基于内摆线的曲线绘制装置设计
e
题目基于内摆线的曲线绘制装置设计 __ __ 学生姓名 ee 学号 ee
所在学院机械工程学院 __ ____ _
专业班级 ee __ ____ _ 指导教师 ee __ ____ __
完成地点校内 _ ____
2009 年 5 月 25 日
基于内摆线的曲线绘制装置设计
作者：ee
（ee）
指导老师：ee
[摘要]当某一圆沿着另一个固定的圆作无滑动的纯滚动时，与这个动圆相连的任意一点的运动轨迹就是摆线。利
用这种方法来生成曲线称为基于内摆线原理的曲线生成，基于内摆线原理，可以形成普通的内摆线，也可以形成短幅和长幅内摆线。内摆线原理是常用的重要平面曲线生成方法之一, 在工程上广泛应用。本文主要是对基于内摆线原理生成的曲线进行分析，选择出一条适合作为形面联接的曲线，并设计出加工装置。
[关键词]内摆线;短幅内摆线;形面联接;自动定心性能;
Abstract: When a circle along another fixed circle as pure rolling without sliding, and the moving circle connected to an arbitrary point is the cycloid trajectory. Using this method to generate a curve called curves generated within the principle of cycloid. Based on the principle of cycloid, it not only can form ordinary hypocycloid, but also form a short range and long range. The principle of hypocycloid is a common and important planar curve generating method, is widely applied in engineering. This article is mainly based on the principle of hypocycloid curve generated by the analysis, choose a suitable
curve as a profile connection curve, and design a machining device.
Key words: Hypocycloid; Short range hypocycloid; Profile Connection; Automaticcentering performan
目录
引言 (1)
1.绪论 (2)
1.1 毕业设计任务分析 (2)
1.2 国内外研究现状 (4)
2.内摆线原理分析及其内摆线（R=Kr）特性分析 (5)
2.1内摆线原理及其参数方程 (5)
2.1.1普通内摆线参数方程 .................. 错误！未定义书签。
2.1.2 动圆平面内任一点的轨迹曲线的方程 (6)
2.2内摆线的内、次外摆线 (6)
2.2.2 内摆线次外摆线 (7)
2.3 摆线方程的矢量式计算方法 (7)
2.3.1普通内摆线、长幅内摆线、短幅内摆线 (8)
2.3.2内摆线方程矢量式 (9)
2.4基于内摆线原理的曲线生成及其参数方程 (9)
2.4.1 基于内摆线原理在固定坐标系上的曲线生成 (9)
2.4.2 基于内摆线原理坐标系选在动圆上的曲线生成 (10)
2.4.3 径向等距特性曲线的生成.............. 错误！未定义书签。
2.5 本章小结 (11)
3.基于内摆线原理的轨迹仿真分析 (12)
3.1 UG运动仿真应用介绍 (12)
3.2 仿真建模思路 (12)
3.3 仿真模型的建立 (13)
3.4 不同整数半径比下的轨迹仿真 (13)
3.4.1 半径比为1:3时的轨迹仿真............ 错误！未定义书签。
3.4.2 半径比为1:4的轨迹仿真.............. 错误！未定义书签。
3.4.3 半径比为1:5的轨迹仿真 (15)
3.4.4 半径比为1:6的轨迹仿真 (16)
3.5 不同非整数半径比下的轨迹仿真 (17)
3.6 本章小结 (18)
4.基于内摆线原理的形面联接曲线 (20)
4.1 形面联接综述 (20)
4.2 基于内摆线原理的形面联接 (21)
4.3 形面联接几何参数对装配性能的影响 (21)
4.3.1 摆线轮廓形面轴孔的基本偏差对配合间隙的影响 (22)
4.3.2 自动定心性能 (23)
4.4 基本尺寸参数的公差与配合 (23)
4.5 基于内摆线原理的廓形形面联接仿真分析.... 错误！未定义书签。
4.5.1 工件检测过程动态仿真................ 错误！未定义书签。
4.5.2 工件检测过程动态仿真数据分析 (26)
4.6 抗扭特性仿真分析 (26)
4.7 接触应力仿真分析 (27)
5.形面联接曲线实现装置的设计 (30)
5.1 基于内摆线原理的短幅内摆线形面实现装置机构的总体设计 (30)
5.1.2 采用过渡齿轮的加工机构 (31)
5.1.3 能够高速切削的加工机构 (32)
5.1.4 工件运动的加工机构 (32)
5.2 基于内摆线原理的短幅内摆线形面实现装置机构结构设计 (32)
5.2.1摆线针轮行星传动的传动原理 (32)
5.2.2摆线针轮减速器的结构特点 (34)
5.2.3针轮啮合原理 (35)
5.3摆线轮、针齿、柱销的计算 (36)
6. 本次毕业设计的评价 (36)
致谢 (37)
参考文献 (38)
引言
对摆线的研究开始得比较早，现在已经对摆线廓形形面联接的一些特殊的性质有了统一的认识。在军工上早已开始使用摆线形面轴。目前对摆线形面联接，探讨得比较多的领域是摆线的生成方法。由于摆线是非圆截面，加工孔和轴都需要专用的加工装置，目前的研究表明，能够加工摆线的加工装置有三类：（1）定圆不动，动圆沿着定圆转动，刀具装在动圆上；（2）工件以一定的角速度转动，刀具和工件的复合运动形成摆线；（3）工件做行星轮运动，刀具不动，刀具在工件上的轨迹为摆线。
本课题基于内摆线原理，在内摆线中当R=Kr时，摆线轨迹变为曲线，寻找一种适合形面联接的曲线，在此基础上分析构造一种新型运动机构，实现曲线的加工。主要设计内容有：内摆线原理理论分析，曲线特性分析，建模仿真，形面联接的曲线选择，机构设计、分析，加工的装置设计。
形面联接可以实现间隙配合、过盈配合及过度配合，由于装拆方便，能保证良好的对中性,无联接面上没有键槽及尖角，从而减少了应力集中，可以传递较大的扭矩。廓形曲线升角较小，在载荷下自动定心时可发生自动楔紧，从而以间隙配合装配，以过盈配合工作，增大了刚度。工艺上省去了花键铣床和磨床，因而工序少成本低。但是多数形面联接曲线的加工都比较复杂。
对于形面联接，主要是要选择其形面联接曲线。形面联接曲线的选择要综合考虑到加工、装配、使用等要求，在满足要求的情况下还应适当考虑经济性。
1.绪论
1.1 毕业设计任务分析
本课题是基于内摆线原理，在内摆线中当R=Kr时，摆线轨迹变为曲线，寻找一种适合形面联接的曲线，在此基础上分析构造一种新型运动机构，实现该曲线的加工。主要设计内容：摆线原理分析；机构设计、分析；特性分析；建模仿真；寻找一种适合形面联接的曲线，并设计实现曲线加工的装置。
本课题的具体任务:(1) 内摆线原理分析。分析内摆线的生成原理，主要目的是确定运动学参数与曲线参数之间的关系，如转速比与曲线轨迹之间、半径比曲线轨迹之间、曲线凹凸性与所追踪点位置之间的关系等，合理的参数简化，分析曲线时就可以减少参数过多而造成的麻烦，在根据运动学关系设计机构时，机构的相关参数也容易确定; (2)内摆线（R=Kr）特性分析，基于三维软件建模仿真;通过建模仿真，一方面验证数学推导的正确性，另一方面也为机构设计的运动学参的数确定做准备; (3)形面联接理论分析。对形面联接进行理论分析，主要目的是要得出选择形面联接曲线的标准，具体要求，与键联接相比较的优点等，以便在选择曲线时有目标性，提高设计效率，节约设计成本。 (4)研究内、次外摆线轨迹特性，寻找一种适合形面联接的曲线。根据形面联接的技术要求，通过分析比较各种曲线在传递扭矩、应力分布、对中性等方面，选择出适合作为形面联接的曲线;(5)机构设计。在确定了曲线的相关参数后，根据其生成原理，通过机构来实现曲线轨迹的生成。
由于内摆线的特殊性，在实际工程运用中将要面临很多问题，这些问题中，一部分在现今的技术条件下可以得到解决，另一部分问题则需要进一步探讨，本课题是对选用基于内摆线原理生成的曲线作为形面联接曲线的一次尝试性探讨。
1.2 国内外研究现状
随着科学技术的发展，近年来，在国内外机械制造中，出现了广泛采用无键联接来代替键和花键联接来传递扭矩，并在机床、汽车、拖拉机、挖掘机、减速器、造船工业中获得了应用。形面连接就是采用非圆异形截面的孔、轴配合代替花键和键的结合来传递扭矩的一种联接方式。这种联接
不用键或花键，故又称无键联接。以下是采用非圆形剖面的柱体和非圆形剖面的锥体的孔轴配合而构成联接传递扭矩，如图1.1所示：从纵向剖面看，可以是圆柱形，可以是圆锥形，圆柱形的无键联接除静联接外还可以用于无载荷作用下做轴向移动的动联接；锥形无键联接的装拆容易，还可承受单方向的轴向力。形面联接可以实现间隙配合、过盈配合及过度配合，由于装拆方便，能保证良好的对中性,无联接面上没有键槽及尖角，从而减少了应力集中，可以传递较大的扭矩。
联接在接触区内剪应力的分布规律。从此人们开始对等距形面联接的设计计算和制造工艺进行了比较系统的研究。美国、联邦德国、英国、瑞士、日本等早在50 年代就开始应用无键联接，德国在20 世纪80 年代制定了部分设计标准，俄罗斯的工程技术人员研究了等距形面的制造工艺及设备，美国一些制造商也研制了等距形面专用砂轮架。这方面的研究直到目前为止仍然是机械工程界的一个热点。
图1.1 各种形面联接截面
当一个动圆沿着一个定圆的内边缘做无相对运动的纯滚动时，追踪动圆周的任意一点，其轨
迹为内摆线。在动圆周上选择不同的点进行追踪，其曲线的几何性质不同。从基于内摆线原理的曲线生成方式的角度看，其轨迹生成方式比等距曲线的生成方法要简单。因此，选择出一条由内摆线原理生成的曲线，其加工难度将会下降，更有利于推广应用形面联接方式，从而提高生产效率，降低能耗，提高材料的利用率。摆线廓形曲线升角较小，在载荷下自动定心时可发生自动楔紧，从而以间隙配合装配，以过盈配合工作，增大了刚度。工艺上省去了花键铣床和磨床，因而工序少成本低。结构简化可以采用强化工艺及喷涂耐磨材料，使表面产生残余应力来延长机器寿命。因而在结构上和工艺上有独特的优越性，不但效率高，而且寿命、可靠性、强度等性能得到明显改善。由于形面联接的横截面为非圆形的联接方式，由于其具有结构简单，装拆方便，传动扭矩大，对中性好,应力集中小，加工成本低等优点。
