机械设计基础第6章间歇运动机构

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,*,第,6,章 间歇运动机构,间歇运动机构：,主动件,连续,运动时，,从动件,做周期性,时动、时停,运动的机构称,-,6,2,槽轮机构,6,1,棘轮机构,6,3,不完全齿机构,6,4,凸轮式间隙运动机构,二、工作原理：,棘轮,2,固定在轴,4,上，其轮齿分布在轮的外缘（也可内），原动件,1,空套,在轴,4,上。,原动件,1,逆,时针摆动时，与其相连的棘爪,3,借助弹簧或自重的作用插入棘轮齿槽内，使,棘轮随着转,6,1,棘轮机构,工作原理：原动件,往复摆动,，棘爪推动棘轮,单向间歇转动,。,6,1,棘轮机构,图,6-1,外啮合棘轮机构,4,2,1,3,5,过一定角度，此时止回棘爪,5,在棘轮的齿背上划过。,1,顺,时针摆动时，驱动棘爪,3,在棘轮齿背上划过，而止回棘爪,5,则在弹簧的作用下插入棘轮的齿槽，阻止棘轮顺时针方向转动，故,棘轮静止不动,。,一、组成：,摇杆、棘爪、棘轮、止动棘爪。,改变原动件,可以得到图示,双动式棘轮机构,。原动件来回摆动时，使棘轮,2,沿同一向转动。驱动棘爪,3,可是,直,的或带,钩,的。,双动棘轮机构,2,双动棘轮机构,1,三、双动式棘轮机构,A,B,B,图,a,双向棘轮,1,图,b,双向棘轮,2,棘轮可双向运动,四、,双向棘轮,：,棘轮,轮齿制成方形时，成为,可变向棘轮机,构。,特点：,图,a,棘爪,1,在,B,位置时，棘轮,2,将沿逆时针方向作间歇运动；当,棘爪,1,翻转到,A,位置时，棘轮,2,将沿顺时针方向作间歇运动。,图,b,一种可变向棘轮机构，当棘爪,1,提起并绕自身轴转,180,后再插入棘轮齿中，可实现棘轮,沿相反方向单向间歇转动,。若将棘爪提起并绕自身轴转,90,后放下，,架在,壳体的顶部的,平台上,，使轮与爪脱开，则当棘爪往复摆动时，棘轮静止不动。,常应用在牛头刨床工作台的进给机构。,1,A,1,牛头刨床进给机构,上述棘轮机构中，,棘轮的转角,都是相邻齿所夹中心角的倍数。即棘轮的转角是有,级性改变,的。,五、摩擦式棘轮机构：,无棘齿,棘轮可实现,无级性,改变。这种机构是通过棘爪,1,与棘轮,2,之间的,摩擦力,传递运动。,摩擦式棘轮机构,(,机构传动较平稳，噪声小，但接触面间易发生滑动，故运动准确性差,),。,摩擦式棘轮机构,1,2,(,制动棘爪,),3,设计：潘存云,2,1,3,4,超越离合器,3,六、超越式棘轮机构：,棘轮机构除常用于间歇运动外,还,能实现超越运动,。自行车中后轮轴上的棘轮机构。,动作原理,P89,d,a,o,1,A,o,2,=,90,L,p,r,p,n,F,f,二、棘爪工作条件,P,n,sin,F,f,=,P,n,f,代入得：,tg,f,p,（,为齿与爪间的摩擦角）,当,f=0.2,时，,p,11,30,通常取,20,F,t,F,r,M,=tg,p,齿偏角,F,f,cos,L,L,p,t,为使棘爪受力最小，应使棘轮齿顶,A,和棘爪的转动中心,O,2,的连线垂直于棘轮半径,O,1,A,，即,O,1,AO,2,=90,。齿轮对棘爪的作用力,有,正压力,Pn,和摩擦力,F,f,。棘齿偏斜角为,时，,Pn,有使棘爪顺时针转动落向齿根的倾向；而摩擦力,F,f,阻止棘爪落向齿根。