机械原理教案

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7,间歇运动机构,7.1,概述,7.2,棘轮机构,7.3,槽轮机构,7.4,不完全齿轮机构,7.5,滚子分度凸轮机构,Chapter 7 Intermittent Motion Mechanisms,7.6,平行分度凸轮机构,7.1,概 述,当从动件在某一位置或某一点的速度、加速度或加速度的变化率为零时，称为瞬时停歇的间歇运动机构。,当主动件作匀速运转时，从动件作断续运动的机构称为间歇运动机构。,间歇运动机构的型式众多，根据从动件的运动特性可分为两大类，作步进运动的间歇运动机构和具有瞬时停歇的间歇运动机构。,当从动件作单方向的、有规则的、时动时停的运动时，称为步进运动的间歇运动机构。,7.2,棘轮机构,图,7,1,棘轮机构的组成与工作原理,棘轮机构如图,7,1,所示，图中构件,1,为摇杆，构件,2,为棘爪，构件,3,为棘轮，构件,4,为止动爪，构件,5,为确保止动爪与棘轮接触的弹簧，构件,6,为机架。,a,d,a,d,f,3,1,2,4,5,6,O,4,O,1,3,1,图,7,1,棘轮机构的组成与工作原理,当摇杆,1,作往复摆动时，棘轮,3,单向间歇运动。若棘轮,3,的齿数为,Z,，棘轮,3,每一次转过一个齿，则棘轮,3,的一次运动角为,2/,Z,。,a,d,a,d,f,3,1,2,4,5,6,O,4,O,1,3,1,图,7,2,带遮板的棘轮机构,1,2,3,4,5,6,1,a,d,f,d,a,A,O,3,O,4,7,若摇杆,1,的一次摆角为,2,i,/,Z,，,i,为正整数，此时，可以采用在棘轮上增加遮板,7,的办法来解决摇杆,1,的一次摆角与棘轮,3,的一次运动角不同的问题，如图,7,2,所示。,图,7,3,三爪,棘轮机构的,三维动画,(1),三爪棘轮机构可以将主动件的往复摆动转化为从动件的单向间歇运动,图,7,4,双爪,棘轮机构的,三维动画,(2),双爪棘轮机构可以将主动件的往复摆动转化为从动件的单向间歇运动,图,7,5,可换向棘轮机构的,三维动画,(3),槽轮机构可以将主动件的往复摆动转化为从动件的单向或换向后的间歇运动,图,7,6,摩擦式单向间歇运动机构的,三维动画,(4),摩擦轮机构可以将主动件的往复摆动转化为从动件的单向间歇运动,图,7,7,摩擦式超越离合器的,三维动画,(5),超越离合器的从动件可以传递主动件的运动，也可以独立运动，实现从动件相对于主动件的超越运动,(6),棘轮机构的受力分析,图,7,8,棘轮机构的受力分析,1,r,f,r,a,O,3,2,F,21,f,N,21,O,1,A,B,R,21,在设计棘轮机构时，棘爪不仅应能顺利地进入棘轮的齿槽中，而且在受力时棘爪不应被挤出。,图,7,8,为棘轮与棘爪的受力分析简图，,N,21,为棘轮对棘爪的法向反力，,F,21,f,为棘轮对棘爪的切向摩擦力，,F,21,f,与,O,1,A,之间的夹角为,(6),棘轮机构的受力分析,图,7,8,棘轮机构的受力分析,1,r,f,r,a,O,3,2,F,21,f,N,21,O,1,A,B,R,21,也是棘轮工作齿面的倾斜角，,R,21,为棘轮对棘爪的总作用力，,R,21,与,N,21,之间的夹角为摩擦角,。若,R,21,的作用线与,O,1,、,O,2,连线的交点,B,在,O,1,、,O,2,之间，,R,21,关于,O,1,点的力矩阻止棘爪滑出，则棘爪将不被挤出。