齿廓啮合基本定律与齿轮的齿廓曲线
- 格式:doc
- 大小:79.00 KB
- 文档页数:2
绪论一、判断题(正确T,错误F)1. 构件是机械中独立制造的单元。
(F )2. 能实现确定的相对运动,又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。
(T )3. 机构是由构件组成的,构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。
(T )4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。
(F )二、单项选择题1. 如图所示,内燃机连杆中的连杆体1是( B )。
A 机构B 零件C 部件D 构件2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成,本课程主要研究( B )。
A 原动机B 传动部分C 工作机D 控制部分三、填空题1. 构件是机械的运动单元体,零件是机械的______单元体。
2. 机械是______和______的总称。
参考答案一、判断题(正确T,错误F)1. F2. T3. T4. F二、单项选择题1. B2. B三、填空题1. 制造2. 机构机器第一章平面机构的自由度一、判断题(正确T,错误F)1. 两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。
( F )2. 机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。
(F )3.两构件用平面低副联接时相对自由度为1。
(T )4. 将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
( F )5. 运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
(F)6. 对独立运动所加的限制称为约束。
(T )7. 由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉,故设计机构时应尽量避免出现虚约束( F )8. 在一个确定运动的机构中,计算自由度时主动件只能有一个。
( F )二、单项选择题1. 两构件通过( B )接触组成的运动副称为高副。
A 面B 点或线C 点或面D 面或线2. 一般情况下,门与门框之间存在两个铰链,这属于(C )。
A 复合铰链B 局部自由度C 虚约束D 机构自由度3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于(C )数。
A 1B 从动件C 主动件D 04. 所谓机架是指( D )的构件。
简述齿廓啮合基本定律
齿廓啮合基本定律是指在齿轮啮合过程中,齿轮的齿廓形状必须满足一定的规律。
具体来说,它包括以下三个定律:
1. 齿廓曲线法向量定律:齿廓曲线上的法向量必须始终指向啮合点。
2. 等倾条件定律:齿廓曲线上的压力角必须始终相等。
3. 接触线条件定律:齿廓曲线必须与接触线相切。
这些定律保证了齿轮能够正常啮合并传递动力。
在设计齿轮时,必须根据齿轮的模数、压力角、齿数等参数,合理地确定齿廓形状,以满足上述基本定律。
- 1 -。
《机械设计基础》名词解释1.机械:机器、机械设备和机械工具的统称。
2.机器:是执行机械运动,变换机械运动方式或传递能量的装置。
3.机构:由若干零件组成,可在机械中转变并传递特定的机械运动。
4.构件:由若干零件组成,能独立完成某种运动的单元5.零件:构成机械的最小单元,也是制造的最小单元。
6.标准件:是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。
7.自由构件的自由度数:自由构件在平面内运动,具有三个自由度。
8.约束:起限制作用的物体,称为约束物体,简称约束。
9.运动副:构件之间的接触和约束,称为运动副。
10.低副:两个构件之间为面接触形成的运动副。
11.高副:两个构件之间以点或线接触形成的运动副。
12.平衡:是指物体处于静止或作匀速直线运动的状态。
13.屈服极限:材料在屈服阶段,应力波动最低点对应的应力值,以σs表示。
14.强度极限:材料σ-ε曲线最高点对应的应力,也是试件断裂前的最大应力。
15.弹性变形:随着外力被撤消后而完全消失的变形。
16.塑性变形:外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
17.延伸率:δ=(l1-l)/l×100%,l为原标距长度,l1为断裂后标距长度。
