪個構(gòu)件為機架，都只能得到雙搖桿機構(gòu)。

急回運動：

曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄在轉(zhuǎn)動一周的過程中，有兩次與連桿共線在這兩個位置搖桿的位置分別對應(yīng)其左右極限位置。搖桿在左右極限位置間的夾角φ稱為搖桿的擺角。

急回運動特性可用行程速比系數(shù)K來表示。極位夾角θ越大K越大。

連桿為二力桿，它作用于從動桿上的力F是沿連桿方向的，作用在從動件上的驅(qū)動力F與該力作用點絕對速度v之間所夾的角α稱為壓力角。

在連桿設(shè)計中，為了度量方便，習慣用壓力角α的余角γ（連桿和從動搖桿之間所夾的銳角）來判斷傳力性能，γ稱為傳動角。

γ傳動角是銳角。有兩個極值，極值中較小的是最小傳動角。

死點位置

當搖桿擺到極限位置時，連桿與曲柄共線，若不計各桿的質(zhì)量，則這時連桿加給曲柄的力將通過鉸鏈中心，此力對鉸鏈中心A點不產(chǎn)生力矩，因此不能使曲柄轉(zhuǎn)動。機構(gòu)中的這種位置稱為死點位置。死點位置會使機構(gòu)的從動件出現(xiàn)卡死或運動不確定現(xiàn)象。為了消除死點位置的不良影響，可以對從動曲柄施加外力，或者利用飛輪及構(gòu)件自身的慣性作用，使機構(gòu)順利通過死點位置。

死點位置對傳動雖然不利，但是對某些夾緊裝置卻可用于防松。

移動副取代轉(zhuǎn)動副的演化

曲柄滑塊機構(gòu)就是用移動副取代曲柄搖桿機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動副而演化得到的。

當滑塊軌跡mm的延長線與回轉(zhuǎn)中心A之間存在偏距e時，則稱為偏置曲柄滑塊機構(gòu)。當曲柄等速度轉(zhuǎn)動時，偏置曲柄滑塊機構(gòu)可實現(xiàn)急回運動。

雙滑塊機構(gòu)是具有兩個移動副的四桿機構(gòu)。

按照兩個移動副所處位置的不同，可將雙滑塊機構(gòu)分成四種類型。

（1）兩移動副不相鄰。這種機構(gòu)從動件3的位移與原動件轉(zhuǎn)角的正切成正比，故稱為正切機構(gòu)。

（2）兩移動副相鄰。且其中一個移動副與機架相關(guān)聯(lián)。這種機構(gòu)從動件3的位移與原動件轉(zhuǎn)角的正弦成正比，故稱為正弦機構(gòu)。

（3）兩移動副相鄰，且均不與機架相關(guān)聯(lián)。這種機架的主動件2與從動件4具有相等的角速度。它可以用來連接中心線不重合的兩根軸。

（4）

平面四桿機構(gòu)的設(shè)計：

凸輪機構(gòu)

凸輪機構(gòu)主要由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，當它運動時，通過高副接觸而使從動件獲得任意預(yù)期的運動規(guī)律。

凸輪一般做連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，凸輪和從動件的接觸可以靠彈簧力、重力或凹槽來實現(xiàn)，從動件可以作連續(xù)或間歇的往復(fù)運動或擺動。

凸輪機構(gòu)分類

凸輪機構(gòu)可根據(jù)凸輪的形狀和從動件的型式進行分類。

（1）按凸輪的形狀分

①盤形凸輪

它是凸輪的最基本形式。這種凸輪是一個繞固定軸轉(zhuǎn)動并且具有變化半徑的盤形零件。

②移動凸輪

當盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠時，凸輪相對機架作直線運動，這種凸輪稱為移動凸輪。

③圓柱凸輪

將移動凸輪卷成圓柱體即成為圓柱凸輪。

（2）按從動件的型式分

①尖頂從動件

尖頂從動件能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，因而能實現(xiàn)任意預(yù)期的運動規(guī)律。但因為尖頂磨損快，所以只適宜用于受力不大的低速凸輪機構(gòu)中。