若令,O,1,AO,2,，则棘爪不被挤出的几何条件为,7.3,槽轮机构,图,7,9,槽轮机构,槽轮机构由拨杆,1,、槽轮,2,和机架,3,组成。拨杆,1,上设有锁止弧，与槽轮,2,的凹弧形成锁死结构，当槽轮,2,处于静止状态时，该凸凹弧使槽轮,2,静止。,L,O,1,O,2,D,A,C,2,1,1,R,1,2,2,2,1,3,图,7,10,槽轮机构,的,三维动画,(1),四槽槽轮机构将主动件的连续运动转化为从动件的单向间歇运动,图,7,12,球面槽轮机构,三维动画,(2),空间四槽槽轮机构将主动件的连续运动转化为从动件的单向间歇运动,7.3.1,槽轮机构的组成与工作特点,槽轮机构由带外凸圆弧的主动拨杆,1,、,从动槽轮,2,和机架组成。,拨杆,1,作等速转动，拨杆,1,的圆销,A,在槽轮的槽之外时，槽轮,2,静止；拨杆,1,的圆销,A,在槽轮的槽之内时，槽轮,2,被驱动。,为了减少圆销,A,在进入槽轮的导槽时的冲击力，圆销,A,在进入槽轮的瞬时，圆销,A,的瞬时速度方向平行于导槽的方向。,该种机构把连续转动转化为单向间歇运动。,L,O,1,O,2,D,A,C,2,1,1,R,1,2,2,2,1,图,7,9,槽轮机构,图,7,9,槽轮机构,L,O,1,O,2,D,A,C,2,1,1,R,1,2,2,2,1,槽轮机构运动规律与,Excel,数据生成,1,2,2,2,3,d,2,/d,t,4,d,2,2,/d,t,2,1,2,3,4,0,+,0,图,7,11,槽轮机构的运动规律,槽轮机构的运动规律如下。,7.3.2,串联槽轮机构与运动规律,d,1,d,2,1,O,2,3,R,1,O,3,r,1,r,2,S,2,B,2,S,1,B,B,B,1,2,A,1,A,2,1,O,1,1,图,7,12,串联槽轮机构,串联槽轮机构的运动规律,串联槽轮机构如图,7,12,所示，其运动规律不同于槽轮机构，其从动件在位移的两端具有直到,3,阶的停歇，如,VB,运行结果所示。,7.4,不完全齿轮机构,图,7,13,不完全齿轮机构,a,1,2,1,2,不完全齿轮机构是由齿轮机构演化出来的一种间歇运动机构。,当主动不完全齿轮作匀速转动时，从动不完全齿轮作单向间歇运动。其型式有单主动齿、多主动齿、内齿、外齿、不控制从动不完全齿轮的加速度和控制从动不完全齿轮的加速度六种型式。,内啮合不完全齿轮机构,O,1,O,2,1,2,图,7,14,内啮合不完全齿轮机构,当主动轮转一圈时，从动轮被驱动,1/8,圈。,Z,2,Z,1,7.5,滚子分度凸轮机构,图,7,15,滚子分度凸轮机构,滚子分度凸轮机构如图,7,15,所示，蜗杆凸轮,1,为主动件，从动转盘,2,上均布安装圆柱销,3,，蜗杆凸轮,1,与从动转盘,2,的轴线垂直交错，当蜗杆凸轮转动时，从动转盘,2,作间歇运动。,图,7,15,滚子分度凸轮机构,由于两个圆柱销与凸轮轮廓接触，当从动转盘不转动时，无须附加的零件将其锁住，且定位的精度较高。只要设计出合适的凸轮轮廓，从动转盘可以获得较高的运转速度。该种凸轮机构的缺点是制造成本较高。,图,7,15,滚子分度凸轮机构,三维动画,7.6,平行分度凸轮机构,1,2,1,2,图,7,16,平行分度凸轮机构,平行分度凸轮机构如图,7,16,所示，平行分度凸轮机构由两组平行共轭的凸轮组成，输入轴线与输出轴线平行，当主动的共轭凸轮,1,、,1,作匀速转动时，从动的共轭凸轮,2,、,2,作间歇运动。,