《机械原理 下》

第八章齿轮机构及其设计1

§8-1概述1

目 录1

§8-2齿廓啮合基本定律3

§8-3渐开线及其性质4

一、渐开线的形成4

二、渐开线方程5

三、渐开线的性质5

一、齿条刀的齿廓及基本参数8

§8-4渐开线齿廓的展成切削原理8

二、渐开线齿轮的展成切削原理9

§8-5齿轮加工中的移距系数10

§8-6齿轮各部分的名称和尺寸11

一、分度圆及分度圆齿厚11

二、基圆及基圆周节11

三、齿顶圆与齿顶高12

四、齿根圆与齿根高12

五、任意圆上的齿厚及公法线长度12

一、渐开线齿廓的根切现象13

§8-7渐开线齿廓的根切现象和不发生根切的条件13

二、不产生根切，x与？应满足的条件14

§8-8渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动15

一、定传动比与可分性15

二、啮合过程和正确啮合条件15

三、渐开线齿轮传动的正确安装16

四、渐开线直齿圆柱齿轮传动的重迭系数18

五、传动类型20

§8-9斜齿圆柱齿轮传动24

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点24

二、斜齿圆柱齿轮的基本参数25

三、斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算27

四、斜齿圆柱齿轮的当量齿数27

五、斜齿圆柱齿轮的啮合传动28

§8-10螺旋齿轮机构30

一、几何关系30

二、传动比及从动轮转动方向31

三、传动特点31

§8-11蜗杆蜗轮机构32

一、蜗杆蜗轮的形成32

三、蜗杆蜗轮的几何尺寸计算34

二、蜗杆蜗轮的正确啮合条件34

一、直齿圆锥齿轮传动的运动关系35

§8-12直齿圆锥齿轮机构35

二、直齿圆锥齿轮的齿廓36

三、背锥与当量齿轮37

四、圆锥齿轮的移距系数38

五、直齿圆锥齿轮机构的几何尺寸计算38

§8-13圆弧齿轮机构简介41

一、圆弧齿廓的形成41

四、圆弧齿轮的优缺点42

二、圆弧齿轮的传动比42

三、圆弧齿轮的重迭系数42

§8-14摆线齿轮机构简介43

一、摆线齿廓的形成43

二、摆线齿轮的传动比44

三、摆线齿轮传动的重迭系数与啮合角44

四、滚圆直径的选择45

五、摆线齿轮传动的主要优缺点45

习题45

附录一 渐开线齿廓的范成法加工的几何证明49

第九章轮系及其设计52

§9-1轮系及其分类52

一、定轴轮系52

二、周转轮系52

§9-2 定轴轮系的传动比53

§9-3周转轮系的传动比计算及运动特点55

一、周转轮系的传动比计算55

二、周转轮系的运动分析及特点58

§9-4复合轮系及其传动比计算60

§9-5行星轮系的效率64

§9-6行星轮系设计的几个问题67

一、行星轮系类型的选择67

二、行星轮系中各轮齿数的确定70

三、行星轮系的均载装置72

§9-7摆线针轮行星减速器及谐波齿轮传动简介72

一、摆线针轮行星减速器72

二、谐波齿轮传动73

习题74

一、结构77

二、运动情况77

§10-1万向联轴节77

第十章 其他常用机构77

三、双万向联轴节79

四、万向联轴节的特点及应用80

§10-2棘轮机构81

一、棘轮机构的结构81

二、棘轮机构的工作原理81

三、棘轮机构的类型81

四、棘轮机构的特点和应用83

五、轮齿式棘轮机构设计中的几个问题84

§10-3槽轮机构87

一、槽轮机构的结构及工作原理87

二、槽轮机构的类型88

三、槽轮机构的运动特性88

四、选择槽轮机构参数时应注意的几个问题91

五、槽轮机构的应用94

§10-4凸轮式间歇运动机构简介95

习题97

二、机构的组合及组合机构98

一、基本机构及其固有的局限性98

第十一章组合机构98

§11-1基本机构及其组合方式98

§11-2齿轮-连杆组合机构100

一、概述100

二、实现复杂运动轨迹的齿轮-连杆组合机构101

三、实现复杂运动规律的齿轮-连杆组合机构103

§11-3凸轮-连杆组合机构106

§11-4凸轮-齿轮组合机构109

§11-5其他组合机构111

一、带有挠性构件（链、带、绳索等）的组合机构111

习题112

二、具有液体或气体中间介质的组合机构112

二、刚性回转体的平衡试验113

第十二章机械的平衡115

§12-1概述115

§12-2刚性回转体的平衡116

一、刚性回转体的平衡计算116

三、刚性回转体的许用不平衡量122

§12-3平面机构的平衡125

习题128

二、机械系统运动的三个阶段131

一、本章研究的内容及其学习的目的131

§13-1概述131

第十三章机械系统动力学131

三、作用在系统上的驱动力与生产阻力132

§13-2机械系统等效动力学模型的建立134

一、等效动力学模型134

二、等效转动惯量、等效力矩、等效质量及等效力的计算137

§13-3机械系统的运动方程与求解方法141

一、机械系统的运动方程141

二、运动方程的求解方法142

一、非周期性速度波动的调节方法153

§13-4机械系统速度波动的调节153

二、周期性速度波动的调节方法154

§13-5飞轮的设计156

一、机器运转速度不均匀程度的计量方法和机器运转速度不均匀系数许用值156

二、飞轮转动惯量的计算157

习题163

附录一龙格-库塔（Runge-Kutta）方法165

附录二辛甫生（Simp son）求积公式169

第十四章机构的最优化设计170

二、目标函数171

一、设计变量171

§14-1最优化设计问题的数学模型171

三、约束条件172

四、数学模型173

§14-2最优化设计的方法174

§14-3一维最优化方法175

一、确定初始寻查区间的方法175

二、寻查最优步长的方法176

§14-4无约束最优化方法178

一、共轭方向178

二、共轭方向法179

§14-5约束最优化方法180

§14-6机构最优化设计数学模型的建立182

一、实现函数的铰链四杆机构最优化设计的目标函数和设计变量182

二、实现轨迹的铰链四杆机构最优化设计的目标函数和设计变量184

三、铰链四杆机构最优化设计的约束条件185

习题187

附录一共轭方向的定义和性质187

附录Ⅴ 机械系统动力学子程序188

附录Ⅵ最优化方法子程序207

主要参考文献228