②滾子從動件

在從動件的尖頂處安裝一個滾子，成為滾子從動件，可以克服尖頂從動件易磨損的缺點。滾子從動件耐磨損，可以承受較大載荷，是最常用的一種從動件形式。

③平底從動件

這種從動件與凸輪輪廓表面接觸的端面為一平面，所以它不能與凹陷的凸輪輪廓相接觸。這種從動件的優(yōu)點是：當不考慮摩擦時，凸輪與從動件之間的作用力始終與從動件的平底相垂直，傳遞效率較高，且接觸面易于形成油膜，利于潤滑，故常用于高速凸輪機構(gòu)。

（3）按相對機架的運動形式分

可以把從動件分為往復(fù)直線運動的直動從動件和做往復(fù)擺動的擺動從動件。

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凸輪的輪廓是由從動件運動規(guī)律決定的。

凸輪設(shè)計中常用的術(shù)語：

• 基圓：以凸輪輪廓曲線的最小向徑為半徑所繪制的圓。
• 推程：當尖頂與凸輪輪廓上的A點（基圓與輪廓AB的連接點）相接觸時，從動件處于上升的起始位置。從A到達位置B'，這個過程稱為推程。
• 推程運動角：從動件在推程過程中凸輪的轉(zhuǎn)角。
• 遠休止角：當凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)時，以O(shè)點為中心的圓弧BC與尖頂相作用，從動件在最遠位置停留不動。此時凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為遠休止角。
• 回程：
• 回程運動角：
• 近休止角：
• 從動件位移線圖：
• 從動件運動線圖：

從動件運動規(guī)律

（1）多項式運動規(guī)律

從動件作等速運動規(guī)律時，從動件運動開始時，速度由零突變?yōu)橐怀?shù)；運動終止時，速度由常數(shù)突變?yōu)榱?#xff0c;因此從動件加速度及慣性力在理論上為無窮大（由于材料有彈性變化，實際上不可能達到無窮大），使機構(gòu)受到強烈的沖擊。這種由于慣性力無窮大突變而引起的沖擊，稱為剛性沖擊。因此，這種運動規(guī)律不適宜單獨使用，在運動開始和終止段應(yīng)當使用其他運動規(guī)律過度，以消除剛性沖擊。

從動件作等加速等減速運動時的推程運動，這種運動規(guī)律出現(xiàn)加速度有限值的突變變化，所產(chǎn)生的慣性力的突變是有限的，其引起的沖擊是有限的。這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖擊稱為柔性沖擊。正因為有柔性沖擊，等加速等減速運動規(guī)律只適用于中速凸輪機構(gòu)。

（2）三角函數(shù)運動規(guī)律

簡諧運動規(guī)律和擺線運動規(guī)律是兩種基本的三角函數(shù)運動規(guī)律。

當一個動點在圓周上做勻速運動時，他在這個圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運動稱為簡諧運動。

簡諧運動規(guī)律位移線圖的作法如下：以從動件的行程h為直徑畫半圓...

這種運動規(guī)律的從動件在行程的始點和終點有柔性沖擊；只有當加速度曲線保持連續(xù)時，這種運動規(guī)律才能避免沖擊。

齒輪機構(gòu)：

齒輪齒合基本定理

齒輪傳動的最基本的要求之一是其瞬時角速度之比必須保持恒定，否則，當主動輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動輪的角速度為變數(shù)，從而產(chǎn)生動載荷。

兩相互齒合的齒廓在K點接觸，過K點做兩齒廓的公法線nn，它與連心線O'O''的交點為C。

ω'r' = ω''r''