对内摆线的研究开始得比较早，现在已经对摆线廓形形面联接的一些特殊的性质有了统一的认识。在军工上早已开始使用摆线形面轴。目前对摆线形面联接，探讨得比较多的领域是摆线的生成方法。由于摆线是非圆截面，加工孔和轴都需要专用的加工装置，目前的研究表明，能够加工摆线的加工装置有三类[9]
：（1）定圆不动，动圆沿着定圆转动，刀具装在动圆上；（2）工件以一定的角速度转动，刀具和工件的复合运动形成摆线；（3）工件做行星轮运动，刀具不动，刀具在工件上的轨迹为摆线。
基于内摆线原理生成的曲线有很多，不是每一条曲线都适合作为工程上能够使用的形面联接曲 线。必须对曲线的特性进行分析。目前对内摆线的研究方法中，常常采用计算机辅助分析，其效率较高，数据处理能力也较强，对于一些比较抽象的问题也能够通过图像直观的表达。
图1.2 非圆形剖面形面联接
2.电机选择
2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）
2.1.1选择电动机类型 2.1.2选择电动机容量
电动机所需工作功率为： ηw d P P =
； 工作机所需功率w P 为：
1000
Fv P w =；
传动装置的总效率为：
4321ηηηηη=；
传动滚筒
96.01=η
滚动轴承效率 96.02=η 闭式齿轮传动效率 97.03=η 联轴器效率 99.04=η 代入数值得：
8.099.097.099.096.02244321=???==ηηηηη
所需电动机功率为：
kW kW Fv P d 52.106010008.040100001000=???==η
d P ε略大于d P 即可。
选用同步转速1460r/min ；4级 ；型号 Y160M-4.功率为11kW
2.1.3确定电动机转速
取滚筒直径mm D 500= min /6.125500100060r v n w =?=π
1.分配传动比
（1）总传动比
62.116
.1251460===w m n n i (2)分配动装置各级传动比
取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比
03.44.101==i i 则低速级的传动比
88.203
.462.110112===i i i
2.1.4 电机端盖组装CAD 截图
图2.1.4电机端盖
2.2 运动和动力参数计算
2.2.1电动机轴 m N r kW n P T
n n p p m
d
?======81.689550min
/146052.10
00
2.2.2高速轴 m N r
kW n p T n
n p p m d ?=?======09.68146041.1095509550min /146041.101
1
1
14
1η 2.2.3中间轴 m
N r r kW n p T i n n p p p ?=?======??===6.2632.36210.1095509550min /2.362min /03.4146010.1097.099.052.102
2
2
01
1
23
200112ηηη
2.2.4低速轴 m N r kW n p T i n n p p p ?=?======??===8.735955076.12569
.99550min
/76.12588.22.36269.997.099.010.103
3
312
2
3
3
2102
23
ηηη 2.2.5滚筒轴
m N r kW n
p T i n n p p p ?=?=====??===72076.12549.995509550
min /76.12549.999.099.069.94
4
4
23
3
4
4
220334ηηη
3.齿轮计算
3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
1>按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。
2>绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。
3>材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280 HBS ，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS ，二者材料硬度差为40 HBS 。
4>选小齿轮齿数241=z ，大齿轮齿数76.9603.4242=?=z 。取97
2=z
5初选螺旋角。初选螺旋角?=14β
3.2按齿面接触强度设计
由《机械设计》设计计算公式（10-21）进行试算，即
[]30112H
E
H d t t Z Z T K d σμ
μεφα
+=
3.2.1确定公式内的各计算数值
（1）试选载荷系数6.1=t k 1。
（2）由《机械设计》第八版图10-30选取区域系数433.2=h z 。
（3）由《机械设计》第八版图10-26查得78
.01=εα，87
.02
=ε
α，则
65
.121=+=ε
εεααα
。
（4）计算小齿轮传递的转矩。
mm N mm N n p T .108.6.1460
41.10105.95105.95451051?=??=??=
（5）由《机械设计》第八版表10-7 选取齿宽系数1=d φ
（6）由《机械设计》第八版表10-6查得材料的弹性影响系数MPa Z e 8.189= （7）由《机械设计》第八版图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
MPa H 6001lim =σ ；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5002lim =σ 。
13计算应力循环次数。
911103.61530082114606060?=??????==h jL n N
9121056.103
.4?==N
N
（9）由《机械设计》第八版图（10-19）取接触疲劳寿命系数
90.01=HN K ;95.02=HN K 。
（10）计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%，安全系数S=1，由《机械设计》第八版式（10-12）得 []MPa MPa S K HN H 5406009.01lim 11=?==σσ
[]MPa MPa S
K HN H 5.52255095.02
lim 22=?==σσ
（11）许用接触应力
[][][]MPa H H H 25.53122
1=+=σσσ
3.2.2计算
（1）试算小齿轮分度圆直径d t 1
[]03121t H E t d H
K T Z Z d αμ?εμσ+==3
2
486.01046.16??=
3
4
1046.167396.0??=
10738.1213
?=49.56mm
（2）计算圆周速度v 0
s m n d t /78.310006056.49146010006011=???=?=ππν
（3）计算齿宽及模数
11cos 49.56t
nt
mm d
m
z
β
==
=
=
z d
m t
nt
1
1cos β
2414cos 56.49??=2497
.056.49?=2mm h=2.25=nt m 2.25?2=4.5mm
=h
b 49.56/4.5=11.01 （4）计算纵向重合度
==βφ
ε
β
tan 318.01
z d
0.318?1?24?tan ?14=20.73
（5）计算载荷系数K 。
已知使用系数,1=K A 根据v= 7.6 m/s,7级精度，由《机械设计》第八版图10-8查得动载系数;11.1=K v
由《机械设计》第八版表10-4查得K H β
的值与齿轮的相同，故;
42.1=K H β
由《机械设计》第八版图 10-13查得35
.1=βf K
由《机械设计》第八版表10-3查得4.1==βαH H K K .故载荷系数
==βαH H V A K K K K K 1?1.11?1.4?1.42=2.2
（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a ）得
==311K d d t
t
K mm 11.55375.156.496.12.256.4933=?=? （7）计算模数
=
=z d m n 1
1
c o s βmm 22.22411.5597.02414cos 11.55=?=?? 3.3按齿根弯曲强度设计
由式（10-17） []
32
2
112cos σε
φα
ββF
Sa
Fa d
n Y Y z Y T m K ??≥
3.3.1确定计算参数
（1）计算载荷系数。
==βαf f V A K K K K K 35.14.111.1???=2.09 （2）根据纵向重合度 903
.1=ε
β ，从《机械设计》第八版图10-28查得螺旋角
影响系数88
.0=Y β
（3）计算当量齿数。
37.2691.024********.0cos cos 3
33
1
1=====
βz z V
59.10691.0971497cos cos 3
3
22
====
βz z v （4）查齿形系数。
由表10-5查得18
.2;57.22
1==Y Y Fa Fa
（5）查取应力校正系数。
由《机械设计》第八版表10-5查得79
.1;6.121
==Y Y Sa Sa
（6）由《机械设计》第八版图10-24c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPa FE 5001=σ
；大齿轮的弯曲强度极限 MPa FE 3802=σ
；
（7）由《机械设计》第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 85
.01=K FN ，88.02=K FN ；
（8）计算弯曲疲劳许用应力。
取弯曲疲劳安全系数S ＝1.4,由《机械设计》第八版式（10-12）得 [][]MPa MPa S F MPa MPa S F FE FN FE FN K K 86.2384.138088.057.3034
.185500.0222
1
11
=?=====σσσσ
（9）计算大、小齿轮的[]
σF Y Y Sa Fa 并加以比较。 []1363..057.303596.1592.2111=?=σF Y Y Sa Fa []
σF Y Y Sa Fa 2
22=
01642.086.238774.1211.2=? 由此可知大齿轮的数值大。
3.3.2设计计算
m m m m m
n
1
085.4342.401642.065
.1*88.08.610.22332
3
2
2
4
97.024
)
14(cos 10==?=??????≥?
