机械创新设计(第九章).ppt

3）通过控制凸轮转速的变化规律，可以显著地降低凸轮系统中的残余振动，提高了凸轮机构的动态性能。 第四节 同轨迹连杆机构 同轨迹连杆机构是指机构的自由度数F相同、输入构件的运动规律相同、输出构件上的一点轨迹相同的一组连杆机构，但这组连杆机构的运动学尺寸不同，所以其受力状态、动态性能有巨大差异。 罗伯特——契贝谢夫定理：由一个四杆铰链机构发生的一条连杆曲线，还可以由另外两个四杆铰链机构发生出来。或表达为同一连杆曲线，可以用三个不同的四杆机构来实现。 一、连杆点K位于连杆两铰链连线上的同迹连杆机构 图形缩放原理：图9-18a所示为一平行四边形导引机构，当A点沿任意给定轨迹运动时，C点将绘出与A点相似但缩小了的轨迹。 1）A在直线KB的任何位置都有： 2）当此四边形作为一刚体绕O转动一角度φ时，A点转到A′，按射线定理： 第一个同迹连杆机构设计： 曲线摇杆机构C0CDO为所求的第一个同迹连杆机构，K为连杆CD延长线上的点。所求曲柄摇杆机构的尺寸： 第二个同迹连杆机构设计：A0EFC0为所求的第二个同迹连杆机构。K为连杆EF上的点。所求双摇杆机构的尺寸： C0是两个同迹连杆机构中共同的新机架的固定铰链点，机架的三个固定铰链点A0、O、C0组成了三种可能的组合：A0与O，A0与C0，O与C0。如图9-18d所示。 K点在这三个机构中描绘出同一条连杆曲线。 二、任一连杆点K的同迹连杆机构 平面导引机构：是一种在参考平面上引导一个物体顺序通过给定位置的装置。当采用连杆机构作导引机构时，连杆一般用作导引杆，常要求连杆相对机架作导引。 第五节 自适应机构 在改造现有设备或设计新机构时，通过选用自位轴承、基本构件浮动、运动副合理选配及组合等方法，消除机构中存在的多余约束，使机构成为一个无多余约束的静定系统，即具有“自适应性”的系统，称为机构自适应变换。无多余约束的机构称自适应机构。 一、机构中的多余约束及其计算 运动副自由度F是运动副中可能发生的彼此独立的相对简单运动的数目。被运动副限制了的相对简单运动称为约束μ（Unfreiheit）。提供一个约束的运动副称为I级副，提供两个约束的运动副称为Ⅱ级副，则空间机构自由度计算公式可以写成 * * 如图1所示的K-H-V渐开线少齿差行星齿轮传动是一种将连杆（行星齿轮）作为输出构件的较新型机械传动。 这种机构因传动比大，一级可达135， 结构紧凑，重量轻，加工方便，维修 容易，效率较高，而得到人们的应 用。少齿差行星齿轮传动主要由基本 构件行星轮、内齿中心轮，转臂和输 出轴组成 。 第九章 机械创新设计实例分析 第一节 平动齿轮传动机构 一、平动齿轮机构的结构及传动原理 1．平动齿轮机构的基本型 平动齿轮机构的基本型由外平动齿轮机构和内平动齿轮机构两种基本型组成。 外平动齿轮机构的基本型：外平动齿轮机构是指一个齿轮在另一个齿轮的外部作平动，驱动另一个齿轮作定轴转动。图9-1a所示为内啮合平动齿轮机构；图9-1b所示为外啮合平动齿轮机构。 可以演化成图9-2所示的二环减速器和三环减速器。 2．传动原理 运动和动力输入时，支承在两高速轴上的内齿轮G作平面平动，并驱动与之啮合的定轴外齿中心轮K，使运动和动力从与其固联的从动轴输出，从而实现了大速比减速。 当单轴输入时，每一片行星轮在0°和180°位置时，是不能传递运动和扭矩的，所以必须要用三片以上的内齿轮才能正常地工作。 3．运动学分析 4．外平动齿轮传动的特点 （1）传动比大、分级密集，单级传动比在11~99之间，双级传动比可达9801。 （2）承载能力大 啮合时几乎是面接触，齿面赫兹应力小。单个转臂轴承变换为多个转臂轴承分担载荷，转臂轴承的寿命可达两万小时，且转臂轴承等基本构件不受内齿轮尺寸的限制，可以按强度要求确定，利于按强度进行优化设计。 （3）传动效率高 同K-H-V型少齿差行星传动相比，因省去了W输出机构，单级传动效率可达92%~96%。 （4）结构紧凑，体积小，重量轻 （5）制造简单、维修拆装方便 （6）能单轴或多轴传输动力 5．外平动齿轮传动存在的问题： 1）为避免传动发生渐开线齿廓重迭干涉，内齿轮副应采用角变位齿轮传动中的正传动（x1+x20），并降低齿高，形成非标准的短齿。啮合角α′增加，使传动机构的动力学性能变差。 2）必须满足一定的装配条件能装配起来。同时也为精度设计增加了限制条件。 3）传动机构的振动大、噪声高，并随着转速的提高迅速增加。 上述存在的问题是这种传动的基本原理所决定的，改进传动原理，开发新的传动类型是平动齿行星轮传动发展的重要途径。 外平动齿轮机构的A、D