机械创新设计(第九章讲).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： 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两轴之距离受结构的限制 式中 d0——内齿轮根圆直径； d2e——偏心轴距。 外平动齿轮机构的尺寸难以缩小，而且提供内齿轮作平动的曲柄轴只能有两个，限制了输入功率的分流，不利于传递过大的功率。 6．内平动齿轮机构的基本型及其演化 图9-4所示为内平动齿轮机构的基本型。图9-5所示的内二环减速器和内三环减速器。 内平动齿轮机构可获得较小尺寸和重量，其整机性能优于外平动齿轮机构。 二、平动齿轮传动的关键技术 使齿轮实现圆平动运动的机构为圆平动机构。常用的圆平动机构有： 1．用平行四边形机构实现齿轮圆平动 应用“机构同性异形变换原理”，以平行四边形机构为原始机构，可以演化出多种性能相同而结构不同的圆平动机构。 2．用正弦机构实现齿轮圆平动 3．用孔销机构实现齿轮圆平动 应用“机构同性异形变换原理”，还可以演化出多种圆平动机构。它的性能决定了平动齿轮传动的性能，所以每综合出一种圆平动机构，就得到一种新型平动齿轮传动。 三、平动齿轮机构的演化 平动发生器是平动齿轮机构的关键技术。不同的平动发生器，会演化出结构不同的平动齿轮机构，相同的平动发生器，结构不同，也会演化出性