欲使兩齒輪瞬時角速度比恒定不變，就必須使C點為連心線O'O''上的固定點。

凡是能滿足齒廓齒合基本定理的一對齒廓稱為共軛齒廓。

過齒廓接觸點的公法線nn與連心線O'O''的交點C稱為節(jié)點。過節(jié)點C所做的兩個相切的圓稱為節(jié)圓。

漸開線的形成

漸開線的性質(zhì)

直線NK是漸開線上K點的法線，且線段NK為其曲率半徑，N點為其曲率中心。又因為發(fā)生線始終與基圓相切，所以漸開線上任意一點的法線必與基圓相切。

漸開線齒廓上某點的法線，與齒廓上該點速度方向線所夾的銳角，稱為該點的壓力角。

漸開線的形狀取決于基圓的大小。大小相等的基圓其漸開線的形狀相同。

基圓越大，它的漸開線在K點的曲率半徑越大。

兩齒輪的角速比又稱為傳動比，且角速比等于兩輪的轉(zhuǎn)速比。傳動比常用i表示。

漸開線齒輪的傳動比等于兩輪基圓半徑的反比。

漸開線齒廓齒合的一些特點：

（1）可分性

當一對漸開線齒輪制成后，其基圓半徑是不會改變的，即使兩輪中心距稍有改變時，其角速比仍保持原值不變。這種性質(zhì)稱為漸開線齒輪的可分性。

（2）齒合線

齒輪轉(zhuǎn)動時其齒廓接觸點的軌跡稱為齒合線。對于漸開線齒輪，無論在哪一點接觸，接觸齒廓的公法線總是兩基圓的內(nèi)公切線。因此該公切線就是漸開線齒廓的齒合線。

（3）齒合角

過節(jié)點C做兩節(jié)圓的公切線，它與齒合線的夾角稱為齒合角。

齒合角是一個常數(shù)。且齒合角的數(shù)值等于漸開線在節(jié)圓上的壓力角。由于齒合角不變，若齒輪傳遞的力矩恒定，則齒輪間、軸與軸承間的壓力的大小和方向均不變，這也是漸開線齒輪傳動的一大優(yōu)點。

漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺寸計算：

齒頂所確定的圓稱為齒頂圓。

齒槽底部所確定的圓稱為齒根圓。

齒槽寬：

齒距：

齒厚：

由上式可知，不同直徑的圓周上，比值是不同的，又由漸近線特性可知，在不同直徑的圓周上，齒廓各點的壓力角也是不等的。為了便于設(shè)計、制造及互換，我們將齒輪上某一圓周上的比值和該圓上的壓力角均設(shè)定為標準值，這個圓就稱為分度圓。

分度圓上的壓力角簡稱為壓力角，以α表示。分度圓上的p/π比值稱為模數(shù)，以m表示。

我國規(guī)定的標準壓力角為20°。

在齒輪上，介于齒頂圓和分度圓之間的部分稱為齒頂，其徑向高度稱為齒頂高h(a)。

介于齒根圓和分度圓之間的部分稱為齒根，其徑向高度稱為齒根高h(f)。

齒頂圓與齒根圓之間輪齒的徑向高度稱為全齒高。

分度圓上齒厚與齒槽寬相等。

漸開線標準齒輪的齒合傳動

漸開線齒輪的正確齒合條件是兩輪的模數(shù)和壓力角必須分別相等。

標準中心距

齒輪傳動時一輪節(jié)圓上的齒槽寬與另一輪節(jié)圓上的齒厚之差稱為齒側(cè)間隙。在齒輪傳動中，為了消除反向傳功空程和減少撞擊，要求齒側(cè)間隙為零。

一對標準齒輪分度圓相切時的中心距稱為標準中心距。

分度圓和壓力角是單個齒輪所具有的參數(shù)，而節(jié)圓和齒合角只有在一對齒輪齒合時才出現(xiàn)。標準齒輪只有在分度圓與節(jié)圓重合時，壓力角與齒合角才相等，否則，壓力角和齒合角不相等。

