《间歇运动机构 》PPT课件

第 6章 间歇运动机构 6 1 棘轮机构 6 2 槽轮机构 6 3 不完全齿机构 6 4 凸轮式间隙运动机构 特点 将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。 几种常见的间歇运动机构 槽轮机构 (Geneva drive) 棘轮机构 (Ratchet mechanism) 不完全齿轮机构 (Intermittent gearing) 凸轮式间歇运动机构 (Cam-type index mechanism) 一 、 棘轮机构 的组成及其工作原理 组成： 摆杆 、 棘爪 、 棘轮 、 止动爪 。 6 1 棘轮机构 工作原理： 摆杆往复摆动 ， 棘爪推动棘轮间歇转动 。 优点： 结构简单 、 制造方便 、 运动可靠 、 转角可调 。 缺点： 工作时有较大的冲击和噪音 ， 运动精度较差 。 适用于速度较低和载荷不大的场合 。 棘轮 类型 按工作方式： 按轮齿分布： 按转角是否可调 : 固定转角 、 可调转角 轮齿棘轮 、 摩擦棘轮 外缘 、 内缘 、 端面 棘轮机构。 单向 、 双向运动 棘轮机构。 二 、 棘轮机构的类型与应用 按棘轮转向是否可调 : 按工作原理分 : 单动式 、 双动式 棘轮机构。 调杆长摆角、加滑 动罩 （一） 棘轮机构 的组成 组成 摇杆 1 主动构件，作往复摆动运动 棘轮 3 单向的间歇运动 驱动棘爪 2 止动棘爪 4 弹簧 5 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 A B B 双向棘轮 1 双动棘轮机构 1 双动棘轮机构 2 棘轮可双向运动 双向棘轮 2 可变向 设计：潘存云 设计：潘存云 可调转角的棘轮 0 2 3 4 5 1 调滑动罩 牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 2 1 1 3 2 3 1 3 2 4 摩擦棘轮 超越离合器 传动平稳，噪声小， 接触表面易发生滑动， 运动准确性差。 内啮合 轮齿式超越棘轮机构 自行车后轮轴上的单向传动运动 设计：潘存云 设计：潘存云 A B C D 运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调 ， 但运动 准确 。 而摩擦棘轮正好相反 。 应用： 在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例： 止动器 、 牛头刨床 、冲床转 位、超越离合器（单车飞轮）。 间歇转动 冲头 卸料工位 装料工位 冲压工位 设计：潘存云 da o1 A o2 =90 L pr pn F 三、设计要点 要求在工作时，棘爪在 Pn和 F的作用下，能自动滑入棘 轮齿槽。 Pn sin F= Pn f 代入得： tan f 当 f=0.2 时， 11 30 通常取 20 Ft Fr 正压力 Pn 摩擦力 F 条件是两者对 O2的力 矩要满足如下条件： MpnMF 将力分解成切向和径向分量 M =tan 齿偏角 Fcos L L pt 摩擦角 棘轮几何尺寸计算公式 模数 m 1、 1.5、 2、 2.5、 3、 3.5、 4、 5、 6、 8、 10 顶圆直径 da da =mz 与齿轮不同 齿间距 p P= m 齿高 h h=0.75m 齿顶弦长 a a=m 棘爪工作面长度 a1 a1=(0.50.7)a 齿偏角 20 棘轮宽 b b=(14)m 棘爪斜高 h1 、齿斜高 h h1=h h/cos 棘轮齿根圆角半径 rf rf =1.5 mm 棘爪尖端圆角半径 r1 r1 =2 mm 棘爪长度 L 一般取 L=2p=2m a1 L p 60 80 h a da o 1 o2 齿数 z 1225 棘轮参数 计算公式或取值 h h1 rf r1 齿槽角 设计：潘存云 （ 55 ） 设计：潘存云 o2 1 2 6 2 槽轮机构 （ 马尔它机构 ） 一、 槽轮机构 的组成及其工作特点 作用： 将连续回转变换为间歇转动。 组成： 带圆销的拨盘、带有径向 槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁 止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上 的凸圆弧，起锁定作用。 特点： 结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高， 能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速 度有变化 ，不适合高速运动场合。 o1 工作过程： 拨盘连续回转，当两锁止 弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。 锁止弧 槽轮 拨盘 圆销 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 二、槽轮机构的类型与应用 球面槽轮机构 应用实例： 电影放映机 、 自动摄影机、 六角车床转塔 。 外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构 槽轮 机构 类型 轴线平行 轴线相交 放映机的反应用 外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构 球面槽轮机构 o1 o2 1 2 2 六槽内槽轮 拨盘 六角车床转塔 圆销 车螺纹 4 1 装牙膏筒 2 车帽口 6 卸牙膏筒 5 切尾 3 空闲 电影放映机 三、槽轮机构的运动系数 1.