18.断面收缩率:Ψ=(A-A1)/ A×100%,A为试件原面积,A1为试件断口处面积。
19.工作应力:杆件在载荷作用下的实际应力。
20.许用应力:各种材料本身所能安全承受的最大应力。
21.安全系数:材料的机限应力与许用应力之比。
22.正应力:沿杆的轴线方向,即轴向应力。
23.剪应力:剪切面上单位面积的内力,方向沿着剪切面。
24.挤压应力:挤压力在局部接触面上引起的压应力。
25.力矩:力与力臂的乘积称为力对点之矩,简称力矩。
26.力偶:大小相等,方向相反,作用线互相平行的一对力,称为力偶27.内力:杆件受外力后,构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
28.轴力:横截面上的内力,其作用线沿杆件轴线。
第六章齿轮机构及其设计6.1 内容提要齿轮机构是一种高副机构,其传动平稳可靠、效率高,已被广泛应用。
本章主要解决的问题是在掌握齿廓啮合基本理论的基础上,确定渐开线齿轮传动的基本尺寸及其设计方法。
本章主要内容是:1.齿轮机构的分类;2.齿廓啮合基本定律与共轭齿廓;3.渐开线及渐开线齿廓;4.渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动;5.渐开线齿廓的切制及变位齿轮;6.斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动、圆锥齿轮传动。
本章重点内容是齿廓啮合基本定律;渐开线性质;渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动;渐开线齿廓的切制及变位齿轮;斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动及圆锥齿轮传动的特点。
本章的难点是渐开线性质、渐开线齿轮传动的正确啮合条件与连续传动条件、齿廓的切制及变位齿轮等。
6.2 直齿圆柱齿轮实训题6.2.1 填空题1.渐开线直齿圆柱齿轮传动的主要优点为和。
2.渐开线齿廓上K点的压力角应是所夹的锐角,齿廓上各点的压力角都不相等,在基圆上的压力角等于。
3.满足正确啮合条件的一对渐开线直齿圆柱齿轮,当其传动比不等于1时,它们的齿形是的。
4.一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是。
5.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是。
6.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时,两轮的圆总是相切并相互作纯滚动的,而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。
33347.当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时,这对齿轮的中心距为 。
8.按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮,节圆与 重合,啮合角在数值上等于 上的压力角。
9.相啮合的一对直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓,其接触点的轨迹是一条 线。
10.渐开线上任意点的法线必定与基圆 ,直线齿廓的基圆半径为 。
11.渐开线齿轮的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差时, 。
12.共轭齿廓是指一对 的齿廓。
13.用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,发生根切的原因是 。
14.齿条刀具与普通齿条的区别是 。
第一部分基本概念自测题三、判断题(正确的在括号填“√”,错误的填“×”)第一章总论1、构件是机械中独立制造单元。
( )2、两构件通过点或线接触组成的运动副为低副。
( )3、常见的平面运动副有回转副、移动副和滚滑副。
( )4、运动副是两构件之间具有相对运动的联接。
( )5、两构件用平面高副联接时相对约束为l。
( )6、两构件用平面低副联接时相对自由度为1。
( )7、机械运动简图是用来表示机械结构的简单图形。
( )8、将构件用运动副联接成具有确定运动的机构的条件是自由度数为1。
( )9、由于虚约束在计算机构自由度时应将其去掉,故设计机构时应尽量避免出现虚约束。
( )10、有四个构件汇交,并有回转副存在则必定存在复合铰链。
