机械原理棘轮与其他机构课件

棘轮机构机制141棘轮机构的组成及工作特点组成：摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。优点：结构简单，制造方便，运动可靠，每次转过的角度的大小可以在较大的范围内调节；缺点：工作时有较大的冲击和噪声，运动精度较差，所以，棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合。棘轮机构的类型及应用内接棘轮机构外接棘轮机构棘条机构钩头双动式棘轮机构直推双动式棘轮机构可变向棘轮机构摩擦式棘轮机构外摩擦式接外摩擦式接棘棘轮机构机构外外摩擦式接摩擦式接棘棘轮机构机构滚子子内接摩擦式棘条机构内接摩擦式棘条机构棘轮机构的应用牛头刨床为了切削工件，刨刀需作了切削工件，刨刀需作连续往复直往复直线运运动，工作台作，工作台作间歇移歇移动。当。当曲柄曲柄转动时，经连杆杆带动摇杆作杆作往复往复摆动；摇杆上装杆上装有双向棘有双向棘轮机构的机构的棘爪，棘棘爪，棘轮与与丝杠固杠固连，棘爪，棘爪带动棘棘轮作作单方向方向间歇歇转动，从而从而使螺母（即工作台使螺母（即工作台）作）作间歇歇进给运运动。若改。若改变驱动棘爪的棘爪的摆角，可以角，可以调节进给量；改量；改变驱动棘爪棘爪的的位置位置（绕自身自身轴线转过180后固定后固定），可），可改改变进给运运动的方向。的方向。工作面超越离合器利用主、从利用主、从动部分的速度部分的速度变化或旋化或旋转方向方向的的变换，具有，具有自行离合功能的离合器。自行离合功能的离合器。为了改变棘轮每次转过角度大小，可以加装一个棘轮罩，被遮住的齿越多，棘轮每次转过的角度就越小棘棘轮机构机构设计要点要点棘轮机构的设计主要应考虑：棘轮齿形的选择、模数齿数的确定、齿面倾斜角的确定、行程和动停比的调节方法要求在工作要求在工作要求在工作要求在工作时时，棘爪在，棘爪在，棘爪在，棘爪在P Pn n和和和和F F的作用下，能自的作用下，能自的作用下，能自的作用下，能自动动滑入棘滑入棘滑入棘滑入棘轮齿轮齿槽。槽。槽。槽。正正正正压压力力力力P Pn n摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力F F条件是两者条件是两者条件是两者条件是两者对对OO2 2的力矩要的力矩要的力矩要的力矩要满满足足足足如下条件：如下条件：如下条件：如下条件：1.棘棘轮齿面面倾斜角的斜角的设计Pn sin F=F=P Pn n f f 代入得：代入得：代入得：代入得：tg f 当当当当 f=0.2 f=0.2 时时，1111 3030 通常取通常取通常取通常取2020 MpnMF将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量=tgFcosLL槽轮机构槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构（geneva mechanism）由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。槽轮机构典型结构如图所示，它由主动转盘、从动槽轮和机架组成。槽轮机构的类型及应用外槽外槽轮机构机构槽轮与拨盘转向相反 内槽内槽轮机构机构槽轮与拨盘转向相同槽槽轮机构的机构的应用用电影放映机的拨片机构球面槽轮机构拨盘等速回等速回转，在一个运，在一个运动循循环内，内，总的运的运动时间为：t2/2/1 1定定义：k=td/t 为运运动系数，即：系数，即：k=td/t为减少冲减少冲击，进入或退出入或退出啮合合时，槽中心，槽中心线与与拨销中中心心连线成成90角。故有：角。故有：221 1222 2td2 21 1/1 1槽槽轮的运的运动时间为：=21 1/221 1=2 22 2=(2(2/z)/z)=2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 19090三、槽三、槽轮机构的运机构的运动系数及运系数及运动特性特性2将将21 1代入得：代入得：k0k0可知：当只有一个可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到k0.5k0.5的槽的槽轮机构，机构，则可在可在拨盘上多装几个上多装几个圆销，设装有装有n个均匀分布的个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽一圈，槽轮被被拨动n次。故运次。故运动系数是系数是单圆柱柱销的的n倍，即倍，即:k=n(1/2-1/z)1/2-1/z)k1 k1 槽数槽数 z3 z3 得：得：n2z/2z/(z-2)z-2)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=1/2-1/z7120.361槽数槽数z圆销数数n运运动系数系数k 3 16 1/61 4 14 0.251 5、6 13 0.31 即槽即槽轮的运的运动时间总是小于其静止是小于其静止时间。0.50后半段正好相反。运运动特性曲特性曲线z=3z=3z=4z=6z=4z=6运运动特性分析：特性分析：槽槽轮运运动的的maxmax、amaxmax随随槽数槽数z z的增多而减小。的增多而减小。a=1=1k k=2 2/2 21 1-50 -30 -10 10 30 50 8642-4-6-854321-60 -40 -20 0 20 40 60-50 -30 -10 10 30 50 6圆销进入或退出径向槽入或退出径向槽时，角速度有突，角速度有突变，存在柔性冲存在柔性冲击。Z Z愈少，冲愈少，冲击愈大。愈大。1.00.750.50.250-0.25-0.5-0.75-1.0z=40.80.60.40.2-135 -90 -45 0 45 90 135(2)内内啮合槽合槽轮机构机构用同样方法可求得内啮合槽轮机构的运动曲线如图所示。曲曲线呈呈单调变化而不化而不 象外槽象外槽轮那那样有两个有两个 峰峰值。特性分析：特性分析：存在柔性冲存在柔性冲击。a=1圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，且值与外槽轮相等。但随着但随着转角增大，角增大，角加速度角加速度值迅速下迅速下 降并降并趋于零；于零；a=1=1内槽内槽轮机构的机构的动力性能比外槽力性能比外槽轮机构要好得多。机构要好得多。螺旋机构螺旋机构螺旋机构的组成及工作特点螺旋机构，由螺杆轴、螺母、机架组成螺旋机构的类型万向铰链机构单万向铰链机构双万向铰链机构end