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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