漸開線齒廓加工原理及變位齒輪的概念

漸開線齒廓的切齒方法，按其原理可分為成形法和范成法兩類。

成形法：

成形法是用漸開線齒形的成形銑刀直接切出齒形。

這種切齒方法簡單，不需要專用機床，但生產(chǎn)率低，精度差，只適用于單件及精度要求不高的齒輪加工。

范成法：

范成法是利用一對齒輪相互齒合時其共軛齒廓為包絡(luò)線的原理來切齒的。按切齒刀具不同可分為以下幾種：

（1）齒輪插刀

當插齒刀的齒廓為漸開線時，所插制的齒輪也是漸開線。根據(jù)正確齒合條件，被切齒輪的模數(shù)和壓力角必定與插刀的模數(shù)和壓力角相等，所以用同一把插刀加工出來的齒輪不論齒數(shù)多少都能正確齒合。

（2）齒條插刀

（3）齒條滾刀

根切現(xiàn)象：

用范成法加工齒輪時，若刀具的齒頂線或齒頂圓與齒合線的交點超過被切齒輪的極限點，則刀具的齒頂將切去齒輪根漸開線齒廓的一部分，這種現(xiàn)象稱為根切現(xiàn)象。

根切現(xiàn)象將使輪齒的彎曲強度大大減弱，重合度也有所降低，對傳動的質(zhì)量很不利，故應(yīng)該避免根切現(xiàn)象的發(fā)生。

輪系

輪系可以分為兩種類型：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。

（1）定軸輪系

傳動時每個齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為定軸輪系。

（2）周轉(zhuǎn)輪系

在輪系傳動時，至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動的輪系，稱為周轉(zhuǎn)輪系。

輪系傳動比：

在輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）比稱為輪系的傳動比。

在輪系的傳動比分析計算時，不僅要計算傳動比的數(shù)值，而且還要確定各齒輪的轉(zhuǎn)向。

一對齒輪的傳動比分析

定軸輪系傳動比分析

惰輪：對前一級齒輪傳動來說它是從動輪，對后一級傳動來說它是主動輪，它的齒數(shù)不影響傳動比的大小，但它卻使輪系中增加了一對外齒合齒輪，從而改變傳動比的符號，即改變最終齒輪的轉(zhuǎn)向。

定軸輪系傳動比計算一般式：

對于輪系中含有圓錐齒輪傳動、交錯軸斜齒輪傳動或蝸桿傳動等軸線不平行的齒輪傳動，其傳動比的計算公式仍然可用，但只能采用畫箭頭的方法確定。

周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比：

周轉(zhuǎn)輪系的組成：

周轉(zhuǎn)輪系，主要有如下幾個構(gòu)件組成：

（1）行星輪

在輪系中，軸線位置繞固定軸線轉(zhuǎn)動的齒輪2，稱為行星輪。因為它既要自傳又要公轉(zhuǎn)，似行星運轉(zhuǎn)，故由此得名。

（2）轉(zhuǎn)臂

支持行星輪作自傳和公轉(zhuǎn)的構(gòu)件H稱為轉(zhuǎn)臂或行星架。

（3）中心輪

軸線位置固定的齒輪1稱為中心論或太陽輪。

應(yīng)當注意，構(gòu)成單個周轉(zhuǎn)輪系，中心輪的數(shù)目不超過兩個，轉(zhuǎn)臂只有一個，且轉(zhuǎn)臂與兩中心輪的幾何線必須重合，否則周轉(zhuǎn)輪系不能轉(zhuǎn)動。

差動輪系和行星輪系：

（1）差動輪系

當周轉(zhuǎn)輪系中兩個中心輪均可轉(zhuǎn)動時，則稱為差動輪系。在差動輪系中，活動構(gòu)件數(shù)n = 4，p(L) = 4，p(H) = 2，則輪系的自由度 F =3 x 4 - 2 x 4 - 2 = 2，即需要兩個原動件。也就是說輸出端的轉(zhuǎn)速取決于兩輸入端的轉(zhuǎn)速，差動也就由此得名。