为保证棘轮正常工作，须,Pn,对,O,2,的力矩,大于,F,f,对,O,2,的力矩，即,F,f,cos,方向解释,p,t,F,t,摩擦系数,a,1,L,p,6080,h,a,d,a,o,1,o,2,h,h,1,r,f,r,1,齿槽角,三、棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮齿形的画法,模数,m,1,、,1.5,、,2,、,2.5,、,3,、,3.5,、,4,、,5,、,6,、,8,、,10,齿顶厚,m,齿槽夹角,=60,或,55,齿数,z 1225,齿高,h,h=0.75m,顶圆直径,d,a,D=mz,与齿轮不同,棘爪长度,L=2p=2,m,选定,画法,（了解,-,自看,-,步骤）,：根据,D,和,h,先画出齿顶圆和齿根圆；按照齿数等分齿顶圆。,o,2,1,2,6,2,槽轮机构,（马尔它机构）,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。,P91,电影放映机卷片机构,o,1,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,一、槽轮机构的工作原理,二、槽轮机构的主要参数,主要参数：槽数,z,、拨盘圆销数,k,。,为使槽轮开始和终止转动时瞬时角速度为,0,，避免圆销与槽撞击，圆销进入或脱出径向槽的瞬时，槽中心线,O,2,A,应与,O,1,A,垂直。,设,z,为均匀分布的径向槽数目，则槽轮,2,转过,2,2,=2,/z,时，拨盘,1,的转角,2,1,=,2,2,=,2/z,2,1,2,2,1,2,90,90,O,2,A,O,1,2,1,运动特性系数,T,：在,一个运动循环,内，,槽轮,2,的运动时间,t,m,对,拨盘,1,的运动时间,t,之比值为,-,。,当拨盘,1,等速转动时，该比值用转角之比表示。对,只有一个圆销,的槽轮机构，,t,m,和,t,分别对应,槽轮,2,、,拨盘,1,(,参照物,),转过的角度,2,1,和,2,。,运动特性系数为：,T=t,m,/t=2,1,/,(,2,),=,(,-2/z,),/,(,2,),=,1/2-1/z,=,(,z-2,),/2z,为保证槽轮运动,T0,。此时，径向槽数目,3,。但,槽数,z=3,的槽轮机构，因其角速度变化很大，圆销进入或脱出径向槽的瞬间，槽轮的角速度也很大，会引起较大振动和冲击，很少用。,由公式可知：,该,槽轮机构的,运动特性系数,T,总,0.5,，即,槽轮的运动时间总是小于其静止时间。,如,在,拨盘,1,上装,数个圆销,，可得到,T,0.5,的槽轮机构。,设装有,k,个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮,2,被拨动,k,次，故运动时间是单圆销时的,k,倍，即,:,运动特性系数,应,T,1,(,当,k,=1,时，槽轮,2,和拨盘,2,一样作连续转动,不能实现间歇运动,),，由上式得,k,9,的槽轮机构少见，因中心距一定时，,z,越大槽轮尺寸越大，转动时惯性力矩增大。且,z,9,时，,T,变化不大。故,z,常取为,4,8.,T=k(1/2,1/,z),=0.5,由上式可知：,6,3,不完全齿轮机构,组成：,主动轮,:,只有,一个或几个齿,的不完全齿轮。,从动轮,:,由正常,齿和带锁住弧,的厚齿彼此相间的组成。,工作原理：,主动轮的有齿部分作用时，从动轮就转动；主动轮的无齿圆弧部分作用时，从动轮就停止不动。因而，当主动轮连续转动时，从动轮获得,时转时停,的,间歇运动,。,当从动轮,2,停歇时，靠轮,1,的锁住弧,(,外凸圆弧,g,),与轮,2,的边锁住弧,(,内凹圆弧,f,),配合，将轮,2,锁住，使其停歇在预定位置，以保证主动轮,1,的首齿,S,下次再与从动轮相应的轮齿啮合传动。