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于由齿面齿根弯曲疲
劳强度计算 的法面模数，取=
m n 2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由 73.26214cos 11.55cos 1
1=??==m d z n
β 取 271=z ，则81.10803.4272=?=z 取;1092=z
3.4几何尺寸计算 3.
4.1计算中心距
a=
()mm m
z z n
2.14097.0136
14cos 22)10927(cos 22
1
==??+=
+β
将中以距圆整为141mm.
3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角
?==??+=+=06.1497.0arccos 2
.14022
)10927(arccos 2)(arccos
21a m z z n
β
因β值改变不多，故参数ε
α、k β、Z H 等不必修正。
3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径
m m m m m z d m z d n n 22497.021814cos 2109cos 5597.05414cos 227cos 2211==?====?==ββ mm a d d 5.1392
22455221
=+=+=
3.4.4计算齿轮宽度
mm b d
d
5567.5511
=?==φ
圆整后取mm mm B B 61;5612==. 低速级 取m=3;;303=z 由88.23
412==
z z i
4 2.883086.4z =?= 取874
=z m m m m m z d z d 261873903034
4
3
3
=?===?== mm mm a d d 5.1752
2619024
3
=+=+=
mm mm b d
d
909013
=?==φ
圆整后取mm mm B B 95,9034==
表 1高速级齿轮：
名 称
代号
计 算 公 式
小齿轮
大齿轮
模数
m
2
2
压力角
α
20 20
分度圆直径
d
z d
m 11
==2?27=54 z d
m 22
==2?109=218
齿顶高
h
a
22121=?===*
m h h h a a a
齿根高h f2
)
1(
)
(
2
1
?
+
=
+
=
=*
*
*c
m
c
h
h
h a
f
f
齿全高h m
c
h
h
h a)
2(*
2
1
+
=*
=
齿顶圆直径d a*
1
1
(2)
a a
m
d h
z
=+m
h
z
d a
a
)
2
(*
2
2
+
=
表2低速级齿轮：
名称
代
号
计算公式
小齿轮大齿轮
模
数
m 3 3
压
力角
α20 20
分度圆直径d z
d m1
1
==3?27=54 z
d m2
2
==2?109=218
齿顶高h a12122
a a a
m
h h h*
===?=
齿根高h f2
)
1(
)
(
2
1
?
+
=
+
=
=*
*
*c
m
c
h
h
h a
f
f
齿全高h m
c
h
h
h a)
2(*
2
1
+
=*
=
齿顶圆直径d a*
1
1
(2)
a a
m
d h
z
=+m
h
z
d a
a
)
2
(*
2
2
+
=
4. 轴的设计
4.1低速轴
4.1.1求输出轴上的功率
p
3
转速n 3和转矩T 3
若取每级齿轮的传动的效率,则
m N r kW n p
T i n n p p p ?=?======?===842.735955076.12569.99550min /76.12588
.22.36269.997.990.010
.1033
31223
3210223ηηη 4.1.2求作用在齿轮上的力 因已知低速级大齿轮的分度圆直径为 m m m z d 40410144
4=?== N
N N F F F F d T F t a n t r t
90814tan 3642tan 136697.03639.0364214cos 20tan 3642cos tan 364240410008.7352243=??===?=???===??==ββα
圆周力F t ,径向力 F r 及轴向力F a 的 4.1.3初步确定轴的最小直径
先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据《机械设计》
第八版表15-3,取112
0=A ,于是得
m m n p A d 64.47077.011276.12569.91123333
30min =?=?== 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d 12.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.
联轴器的计算转矩T K T A ca
3
=, 查表考虑到转矩变化很小,故取3
.1=K A
,则:
mm N mm N T K T
A ca
?=??==6.9565947358423.13
按照计算转矩T ca 应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003或手册,选用LX4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为2500000mm N ? .半联轴器的孔径
mm d 551= ,故取 mm d 5021=- ,半联轴器长度 L=112mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长
度mm L 841=.