( )11、在同一个机构中,计算自由度时机架只有1个。
( )12、在一个确定运动的机构中原动件只能有1个。
( )13、刚度是指机件受载时抵抗塑性变形的能力。
( )14、机件刚度准则可表述为弹性变形量不超过许用变形量。
( )15、碳钢随着含碳量的增加,其可焊性越来越好。
( )16、采用国家标准的机械零件的优点是可以外购,无需设计制造。
( )17、钢制机件采用热处理方法来提高其刚度非常有效。
( )18、使机件具有良好的工艺性,应合理选择毛坯,结构简单合理、规定适当的制造精度和表面粗糙度。
( )第二章联接1、在机械制造中广泛采用的是右旋螺纹。
( )2、三角形螺纹比梯形螺纹效率高、自锁性差。
( )3、普通细牙螺纹比粗牙螺纹效率高、自锁性差。
( )4、受相同横向工作载荷的联接采用铰制孔用螺栓联接通常直径比采用普通紧螺栓联接可小一些。
( )5、铰制孔用螺栓联接的尺寸精度要求较高,不适合用于受轴向工作载荷的螺栓联接。
( )6、双头螺柱联接不适用于被联接件厚度大、且需经常装拆的联接。
( )7、螺纹联接需要防松是因为联接螺纹不符合自锁条件且λ≤ρv。
7.2 齿廓啮合基本定律与齿轮的齿廓曲线
7.2.1 平均传动比和瞬时传动比的概念
一对齿轮的啮合传动是通过主动齿轮1的齿面依次推动从动齿轮2的齿面而实现的,在一段时间内两轮转过的周数1n 、2n 之比称为平均传动比,用i 或12i 表示,若两轮的齿数分别为1z 、2z ,则
121221
n z i n z == (7-1) 由此可见,两齿轮的平均传动比与其齿数成反比,当一对齿轮的齿数确定后,其平均传动比是一个常数。
但这并不能保证在一对齿廓的啮合过程中,其任一瞬时的传动比(即瞬时传动比)也是常数,因为,这取决于齿面的齿廓形状。
7.2.2 齿廓啮合基本定律
如图7-2所示,设主动轮1和从动轮2分别绕O 1、
O 2轴转动,角速度分别为ω1、ω2,方向相反,两齿廓在K
点接触。
为保证二齿廓既不分离又不相互嵌入地连续转动,要
求沿齿廓接触点K 的公法线n -n 方向上,齿廓间不能有相
对运动,即二齿廓接触点公法线方向上的分速度要相等,
12n n n v v v ==
显然,在切线方向上二齿廓接触点的速度不相等,即
齿廓沿切线方向存在相对滑动。
根据三心定理,两齿轮的相对速度瞬心在过接触点的公法线n -n 与连心线O 1O 2的交点C 上,其速度为:
11
22c v OC O C ωω== 由此可得齿轮机构的瞬时传动比:
1221O C i O C
ωω== (7-2) 从上面的分析可看出,相互啮合传动的一对齿轮,在任一位置时的传动比都与其连心线被齿廓接触点处公法线所分隔的两线段长度成反比。
这一规律称为齿廓啮合基本定律。
该定律表明齿轮的瞬时传动比与齿廓曲线之间的关系。
齿廓啮合基本定律既适用于定传动比齿轮机构,也适用于变传动比齿轮机构。
对于定传动比机构,齿廓啮合基本定律可表达为:两齿廓在任一位置啮合时,过啮合点所作两齿廓的公法线与两轮的连心线相交于一定点。
图7-2 齿廓啮合过程
齿廓啮合基本定律表明:
1、不同的齿廓曲线,其啮合接触点的公法线与连心线的交点不同,因此其瞬时传动比也就不同。
这个交点称为齿轮啮合节点,简称节点。
2、对于给定的一对齿廓曲线,啮合接触点不同,节点C 的位置也可能不同,各个瞬时传动比也就不同。
3、齿轮机构实现定传动比的条件是:一对齿廓曲线不论在何处接触,过接触点所作的公法线与两轮的连心线相交于同一点,即节点C 为连心线上的一个固定点。
7.2.3 共轭齿廓曲线与节圆
1、共轭齿廓曲线
齿轮机构的传动比取决于齿廓曲线的形状,能够实现预定传动比规律(即满足齿廓啮合基本定律)的一对相啮合的齿廓称为共轭齿廓。
从理论上讲,只要给出一条齿廓曲线,就可以根据齿廓啮合的基本定律求出与其共轭的另一条齿廓曲线。
但在生产实际中,结合设计、制造、安装和使用方面的诸多要求(如强度、效率、磨损、寿命、互换性、加工性),通常选用的定传动比齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧。
由于渐开线齿廓具有制造容易、便于安装、互换性好等多方面优点,所以目前大部分齿轮采用渐开线齿廓。
2、节圆
如图7-2所示,两齿轮啮合传动时,节点C 在两轮各自运动平面内的轨迹称为相对瞬心线,它们分别是以O 1、O 2为圆心,以O 1C 、O 2C 为半径的圆C 1和C 2,称为齿轮的节圆。
故节圆就是齿轮的相对瞬心线,齿轮的啮合传动相当于其两节圆作无滑动的纯滚动。
设两齿轮的节圆半径分别为'1r 、'2r ,则齿轮的传动比可表示为一对节圆半径的反比:
122211''
O C r i r O C ωω=== (7-3)。