运动系数 拨盘等速回转，在一个运动循 环内，总的运动时间为： t 2 / 1 定义： k=td / t 为运动系数，即： k=td / t 为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中 心连线成 90 角。故有： 2 1 2 2 td 2 1/ 1 槽轮的运动时间为： =2 1/2 2 1= 2 2 = (2 /z) = 2 (z-2)/2z 代入上式 1 2 90 90 将 2 1代入得： k0 可知：当只有一个圆销时， k=1/2-1/z 如果想得到 k0.5 的槽轮机构，则可在 拨盘上多装几个 圆销，设装有 n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽 轮被拨动 n次。故运动系数是单圆柱销的 n倍，即 : k= n(1/2-1/z) k1 槽数 z3 得： n2z/ (z -2) 提问： why k1 ？ 事实上，当 k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。 k =1/2-1/z 7 12 0.361 槽数 z 圆销数 n 运动系数 k 3 16 1/61 4 14 0.251 5 、 6 13 0.31 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。 0.5 当 z=4及 n=2时 说明此时槽轮的 运动时间 和 静止时间 相等。 k=n(1/2 1/z) = 0.5 1 四、槽轮机构的几何尺寸计算 圆销半径 r 由受力大小确定 r R/6 中心距 L 由安装空间确定 回转半径 R R=Lsin =Lsin( /z) 槽顶半径 s s=Lcos =Lcos( /z) 槽深 h h s-(L-R-r) 拨盘轴径 d1 d1 2(L-s) 槽轮轴径 d2 d2 2(L-R-r) 参 数 计算公式或依据 槽数 z 由工作要求确定 圆销数 n s d1 d2 r r0 槽顶侧壁厚 b b=35 mm 经验确定 b 锁止弧半径 r0 r0=R-r-b R L h 2 6 3 不完全齿轮机构 1.工作原理及特点 工作原理 ：在主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运 动时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相 啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮 合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使从 动轮静止。 优点： 结构简单、制造容易、工作可靠、从动轮运动 时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。 2.类型及应用 类型： 外啮合不完全齿轮机构、内啮合不完全齿轮机构 缺点： 从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大 冲击，故一般只用于低速、轻载场合。 外啮合不完全齿轮机构 内啮合不完全齿轮机构 应用：适用于一些具有特殊运动要求的专用机械中。 如乒乓球拍周缘 铣削加工机床 、 蜂窝煤饼压制机 等。 设计：潘存云 铣刀 不完全齿轮 1 乒乓球拍专用靠模铣床 1 2 3 4 5 8 9 7 6 球拍 靠模凸轮 不完全齿轮 1 设计：潘存云 瞬心线附加杆 蜂窝煤饼压制机 退煤饼 填料 填料 锁止弧 锁止弧 使运动平稳 压制 不完全齿轮 轴 实现正转， 停歇，反转。 6 4 凸轮式 间歇运动机构 1.工作原理及特点 圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇 转动。 特点： 从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。 优点： 可通过选择适当的运动规律来减小动载荷、避 免冲击、适应高速运转的要求。运转可靠，传 动平稳，定位精确、且结构紧凑。 缺点： 凸轮加工较复杂、安装调整要求严格。 2.类型及应用 类型： 圆柱凸轮间歇运动机构、蜗杆凸轮间歇运动机构 设计：潘存云 R2 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构 牙膏灌浆机 应用： 适用于高速、高精度的分 度转位机械制瓶机、纸烟、包装机、 拉链嵌齿、高速冲床、多色印刷机 等机械。 封口 灌浆 1圆柱分度凸轮机构 在从动盘上可以布置较 多的滚子，能实现较大的 分度数。 难以实现预紧。 从动盘 主动凸轮 滚 子 分 布 在 从 动 盘 的 端 面 上 圆柱形 凸轮连续转动转换成转盘的单向停歇转动。 摆杆长度为 R2，只有推程和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。 推程 远休止角 2 蜗杆分度凸轮机构 （应用最多） 主动凸轮 从动盘 机架 机架 凸脊 轴线相互垂直交错 滚子 凸轮上有一条凸脊，如果凸脊 沿一条螺旋线布置，就像一个蜗杆， 那么凸轮连续转动时就带动从动盘 像蜗轮那样连续转动。 但凸轮上的凸脊经过这样的设 计：当凸轮在连续回转时，使从动 盘作间歇运动。 从动盘上的滚子可以绕其自身轴线转动，可减小凸 轮面和滚子之间的滑动摩擦。 两轴间的中心距可作微量调整，以消除凸轮轮廓面 和滚子之间的间隙，实现 “ 预紧 ” ，不但可减小间隙带 来的冲击，而且在从动盘停歇时可得到精确的定位，补 偿磨损。 本 章 重 点 1、掌握确定棘轮齿偏角的计算方法 2、熟记槽轮运动系数与槽数、圆销个数之间的关系