4.1.4轴的
结构设计
（1）拟定轴上零件的装配
方案
图4-1
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1)根据联轴器;
84,501212mm mm l d ==为了满足半联轴器的轴向定位要示求,1-2轴
段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径mm
d 6232=- ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取
挡圈直径D=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度mm
L 841=,为了保证轴端挡圈只压在
半联轴器上而不压在轴的端面上,故1-2 段的长度应比L 1 略短一些,现取mm
l 8221=-. 2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚
子轴承.参照工作要求并根据mm
d 6232=-,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313。其尺寸为d ?D ?T=65mm ?140mm ?36mm ，故mm d d 657643==-- ；而mm mm d l 82,5.546565==--。
3）取安装齿轮处的轴段4-5段的直径mm
d 7054=- ；齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为90mm ，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应
略短于轮毂宽度，故取mm
l 8554=- 。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度d h 07.0≥ ，
故取h=6mm ，则轴环处的直径mm d 8265=- 。轴环宽度h b 4.1≥ ，取mm
l 5.6065=-。
4）轴承端盖的总宽度为20mm （由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm ，故取mm
l 57.403
2=-
低速轴的相关参数：
小学科学教案：《使用工具》教案
《使用工具》教案 教学目标 科学概念：认识机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯地称为工具。 过程与方法：常识在实践中解决指定的科学问题（如拔图钉、铁钉和木螺钉），发现做同样的事情，用不同的工具效果是不同的，并从中了解更多的常用工具。情感、态度、价值观：意识到工具和机械可以帮助我们做一些事情，恰当地选用工具和机械可以提高我们的工作效率。 教学重点 选用不同工具解决问题 教学难点 选择不同工具解决问题的原因讨论。 教学准备 记录表（学生）；常用工具，剪刀、螺丝刀、开瓶器、羊角锤、小刀、镊子、老虎钳（教师）；钉有三个图钉、2个铁钉、两个木螺丝钉的木板一块。 教学过程 一、谈话导入新课 同学们，这个漂亮的窗花剪纸是用什么工具制作出来的？（出示窗花剪纸）。剪刀除了能剪窗花之外还能做些什么事？（剪绳、剪指甲……） 那么锤子能帮助我们做哪些事情？（出示锤子） 二、我们用过什么工具 1.在生活中，我们常常用工具来帮助我们做事情，今天我们就来研究我们常用的工具（板书课题：使用工具） 2.你还知道哪些工具？他们能帮助我们做什么事？请大家在小组内讨论一下，然后把工具名称和能做的事情填在书本P2表格内。比一比，哪些同学想的更多。 3.小组讨论填表
4.小组汇报： 请一个小组上台来介绍，并且可以使用老师讲台上的工具做示范（提供工具）。 5.教师小结：看来同学们对工具的使用已经比较熟悉，并且能运用到现实生活中去了。那么下面就请大家来帮我解决一个问题。（启后） 三、选用什么工具好 1.老师这里有钉有一些钉子的木板（出示木板）， （1）如果要把钉子冲木板中取出来，请问我该选择什么样的工具比较合适？（2）请小组内的同学先观察一下钉在木板上的钉子，思考你需要哪些工具？（3）说说你选择这些工具的理由 2.小组长领材料，组织小组成员开展实验 3.全班交流：说说你们刚才选择的工具是最合适的吗？ 分组发言共同评论。 四、完成三项任务的工具选择 1.请大家观察P3的三幅图，请你在右边选择最恰当的工具来完成这3项工作。并且说说你选择的理由。 2.油桶通过斜面推上车，比较省力；大石头用撬棍当杠杆去撬动比较省力；利用绳子和滑轮组成定滑轮可以很方便地将国旗挂到旗杆顶上。 3.教师小结：有一些很费力、很难做的事情，如果我们使用了工具就可以省力、方便地完成了。巧妙地使用工具，能让我们做的更好。 4.请大家看P3简单机械的定义，深入理解。 五、全课总结：对于简单机械，我们还有什么问题想研究？
RV减速器摆线轮零件加工工艺设计探讨
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e45806661.html, RV减速器摆线轮零件加工工艺设计探讨 作者：郑红 来源：《价值工程》2015年第23期 摘要： RV减速器产品的关键零件是摆线轮，摆线轮零件加工一直是企业生产制造的难题，本文探讨了摆线轮零件加工工艺设计，通过此工艺来保证摆线轮零件的表面质量和加工精度要求。 Abstract： The key part of the RV reducer is cycloid， and cycloid parts processing is the manufacturing difficulty for enterprises. This paper discusses the processing design of cycloid part，to ensure the surface quality of cycloid parts and machining accuracy through this process. 关键词：摆线轮；加工工艺；RV减速器 Key words： cycloid；processing；RV reducer 中图分类号：TH132.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0062-03 0 引言 近年来制造业转型升级、国家推出“机器换人”工程，把机器人、高端数控设备的应用推向了高潮，但基于机器人的RV减速器一直是个技术难题，直接影响到机器人的工作性能指标。RV减速器是一款刚度最高、振动最低的机器人用减速器，能够提高机器人工作时的动态特性，减小传动回差，而且还具有体积小重量轻、结构紧凑、传动比范围大、承载能力大、运动精度高、传动效率高等优点。RV减速传动装置不仅在机器人中使用，在数控机床行业也广泛应用，例如：数控车床（NC）主轴分度驱动；加工中心（MC）坐标轴的驱动；工厂自动化（FA）领域、柔性制造单元；精密伺服机构等。 当下中国正处于从制造大国向制造强国转型发展中，工厂自动化生产线日益增多，机器人、数控机床的使用在企业日益普及，随着我国制造业的科技进步，对驱动机器人、数控设备的RV减速器工业化市场前景广阔，社会经济效益可观。 RV减速器产品在结构上由一级渐开线齿轮传动和一级摆线针轮行星传动串联构成，渐开线齿轮传动构成第一级传动，摆线齿轮行星传动构成第二级传动。第二级针摆传动中摆线轮与针齿壳的啮合传动，在结构上采用无针齿摆线内齿廓结构，即内齿廓不采用针齿滚动，而是直接使用摆线齿廓，这种结构对于摆线轮和针齿壳的零件加工精度、表面质量、硬度、强度、动平衡要求更高。为了提高RV减速器的承载能力并使机器工作时内部受力平衡，动力由齿轮轴输入后，由两个从动齿轮分别带动两根曲轴同步驱动摆线轮工作。RV减速器第二级传动就是由曲轴驱动摆线轮作行星运动，为了载荷平衡，一般用两个摆线轮，呈180度倒置安装，摆线轮与针齿壳相啮合产生减速运动，减速运动经曲轴拨动输出盘输出。
曲线工具的使用教学设计
曲线工具的使用 课时：1课时 教学目标： 知识与技能： 了解常见几种曲线的画法；掌握曲线画法的基本规律，领会画曲线时鼠标操作中的拖、单击操作要领；学会用简单的曲线组合成具有实际意义的图画。 过程与方法： 通过上机操作练习，结合老师的微演示、讲解以及小组同学之间的互帮互学，掌握用曲线工具画各种曲线的方法。 情感态度与价值观： 提升学生电脑绘画的学习兴趣，注意培养学生大胆实践、积极探索、勇于创新的精神，进一步提高学生自我学习、合作学习的能力。 教学重点： 掌握“画图”程序中的曲线工具的使用，知道几种曲线绘制的区别，能运用曲线工具绘制单曲线、双曲线和封闭曲线。 教学难点： 曲线工具绘制单曲线、双曲线和封闭曲线的区别。 教学准备： 单曲线、双曲线和封闭曲线的微课制作、课件制作、机房等 学情分析： 五年级的学生，对画图程序并不陌生，已经学习过画图程序的直线工具、刷子工具、椭圆工具、柜形工具、多边形工具、填充工具、橡皮擦工具等等，并能够用这些工具绘制出有实际意思的图片。曲线工具是画图程序的一个难点，学生对画图程序有一定的了解，对鼠标的操作比较熟练，是学习曲线工具的前提条件。 教学过程：
一、导入 师：同学们好。今天上课前呢，我们先去海底世界逛逛。（播放海底总动员动画） 师：同学们觉得海底世界漂亮吗？ 生：（漂亮） 师：老师也觉得很漂亮，所以给他们就拍了好多照片。老师又想到，我们班上的同学都是电脑高手，不知道我们班的电脑高手们能不能把海底世界用电脑画出来呢？ 生：能 师：看到同学们这么有信心，老师真高兴。老师知道同学们已经会用多边形工具画各种鱼了。 （图片，上节课的作品） 这些都是同学们上节课用多边形工具创作的多边形鱼，我选派了一条同学们画的多边形鱼来参加我这里举行的游泳比赛，他一下子就游到前面去啦，咦~~这是为什么呢？请同学们仔细看看，这三位参赛选手的身材有什么区别？
齿轮齿廓设计