（2）行星輪系

在周轉(zhuǎn)輪系中，只有一個中心輪可以轉(zhuǎn)動時，則稱為行星輪系。在行星輪系中，活動構(gòu)件數(shù)n = 3，p(L) = 3，p(H) = 2，F = 3 x 3 -2 x 3 - 2 = 1，即只需要一個原動件。

周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算：

（1）基本思想

由于周轉(zhuǎn)輪系中行星輪的運動既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)，所以其傳動比不能直接采用求解定軸輪系傳動比的方法來計算。為了解決周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算問題，應(yīng)設(shè)法將其轉(zhuǎn)化成定軸輪系（即設(shè)法使轉(zhuǎn)動臂變?yōu)楣潭ú蛔?#xff09;，再采用定軸輪系的傳動比計算公式進行計算。由相對運動原理可知，對周轉(zhuǎn)輪系加一個附加的公共轉(zhuǎn)動后，周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)件間的相對運動并不改變。設(shè)n(H)為轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速，當輪系加上一個大小與轉(zhuǎn)速n(H)相同、方向與n(H)相反的公共轉(zhuǎn)速-n(H)后，轉(zhuǎn)臂便靜止不動了，而各個構(gòu)件的相對運動并不改變。這樣所有齒輪的幾何軸線的位置全部固定不變，原來的周轉(zhuǎn)輪系便轉(zhuǎn)化為定軸輪系，這個定軸輪系稱為圓周轉(zhuǎn)動輪系的轉(zhuǎn)化輪系。運用相對運動原理將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為假想的定軸輪系，然后計算傳動比的方法，稱為相對速度法或反轉(zhuǎn)法。

混合輪系及其傳動比：

輪系的典型應(yīng)用：

幾種特殊的行星傳動簡介：

其他常用機構(gòu)：

棘輪機構(gòu)：

棘輪機構(gòu)主要由棘輪、棘爪和機架組成。原動件1鉸接在軸O上可以作擺動。當原動件1逆時針方向擺動時，原動件1上的棘爪4插入齒槽內(nèi)，使棘輪隨原動件轉(zhuǎn)過一定的角度；當原動件順時針方向擺動時，棘爪4則在棘輪齒背上滑過。為了阻止棘輪回轉(zhuǎn)，機構(gòu)中加入止動棘爪5。

當原動件連續(xù)地往復(fù)擺動時，棘輪只做單向的間歇運動。

棘輪空間機構(gòu)除了常用于實現(xiàn)間歇運動外，還可用于實現(xiàn)超越運動。設(shè)棘輪3和內(nèi)圈5均按順時針方向轉(zhuǎn)動，當內(nèi)圈5轉(zhuǎn)速大于外圈3轉(zhuǎn)速時，棘爪4將在棘輪齒背上滑過，從而實現(xiàn)內(nèi)圈的超越運動；當外圈3欲超過內(nèi)圈5轉(zhuǎn)速時，由于棘爪4的作用，迫使內(nèi)圈與外圈同速轉(zhuǎn)動。

槽輪機構(gòu)：

不完全齒輪機構(gòu)：

不完全齒輪機構(gòu)的主動輪一般為只有一個或幾個齒的不完全齒輪，從動輪可以是普通的完整齒輪，也可以是一個不完全齒輪。這樣當主動輪的有齒部分作用時，從動輪隨主動輪轉(zhuǎn)動，當主動輪無齒部分作用時，從動輪應(yīng)該停止不動，因而當主動輪作連續(xù)回轉(zhuǎn)運動時，從動輪可以得到間歇運動。為了防止從動輪在停止期間的運動，一般在從動輪上制有鎖止弧。

不完全齒輪機構(gòu)與其他機構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，從動輪的運動時間和靜止時間的比例可不受機構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。但由于齒輪傳動為定傳動比運動，所以從動輪從靜止到轉(zhuǎn)動或從轉(zhuǎn)動到靜止時，速度有突變，沖擊較大，所以一般只用于低速或輕載場合。