,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。,缺点：,从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故用于低速、轻载场合。,由普通齿轮机构演变而成的一种间歇运动机构。,f,类型,：,外啮合不完全齿轮机构,内啮合不完全齿轮机构,图,(a),轮,1,只有一段锁住弧，轮,2,有四段锁住弧，轮,1,转一周时，轮,2,转四分之一周，两轮转向相反；图,(b),轮,1,只有一段锁住弧，轮,2,有十二段锁住弧，轮,1,转一周时，轮,2,转十二分之一周，两轮的转向相同。,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。,6,4,凸轮式间歇运动机构,通常有两种型式：,1,、,圆柱凸轮间歇运动机构,1,）组成：凸轮,1,；滚子,3,均匀分布在转盘,2,端面；滚子中心与转盘中心的距离等于,R,2,。,2,）原理：当凸轮转过,t,时，转盘以某种运动规律转过角度,2max,=2/z,；当凸轮继,R,2,1,3,2,续转过其余角度（,2,-,t,）时，转盘静止不动。当凸轮继续转动时，第二个圆销与凸轮槽相作用，进入第二个运动循环。,这样,凸轮连续回转，,推动均布有柱销的,从动圆盘间歇转动。,滚子数,2,、蜗杆凸轮间歇运动机构,凸轮,形状如同圆弧面蜗杆，,滚子,均匀分布在,转盘圆柱面,上，犹如蜗轮的齿。该凸轮间歇运动机构可以通过调整凸轮与转盘的,中心距,消除滚子与凸轮接触面间的间隙以补偿磨损。,优点：运转可靠、传动平稳、定位精度高、适应高速传,动，转盘可实现任何运动规律，还可以改变凸轮推,动角来得到所需要的转盘转动与停歇时间的比值。,一、填空,1,、凸轮机构主要由（）、（）和（）三个基本构件组成。,2,、凸轮机构按从动件型式可分为（）、（）、（）三类。,3,、设计凸轮时，首先根据工作要求确定（）规律，然后按这一规律设计凸轮（）。,4,、从动件位移与凸轮转角,之间的关系可用,（）线图表示，该线图取决于（）曲线的形状。,5,、其他条件不变时，（）越小，（）越大。,6,、齿轮传动的基本要求之一是（）必须保持不变。,7,、一对外啮合齿轮的中心距恒等于其（）半径之和，角速比恒等于其（）半径的反比。,8,、发生线始终切于（），故渐开线上任一点的法线必与（）相切。,机械设计基础第三、四章小测试题,二、问答题,1,、凸轮机构的优、缺点分别时什么？,2,、试述一对直齿圆柱齿轮、一对斜齿圆柱齿轮、一对直齿锥齿轮正确啮合的条件。,三、绘图及计算,3,、在图,1,所示凸轮机构中，,1),在图上画出凸轮基圆的大小，基圆半径用,r,b,表示；,2),标出图中此时接触点到接,触,点,D,时，该凸轮转过的转角 ；,3),标出从动件与凸轮在,D,点,接触的压力角 。,图,1,2,、一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动，已知齿轮的齿数,Z,1,=35,，,Z,2,=45,，分度圆压力角，齿顶高系数,h,a,*,=1,，径向间隙系数,C*,=0.25,，标准中心距,a,=160mm,。求：,1,）齿轮的模数,m,；,2,）两个齿轮的分度圆半径,r,1,、,r,2,；,3,）基圆半径,r,b,1,、,r,b,2,；,4,）齿顶圆半径,r,a,1,、,r,a,2,（可能用到的数据：、。,3,、若已知一对标准安装的直齿圆柱齿轮的中心距,a,=188mm,，传动比,i,=3.5,，小齿轮齿数,z,1,=21,，试求这对齿轮的,m,、,d,1,、,d,2,、,p,。,