1 齿廓啮合基本定律 图示为一对作平面啮合的齿轮，两轮的齿廓曲线分别为G1和G2。设轮1绕轴O1以角速度ω1转动，轮2绕轴O2以角速度ω2转动，图中点K为两齿廓的接触点，过点K作两齿廓的公法线nn，公法线nn与连心线O1O2交于点C。由三心定理可知，点C是两轮的相对速度瞬心，故有：，由此可得： 在齿轮啮合原理中，将点C称为啮合节点，简称节点。i12称为传动比。 由以上分析可知：一对齿廓在任一位置啮合时，过接触点作齿廓公法线，必通过节点P，它们的传动比与连心线O1O2被节点C所分成两个线段成反比。这一规律称为齿廓啮合基本定律。 作固定传动比传动齿廓必须满足的条件 通常齿轮传动要求两轮作定传动比传动，则由式 可得节点C为固定点。由此得到两轮作定传动比传动时，其齿廓必须满足的条件：无论两齿廓在何处接触，过接触点作两齿廓的公法线必须通过固定节点C。节点C在两轮运动平面上的轨迹是两个圆，称为齿轮的节圆。因为两轮在节点C处的相对速度等于零，所以一对齿轮的啮合传动可以视为其节圆的纯滚动。
设两轮节圆半径分别为r1'和r2'，则 共轭齿廓: 凡是满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓称为共轭齿廓，共轭齿廓的齿廓曲线称为共轭曲线。理论上可以作为共轭齿廓的曲线有很多种，但是考虑到设计、制造、测量、安装及使用等问题，目前常用的齿廓曲线有渐开线、摆线和圆弧等。因渐开线齿廓能较全面地满足上述要求，因此现代的齿轮绝大多数都是采用渐开线齿廓。 2 渐开线齿廓 渐开线的形成 如图示，当直线n-n沿圆周作纯滚动时，直线上任意一点K的轨迹AK称为该圆的渐开线。 这个圆称为基圆,其半径用rb表示； 直线n-n称为渐开线的发生线， θk(=∠AOK)称为渐开线AK段的展角。 渐开线的性质
第1课 《使用工具》教学设计(教科版小学六年级上册科学第一单元)
教科版小学六年级上册科学第一单元 第1课《使用工具》教学设计 教学导航 【教材分析】 《使用工具》是教科版义务教育课程标准实验教科书六年级上册第一单元第一课的教学内容。本单元尝试通过指导学生研究一些简单的机械和工具，让学生认识生活中运用的一些简单的机械原理，并通过研究这些简单的机械原理，培养学生开展比较完整的探究活动的能力。而本课又是本单元的第一课，重在引领学生认识了解生活中的常用工具、及其中蕴含的机械问题，引导学生联系生活实际，对客观存在的机械和工具进行多角度的评价，为以后的探究学习奠定基础。 本课分为两部分。第一部分，我们使用过的工具；第二部分，选用什么工具好。这两部分内容由浅入深，层层递进。 【学情分析】 六年级学生通过几年的科学学习，大多数学生对科学课产生了浓厚的兴趣，已经具备了初步的探究能力，他们对周围世界产生了强烈的好奇心和探究欲望，乐于动手，善于操作。但是，学生在活动的时候常常耗时低效，不能很好地利用宝贵的课堂时间。学生发言表现欲望差，应特别注意培养，形成良好的氛围。让学生在探究中学到科学知识，培养探究能力，提升科学素养。 【教学目标】 科学概念： 认识机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯地称为工具。 过程与方法： 常识在实践中解决指定的科学问题（如拔图钉、铁钉和木螺钉），发现做同样的事情，用不同的工具效果是不同的，并从中了解更多的常用工具。 情感、态度、价值观： 意识到工具和机械可以帮助我们做一些事情，恰当地选用工具和机械可以提高我们的工作效率。
【教学重点】 选用不同工具解决问题 【教学难点】 选择不同工具解决问题的原因讨论。 【教学准备】 记录表（学生）；常用工具，剪刀、螺丝刀、开瓶器、羊角锤、小刀、镊子、老虎钳（教师）；钉有三个图钉、2个铁钉、两个木螺丝钉的木板一块。【课时安排】 1课时 教学过程 一、谈话导入新课 同学们，这个漂亮的窗花剪纸是用什么工具制作出来的？（出示窗花剪纸）。 剪刀除了能剪窗花之外还能做些什么事？（剪绳、剪指甲……）那么锤子能帮助我们做哪些事情？（出示锤子） 二、我们用过什么工具 1．在生活中，我们常常用工具来帮助我们做事情，今天我们就来研究我们常用的工具（板书课题：使用工具） 2．你还知道哪些工具？他们能帮助我们做什么事？请大家在小组内讨论一下，然后把工具名称和能做的事情填在书本P2表格内。比一比，哪些同学想的更多。 3．小组讨论填表 2/ 3
优美线条乐趣多--《画图——妙用曲线工具》教学设计
优美线条乐趣多 《画图——曲线工具的妙用》教学设计 一、学生分析 本课教学对象是小学三年级的学生，在学习之前，学生已经熟悉了windows中自带的“画图”软件的界面，学习了设置画纸大小、选择前景色、背景色、选线条宽度等，掌握了橡皮、矩形、椭圆、多边形、填充等工具的使用，学生非常喜欢画图软件，并能画图软件画出美丽的图画来。 二、教学内容分析 本节课学习内容是小学三年级上册第一单元第8课《曲线工具的妙用》。曲线工具分为三种模式：弯曲一次的曲线、弯曲两次的曲线、闭合曲线三种模式，通过讲述及学生探索曲线画法的基本要领。让学生更好地掌握单弧、双弧曲线、画一个封闭图形的画法。通过以上三个画法，我将这一节内容分成几个部分来完成。通过教学使学生感受到曲线工具的使用技巧，并能用曲线工具创作出线条美观、颜色靓丽图画作品。 教学重点：掌握用曲线工具画曲线的方法 教学难点：画曲线时鼠标操作中的拖、单击操作要领，尤其是单弧曲线的画法。 正确运用曲线工具自然是本课难点，另外如何引导学生创作过程，调动学生积极性更是难点。因为，通过以有的教学经验，即使要求学生创作一幅简单作品，如果教师讲解不清，关键不明，多数学生
在创作时目标不请，不知下一步如何操作，创作一会就开始乱画了，自然没有兴趣了。为了充分调动学生的积极性，我力求使教学内容生动有趣，课件制作精细，力争突破难点。 三、教学目标 1、了解常见几种曲线的画法；掌握曲线画法的基本规律，领会画曲线时鼠标操作中的拖、单击操作要领；学会用简单的曲线组合成具有实际意义的图画。 2、通过看书，上机探讨，结合老师的演示、讲解以及合作学习小组同学之间的互帮互学，掌握用曲线工具画曲线的方法。 3、感兴趣于画图知识的学习，注意培养学生大胆实践、积极探索、勇于创新的精神，进一步提高学生自我学习、合作学习的能力。初步形成欣赏美，感受美，爱祖国，爱家乡的思想情感 四、教学策略和教学方法 本节课以欣赏用画图中曲线工具创作的作品引入，激发学生的学习兴趣。活动过程从完成“任务”着手，让学生在“做中学、学中做”，在用中提高，在完成具体的任务中发现问题、解决问题。科学合理的教学方法能使教学效果事倍功半，达到教与学的和谐完美统一。基于此，我采用的教法是任务驱动、演示、点拨关键、自主探究、合作学习、探究新知识等方法，教师演示、点拨关键可以让学生快速理解重点，明确目标，更易将大量时间留给学生自主创作。倡导“把学习的主动权还给学生”“自主、合作、探究”的学习方式，具体的学法是，任务驱动法、小组合作法，优秀学生助教法，学生通过教师课件引领
齿廓啮合基本定律与齿轮的齿廓曲线
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
Solidworks中渐开线齿廓曲线的精确绘制
第27卷 第1期 2006年3月大连铁道学院学报JOURNAL OF DALIAN RAILWAY INSTITUTE VOi.27 NO.1Mar. 2006 文章编号：1000-1670（2006）01-0083-02!研究简报! Solidworks 中渐开线齿廓曲线的精确绘制 朱 静，谢 军 （大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028） !关键词：SOiidwOrks ；齿廓曲线；绘图 中图分类号：TP317.4 文献标识码：A 与UG 、PrO /E 等流行的三维建模软件相比，SOiidWOrks 是一种真正基于WindOws 的软件.该软件具有全面的零件实体建模功能，灵活的装配设计和约束检验，能快速生成工程图，同时还具有强大的数据转换接口，因此它已广泛应用于电子、机械、模具、汽车等行业.但SOiidWOrks 软件在参数绘图方面的功能模块还不完善，如SOiidwOrks 中只能用近似圆弧代替渐开线曲线绘制齿轮，而齿轮的齿廓曲线比较复杂，其中渐开线齿轮能保证齿轮特定传动比、受力方向不变等优点，在许多行业得到应用.所以在齿轮的实体造型中有必要对渐开线齿廓曲线进行精确绘制，以满足轮齿造型的准确性. 本文针对渐开线直齿圆柱齿轮，通过采用笛卡尔坐标方程得到渐开线上一系列型值点，在SOiid-wOrksk 中准确的绘制出渐开线齿廓曲线，从而实现SOiidwOrks 的齿轮三维造型.渐开线齿轮造型比较复杂，一直是三维CAD 设计的难点.本论文解决了如何在SOiidWOrksk 精确绘制渐开线齿轮的问题，对SOiidWOrks 后续的齿轮机构造型设计，以及动态仿真、干涉检验、有限元分析等都有作用. （1）在SOiidwOrks 中建立圆柱齿轮的参数方程式，建立关系渐开线直齿齿轮的基本参数主要有：模 数m 、齿数z 1、 压力角alpha .在SOiidwOrksk 中，实现齿轮的造型，首先草绘出分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆草图，并根据SOiidWOrks 中的建立方程方法，按下列各式建立分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆直径关系. 分度圆直径d =m ?z 1. 齿顶圆直径d a =m ? （z 1+2）齿根圆直径d f =m ?（z 1-2.5） 基圆直径d b =m ?z 1?cOs （alpha ?!/180）.（2）渐开线的绘制 图1 渐开线极坐标法当一条直线沿着一个直径为d b （基圆）的圆周上作纯滚动时，直线上任一点K 的轨迹为渐开线，如图1所示. 渐开线的极坐标方程为： r k =r b cOs "k #=inv "k =tg "k -"{k 其中r b =r ?cOs "=1/2m ?z 1?cOs "=d b /2 首先根据齿廓极坐标方程，经整理变换成为笛卡尔坐标系中的渐开线齿 廓参数方程（设参数t =0~1时，"=0~45 ） theta =t ?45?!/180 x =r b ?cOs （theta ）+r b ?sin （theta ）?theta !收稿日期：2005-09-15 作者简介：朱 静（1972-），女，讲师，硕士 .