凸輪間歇運動機構(gòu)：

組合機構(gòu)：

機械的動力性能

機械的動力性能，是指機械在克服阻力做功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換時的動力性能。一般來說，如果一臺機器工作時表現(xiàn)出工作平穩(wěn)、速度穩(wěn)定、沖擊振動小、噪聲低、損耗少、發(fā)熱少、效率高等，即認為此機器具有良好的動力性能。

回轉(zhuǎn)件平衡

回轉(zhuǎn)平衡的目的

調(diào)整回轉(zhuǎn)件的質(zhì)量分布，使回轉(zhuǎn)件工作時離心力系達到平衡，以消除附加動壓力，盡可能減輕由離心力而產(chǎn)生的機械振動，這就是回轉(zhuǎn)平衡的目的。

回轉(zhuǎn)件的平衡計算

（1）質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)

當回轉(zhuǎn)速度一定時，離心力的大小和方向只與各個質(zhì)量的大小和向徑有關(guān)，我們把質(zhì)量與向徑的乘積稱為質(zhì)徑積。

當回轉(zhuǎn)件平衡后，e=0，即總質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸線重合，此時回轉(zhuǎn)件質(zhì)量對回轉(zhuǎn)軸線的靜力矩mge = 0，這說明該回轉(zhuǎn)件可以在任意位置保持靜止，而不會自行轉(zhuǎn)動，我們將這種平衡稱為靜平衡。

靜平衡的條件是：分布于該回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的向量和等于零，即回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸線重合。

求平衡質(zhì)量的大小和向徑的方法有三種：解析法、圖解法和試驗法。

（2）質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)

質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的回轉(zhuǎn)件，只要分別在任選的兩個回轉(zhuǎn)面（即平衡校正面）內(nèi)各加上適當?shù)钠胶赓|(zhì)量，就能達到完全平衡。這種平衡稱為動平衡。

動平衡的條件：回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的向量和等于零，且離心力所產(chǎn)生的力偶矩的向量和也等于零。

機械速度波動與調(diào)節(jié)

機械的運轉(zhuǎn)過程及其速度波動

機械運轉(zhuǎn)過程可分為三個階段，即起始階段、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段和停車階段。

一般來說，機械工作在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段時，由于受多方面因素的影響，其速度也是波動的。

周期性速度波動和調(diào)節(jié)

對于周期性速度波動，調(diào)節(jié)的主要方法是在機械中加入一個轉(zhuǎn)動慣量和解答的回轉(zhuǎn)件--飛輪，以增加系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量來減小速度變化的幅度。

機器的機械效率

當機械自鎖時，其機械效率將恒小于或等于零。

第13章 鏈傳動

鏈傳動是一種繞性齒合傳動，由裝在平行軸上的主動鏈輪、從動鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈條組成，以鏈作為中間撓性拉拽元件，靠鏈與鏈輪輪齒的齒合來傳遞動力。

按用途不同，鏈傳動可分為傳動鏈、起重鏈和拽鏈三種。

第14章 軸

按所受載荷性質(zhì)不同，軸可以分為的三種類型：

• 心軸
• 轉(zhuǎn)軸
• 傳動軸

（1）心軸：

只承受彎矩，不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸。按心軸是否轉(zhuǎn)動，心軸又可分為轉(zhuǎn)動心軸和固定心軸。

（2）轉(zhuǎn)軸

即承受彎矩，又傳遞轉(zhuǎn)矩的軸。

（3）傳動軸

工作時只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩或彎矩很小的軸。

按軸的幾何形狀還可分為：直軸和曲軸，曲軸常用于往復(fù)式機械中，如內(nèi)燃機的曲軸等。

直軸根據(jù)外形不同，可分為光軸和階梯軸。

由于軸工作時多受變應(yīng)力作用，因此軸的主要失效形式是疲勞失效。