成形磨削摆线轮齿廓修形的研究
5:1037 1040. [3] 林拜松.滑开型断裂的复合型脆断判据[J].应用数 学和力学,1985,6(11):977 983. [4] 赵艳华,徐世烺. -复合型裂纹脆性断裂的最 小J2准则[J].工程力学,2002,19(4):94 98. [5] 俞茂宏.双剪理论及其应用[M].北京:科学出版社, 1998. [6] 蒋国宾,蒋玉川.广义合成偏应力强度理论[C]//第 二届全国结构工程学术论文集.北京:清华大学出 版社,1993:324 328. [7] 张行.断裂力学与损伤力学[M].北京:北京航空航 天大学出版社,2006. [8] 蒋玉川,王启智.形状改变比能密度因子准则[J].工 程力学,2005,22(5):31 35. [9] 龙晓林,王国顺.高铬铸铁的切削用量优化计算[J]. 机械,2001,28(6):30 32. (编辑 袁兴玲) 作者简介:周建来,男,1969年生。淮海工学院机械工程学院副教授。主要研究方向为金属切削加工原理及加工工艺。发表论文30余篇。陈书法,男,1970年生。淮海工学院机械工程学院副教授。 成形磨削摆线轮齿廓修形的研究 焦文瑞1 孔庆华1 宋德朝1 刘金龙2 秦志文2 1.同济大学,上海,201804 2.镇江液压件厂有限责任公司,镇江,212005 摘要:根据摆线针轮啮合副成形磨削加工原理和生产实践,总结了成形磨削摆线轮修形方式,包括沿磨床坐标系y g轴移距修形、沿磨床坐标系x g轴移距修形、转角修形、金刚石滚轮修形;建立了成形磨削摆线修形齿廓的数学模型,并推导了修形后齿廓的法向变动量计算式,以BZZ系列全液压转向器中摆线针轮啮合副参数为例进行了计算。 关键词:摆线轮;成形磨削;齿廓修形;法向变动量 中图分类号:T H132.414 文章编号:1004!132X(2009)22!2676!04 Research on Modification on C ycloidal Teeth Profile with Form Grinding Jiao Wenr ui1 Kong Q inghua1 Song Dechao1 Liu Jinlong2 Qin Zhiw en2 1.T ong ji U niversity,Shanghai,201804 2.Zhenjiang H ydraulic Com ponents M anufacturing Co.,Ltd.,Zhenjiang,Jiangsu,212005 Abstract:Accor ding to manufacturing theory and pro duction practice o n cycloidal g ear pair with fo rm grinding,there are four m odificatio n methods,they ar e y g ax ial dir ectio n mov em ent distance,x g ax ial dir ectio n mov em ent distance of g rinding m achine coor dinate system,ro tating ang le and em er y-w heel.T he m athematical m odel of cyclo idal gear pair w ith form gr inding w as built,the form ula of no rmal alterant value o n modified pro file w as pr ovided,the norm al alterant value w as calculated as an ex ample of BZZ the full hydrostatic steering control units cycloidal pair pr actical parameter,w hich pro vides essential theoretical basis of teeth backlash and cycloidal pair modification desig n. Key words:cycloid gear;form gr inding;pro file m odificatio n;norm al alter ant v alue 0 引言 为了补偿摆线针轮啮合副(以下简称摆线副)的制造误差,保证合理的侧隙以利于装拆、摆线轮在针轮中的灵活转动及齿廓之间的可靠润滑,实际上的摆线副必须进行修形。传统的摆线轮精加工采用范成磨削,文献[1 6]对摆线副修形的研究都是以范成磨削摆线轮为对象。这种方法由于受到磨齿机传动链的影响,齿形精度低,误差达0 1m m,表面粗糙度(Ra)还达不到0 4 m,严重影响摆线副啮合质量,并且生产效率低。为了提高摆线齿轮的精度,国外摆线副制造一般使用成 收稿日期:2009!01!04形磨削,国内也在20世纪90年代逐渐使用成形磨削代替范成磨削[7]。成形磨削齿形误差小于0 03mm,表面粗糙度(Ra)可达0 2 m,适合大批量生产。采用成形法磨削摆线轮同样需要进行修形[8 9],因此,研究成形磨削修形方式及其齿廓法向变动量的变化规律,有着重要意义。 1 成形磨削的修形方式 用成形法加工摆线齿轮时,磨床坐标系如图1所示,z g轴过摆线轮中心,垂直于o c x g y g平面。磨削摆线轮时,砂轮转动,同时沿摆线轮自身轴线o c z g轴方向移动,待磨出一个齿槽,也就是磨出一个齿槽的两侧齿廓后,砂轮退回到原来的位置,并
摆线齿轮泵外转子加工工艺及主要工装DOC 49页.doc
摘要 本文就摆线的基本概念作了介绍，并阐述摆线齿轮泵中，外转子的加工工艺过程、工装设备以及成形拉刀的设计计算。摆线齿轮泵中以内转子为主动轮，外转子为从动轮，在设计中要求外转子精度高，同时考虑到经济成本，在设计加工工艺时，尽量采用既高精度又经济的方式。而且还介绍了在单件生产纲领下，进行摆线齿轮泵外转子曲面磨削的方法。确定了磨削参数及工艺装备。本加工方法具有传动链短，砂轮修磨简单，可稳定的保持加工精度。 关键词：摆线齿轮外转子；工艺；结构设计；工装设备；成形拉刀。
Abstract This article introduced the basic concept of cycloid and cycloid gear pump described, the outer rotor of the machining process, tooling equipment and design calculation of forming broach. Within the rotor cycloidal gear pump for the driving wheel, outer rotor to the driven wheel, the rotor in the design requirements of high precision, taking into account economic costs, in the design process, try to use the high-precision and economical way. But also introduced the program in the single production under the cycloid gear pump outer rotor surface grinding method. Determine the parameters and processes of grinding equipment. This processing method has a short transmission chain, grinding wheel simple, steady and precision Keywords: cycloidal gear outer rotor; process; structural design; tooling equipment; forming broach
《画图中曲线工具》教学重难点以及依据
《画图中曲线工具》教学重难点以及依据 教学内容分析《画图中曲线工具》是在学生熟悉了windows中的“画图”软件基本界面和操作后进一步学习使用画图板工具的课程内容，从曲线的分类上可以分为，一次弯曲的曲线和多次弯曲的曲线、闭合曲线等，这三种曲线的画法，是“画图”软件的基本组成部分。在画图这教学部分中具有承上启下的作用。本节课要了解常见几种曲线的画法；掌握曲线画法的基本规律，领会画曲线时鼠标操作中的拖、点操作要领；学会用简单的曲线组合成具有实际意义的图画。并能使学生创作出更加美观、更有特色的个人作品。 教学重点：学会用“曲线工具”画曲线的方法；领会画曲线时鼠标操作中的拖动、单击操作要领； 教学难点：领会画曲线时鼠标操作中的拖动、单击操作要领，尤其是单弧曲线、闭合曲线的画法。同时在能根据领会到的知识灵活运用，结合以前学过的方法独立完成一个作品。 板书设计： 画图——曲线工具 “单弧形曲线”的画法——拖→拖（点）→同向拖（点） “双弧形曲线”的画法——拖→拖（点）→反向拖（点） “闭合形曲线”的画法——点→点→点 制定本课教学重点与难点的依据是： 1 、教材和课程标准 课堂教学过程是为了实现目标而展开的，确定教学重点、难点是为了进一步明确教学目标，以便教学过程中突出重点，突破难点，更好地为实现教学目标服务。因此本节课要了解常见几种曲线的画法；掌握曲线画法的基本规律，领会画曲线时鼠标操作中的拖、点操作要领，在确定了这一教学重难点后再根据新课标要求。明确了这节课的完整知识体系框架和教学目标，并把课程标准、教材整合起来，才能科学确定静态的教学重点难点。 2 、学生实际 学生是课程学习的主体，教学重点尤其是教学难点是针对学生的学习而言的。因此，我们要了解学生，研究学生。要了解学生原有的知识和技能的状况，了解他们的兴趣、需要和思想状况，了解他们的学习方法和学习习惯。 要判断是否为教学难点，就要分析学生学习难点形成的原因，一般形成学习难点的原因主要有以下几种： 第一种是对于学习的内容，学生缺乏相应的感性认识，因而难以开展抽象思维活动，不能较快或较好地理解。 第二种是在学习新的概念、新的软件模块时，缺少相应的已知概念基础，或学生对已知概念、基本操作掌握不准确、不清晰，使学生陷入了认知的困境。 第三种是已知对新知的负迁移作用压倒了正迁移作用。即已学过的知识在对学习新知识时，起了干扰作用，因而在已知向新知的转化中，注意力常常集中到对过去概念、操作的回忆上，而未能把这些概念、操作运用于新的学习之中，反而成为难点 第四种是教材中一些综合性较强、时空跨越较大、变化较为复杂的内容，使学生一时难以接受和理解，而这些内容往往非一节课所能完成，这些问题讲好了，可以循序渐进地完成教学任务，讲不好则成为生硬的说教。因此这类内容在教材处理和教学方法选择上都是难点。备课时，教师要根据教材特点及学生情况，对可能出现的教学难点做出判断，并采取有效措
摆线齿轮传动
传动：摆线针轮传动 摆线针轮传动 由外齿轮齿廓为变态摆线﹑内齿轮轮齿为圆销的一对内嚙合齿轮和输出机构所组成的行星齿轮传动。除齿轮的齿廓外﹐其他结构与少齿差行星齿轮传动相同。摆线针轮行星减速器的传动比约为6～87﹐效率一般为0.9～0.94。图轮齿曲线的形成为轮齿曲线的形成原理。发生圆在基圆上滚动﹐若大於r1﹐M'点画出的是长幅外摆线﹔若小於r1﹐M''点画出的是短幅外摆线﹔用这些摆线中一根曲线上的任意点作为圆心﹐以针齿半径rz为半径画一系列圆﹐而后作一根与这一系列圆相切的曲线﹐得到的就是相应的长幅外摆线齿廓或短幅外摆线齿廓﹐其中短幅外摆线齿廓应用最广。用整条短幅外摆线作齿廓时﹐针轮和摆线轮的齿数差仅为1﹐而且理论上针轮有一半的齿数都与摆线轮齿同时嚙合传动。但如果用部分曲线为齿廓就可得到两齿差和三齿差的摆线针轮传动。用长幅外摆线的一部分作轮齿曲线时﹐其齿廓与圆近似﹐并与针齿半径相差不大﹐因此可用它的密切圆弧代替。摆线针轮传动的优点是传动比大﹑结构紧凑﹑效率高﹑运转平稳和寿命长。
摆线齿轮传动 cycloidal gearing 由一对摆线齿轮组成的齿轮传动。摆线齿轮的齿廓由内摆线或外摆线组成 (图中a摆线齿轮的齿廓)。滚圆S 在节圆外面滚动形成齿顶曲线 bc，在节圆内面滚动形成齿根曲线；同样，滚圆Q 在内面滚动形 成齿根曲线，在外面滚动形成齿顶曲线。这样的轮齿接触传动相当 于一对大小为和的摩擦轮互相滚动。摆线齿轮传动大多用于钟表和某 些仪器，与一般齿轮传动相比，它的特点是：①传动时一对齿廓中凹的内摆线与凸的外摆线啮合，因而接触应力小，磨损均匀；②齿廓的重合度较大，有利于弯曲强度的改善；③无根切现象，最少齿数不受限制，故结构紧凑，也可得到较大的传动比；④对啮合齿轮的中心距要求较高，若不能保证轮齿正确啮合，会影响定传动比传动；⑤这种传动的啮合线是圆弧的一部分，啮合角是变化的，故轮齿承受的是交变作用力，影响传动平稳性；⑥摆线齿轮的制造精度要求较高。 摆线齿轮传动分内外啮合和齿条啮合两种。齿条的齿顶和齿根都是滚圆在直线上滚成的摆线。这种传动还有一些变形齿廓 (图中b[摆线齿轮
新苏教版小学科学二年级下册10.认识工具教案(1)(5)
10.认识工具 福建省厦门市湖里教师进修学校第二附属小学卢伟平 【教材分析】 技术与工程是科学学习的一项重要内容，本单元是第一个有关技术与工程领域的主题单 元。工具是一种物化的技术，技术就包括使用不同工具的技术，本单元以传统传统的工具箱 里的工具为研究对象，用三课分别引导学生学会简单的工具的使用，本课在本单元中居于起 始地位，通过观察、动手操作等活动，引导学生认识工具的主要作用和使用方法，意识到使 用工具可以方便人们的生活，同时也对学生的操作技能进行训练。 从教学内容上来看，主要分为三部分： 一是说出你认识哪些常见的工具，二是说出所了解的它们的用处。目的是调动学生的已 有认知，知道学生已经掌握多少相关知识，使教师能在教学中能够有目的的“有矢有放”，找到教学的增长点，使教学更加有效性，在此基础上，引入第二部分的内容，也是本课的主体 活动——选择正确的工具完成任务。 第二部分，认识不同工具的作用，了解使用工具能给人们的生活带来方便。课文介绍了 三个活动：其一，通过使用卷尺在木板上做记号，认识钢卷尺的使用方法和注意事项，并在 在刚才所做的记号上钉钉子，这里不仅暗含一个工件可能需要多种工具合作完成，也有对学 生操作技能的训练；其二，通过把刚才钉进去的钉子拨出来的活动，认识羊角锤的起钉功能； 其三，通过夹断铁丝，和连接铁丝的活动了解钳子的作用。 第三部分，以锤子的发展历程为线索，解释人类很早就开始使用工具，以提高生产效率 和生活水平，说明工具的发展史随着时代的变化不断发展的，而工具的发展昭示着人们的生 活水平也是不断提高的。 【学情分析】 二年级的学生对于工具的认识和使用仅仅局限于从一些媒体或者生活中有看到，对于工 具的概念有一个模糊的印象，在实际中使用工具进行操作的机会很少，所以二年级的孩子具 备一定的相关工具的前概念知识，但是动手操作能力薄弱，且注意力集中的时间不久。可以 说这些简单的工具对于孩子来说又熟悉又陌生，因为熟悉，所以在做前概念只是调查之际学 生会表现出浓厚的兴趣，教师应当把握时机设置情境或者利用各种图片视频，激发孩子的求 知欲、吸引学生的注意力。教师在设计教学的时候，应该注意把握孩子的最近发展区，做到 张弛有度、有矢有放的引导学生认识更多工具以及它们的作用，设计的操作活动的设计不仅 要能引起学生的兴趣同时也要考虑孩子的能力范围之内，即大部分学生都能完成的基础上，
圆柱齿轮设计齿廓的综述
圆柱齿轮设计齿廓的综述 摘要:本文结合我国最新齿轮标准，就GB/T10095.1-2001渐开线圆柱齿轮精度第一部分，对圆柱齿轮K形齿的（注：本文将设计齿廓简称为K形齿）设计，检测与误差进行分析，并对当前的齿轮检测现状和今后的发展提出自己的看法。 一.K形齿的发展： 初期K形齿的设计大多采用中凸或4拐点式，并且K形齿的齿廓图仅仅是一张框图，如图一所示4拐点的K形齿廓图。 图一 随着对设计齿廓的进一步的研究，渐渐大家有了一个共识，那就是设计齿廓不能仅用一个K形齿廓图来要求，它同样也应该有齿廓的倾斜偏差f Hα和齿廓的形状误差f fα要求。所以现在的ISO标准，我国的最新齿轮标准GB/T10095.1，以及近两年来我厂新接收到美国伊顿公司的齿轮设计图中均已增加了齿廓倾斜偏差f Hα这个项目。如图二所示五拐点K齿形框图，
图二 由上面二图可以看出，图一只有一个K形框图，也就是测量的齿廓曲线必须落在K形框图内才算合格。由于没有齿轮的齿廓倾斜偏差要求，对被测齿轮压力角误差要求过严，剃齿刀的修磨难度增加，也影响了齿轮的加工生产。图二所示K形图，对齿廓要求则更进一步细化（多了一个拐点）,而且更加合理了（增加了齿廓倾斜偏差）。更利于剃齿刀的修磨和齿轮的加工生产。 二.K形齿的设计 K形齿是以渐开线为基础，考虑到齿轮加工误差和材料因载荷引起的弹性变形等产生的噪声，对齿廓进行修正的齿形。实际上K齿形就是修正的渐开线，也包括修缘齿形，凸齿形等。关于K齿形的设计步骤，作者早在1998年就有过论述。下面结合我国的最新齿轮标准GB/T10095.1，就K齿形的基本设计步骤简述如下： 第一步.首先计算出齿轮的端面重叠系数（重合度）。 在苏联ГОСТ3058-54标准中推荐：对于直齿轮当ε＜1.089,斜齿轮εS＜1时不进行修正。高速齿轮修正，低速齿轮不修正。我国齿轮手册中也有论述，对
使用工具教学设计
班级六年级科目科学班级人数40 场所实验室教学反思 课型《使用工具》（第一课时） (●新授课○复习课○拓展课） 教学目标知识与技能：1、科学概念：认识机械指的是利用力学原理组成的各种装置。2、杠杆、滑轮、斜面等都是机械。3、简单机械又被人们习惯地称为工具。 过程与方法：1、常识在实践中解决指定的科学问题（如拔图钉、铁钉和木螺钉），发现做同样的事情，用不同的工具效果是不同的，并从中了解更多的常用工具。2、培养学生观察分析，推理和概括的能力。3、渗透转化思想，初步了解极限思想。培养学生的观察能力和动手操作能力。 情感态度和价值观：1、意识到工具和机械可以帮助我们做一些事情，恰当地选用工具和机械可以提高我们的工作效率。2、通过小组合作交流，培养学生的合作精神和创新意识，提高动手、实际操作和科学交流的能力，体验科学探究的乐趣。 教学内容陈述性知识:认识机械指的是利用力学原理组成的各种装置。杠杆、滑轮、斜面等都是机械。简单机械又被人们习惯地称为工具。 程序性知识:1、用不同的工具效果是不同的，并从中了解更多的常用工具。2、培养学生观察分析，实践和概括的能力。 元认知知识:1、能体会“使用工具”的思想。2、能培养学生的合作精神和创新意识，提高动手、实际操作和使用工具交流的能力，体验使用工具探究的乐趣。 评价方法（○鉴定法●测验法●观察法●实验法） 教学资源印刷材料：图片 多媒体资源：投影仪、课件。 模型/实物：记录表（学生）；剪刀、螺丝刀、开瓶器、羊角锤、小刀、镊子、老虎钳（教师）；钉有三个图钉、2个铁钉、两个木螺丝钉的木板一块。 教学重点选用不同工具解决问题 教学难点选择不同工具解决问题的原因讨论。教学关键使用工具体验使用工具探究的乐趣。
直齿渐开线齿轮画法
齿轮传动是最重要的机械传动之一。齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。因而齿轮零件应用广泛，同时齿轮零件的结构形式也多种多样。根据齿廓的发生线不同，齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。根据齿轮的结构形式的不同，齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。 3.1直齿轮的创建 3.1.1渐开线的几何分析 图3-1 渐开线的几何分析
渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。渐开线的几何分析如图3-1所示。线段s绕圆弧旋转，其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。图中点（x1,y1）的坐标为：x1=r*cos(ang),y1=r*sin(ang) 。(其中r为圆半径，ang为图示角度) 对于Pro/E关系式，系统存在一个变量t，t的变化范围是0～1。从而可以通过（x1,y1）建立（x,y）的坐标，即为渐开线的方程。 ang=t*90 s=(PI*r*t)/2 x1=r*cos(ang) y1=r*sin(ang) x=x1+(s*sin(ang)) y=y1-(s*cos(ang)) z=0 以上为定义在xy平面上的渐开线方程，可通过修改x，y，z的坐标关系来定义在其它面上的方程，在此不再重复。 3.1.2直齿轮的建模分析 本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法，参数化创建齿轮的过程相对复杂，其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。 直齿轮的建模分析（如图3-2所示）：
（1）创建齿轮的基本圆 这一步用草绘曲线的方法，创建齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。 （2）创建渐开线 用从方程来生成渐开线的方法，创建渐开线，本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。 （3）镜像渐开线 首先创建一个用于镜像的平面，然后通过该平面，镜像第2步创建的渐开线，并且用关系式来控制镜像平面的角度。 （4）拉伸形成实体 拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。这一步是创建齿轮的关键步骤。 （5）阵列轮齿 将上一步创建的轮齿进行阵列，完成齿轮的基本外形。这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。 （6）创建其它特征 创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征，并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。
画图中曲线工具的使用说课稿
《画图中曲线工具的使用》说课稿 一、教学内容 《画图程序中曲线工具的使用》选自四年级信息技术教材第一单元第3课第三节，本节课主要学习曲线工具的使用方法和使用技巧。首先，通过学习画单曲线和双曲线的操作，让学生学习掌握曲线的两种基本画法；然后，让学生看图片，思考怎样用曲线工具画出图中的小水滴、小汗珠、树叶等封闭图形？通过教师引导，让学生用曲线工具画出封闭图形小水滴；再让学生自己画出小花瓣和树叶，来拓展学生的思维，培养学生的观察能力和创新精神；最后，通过观察几幅画好的图，让学生也试着画一画，来培养学生在计算机上的绘画能力以及综合运用能力和审美能力。以任务驱动的方式来让学生了解并掌握曲线工具的使用。本节课是《画图》单元的难点。 二、教学目标： 1、知识技能 掌握曲线工具的使用方法，学会使用曲线工具画弓形曲线和正弦曲线，画树叶、水滴、花瓣等图形。 2、过程和方法 通过探究用曲线工具画出单曲线、树叶、水滴、花瓣等图形的过程，让学生感受曲线工具的魅力，激发学生的思维和想像，为什么一个小小的曲线工具会画出这么神奇的图形来，进一步激发学生对学生信息技术的兴趣。 3、情感态度与价值观 通过学习，使学生提高用画图程序绘制美丽图案的技能与技巧，让学生在学习中受到美的教育，从而激发学生学习和使用电脑的兴趣与积极性。 三、学习重点、难点 （1）使用曲线工具画曲线两种方法的理解与掌握。 （2）使用曲线工具画封闭曲线的要领。 （3）绘图中曲线的选择使用。 四、说教学结合法 以任务驱动为主线，分以下几个步骤： 启发式（发现问题）：让学生自己动手探索曲线工具的使用方法与前面学的直线等工具的不同之处，找出问题。 探究式（解决问题）：针对发现的问题，师生共同探索曲线工具的使用要领。实践式（熟练提高）：使用曲线工具绘图，进一步熟练曲线工具的使用方法。导拨式（确保掌握）：针对学生操作中出现的问题，教师给予及时点拨，确保每个学生掌握。突破课堂难点 五、设计理念 在设计这节课的时候，我注重体现以下几个思想： 1、学科整合的问题。本课整合了美术、信息技术，通过学科的整合使学生得到全面发展。 2、讲练结合。四年级学生对本课的内容非常感兴趣，因此在课堂上教师要把握精讲多练的原则。重难点知识精讲，把更多的时间留给学生去实践和探究。