《机械设计基础》第八章 间歇运动机构
《机械设计基础》课程教案主题06 间歇运动机构
![《机械设计基础》课程教案主题06 间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/0a9a037d0066f5335a812191.png)
主题6 间歇运动机构一、教学目标间歇运动机构是实现间歇运动的机构。
本章扼要把阐述了棘轮机构、槽轮机构的工作原理和运动特点,并对不完全齿轮机构作简单地介绍。
二、课时分配本章绪论共 4 个单元,本章安排 5个学时。
其中理论学时 4 个学时,实践学时 1 个学时。
三、教学重点棘轮机构、槽轮机构的组成、工作原理、运动特点和适用场合四、教学难点棘轮机构、槽轮机构的运动特点和适用场合五、教学内容单元1棘轮机构的组成与工作原理1、棘轮机构的工作原理棘轮机构主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成。
棘轮机构的其它类型:(1)、摩擦棘轮(无声棘轮)由于摩擦传动会出现打滑现象,不适于从动件转有要求精确的地方。
(2)、双向棘轮2、棘轮转角的调节(1)、调节摇杆摆动角度的大小,控制棘轮的转角(2)、用遮板调节棘轮转角(3)、棘轮机构的特点与应用单元2槽轮机构的组成与工作原理1、槽轮机构的工作原理组成:具有径向槽的槽轮、具有圆销的构件、机架工作原理:构件1→连续转动;构件2(槽轮)→时而转动,时而静止。
当构件1的圆销A尚未进入槽轮的径向槽时,槽轮的内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住,槽轮静止不动。
当构件1的圆销A开始进入槽轮径向槽的位置,锁住弧被松开,圆销驱使槽轮传动。
当圆销开始脱出径向槽时,槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸圆弧卡住,槽轮静止不动。
4个槽的槽轮机构:构件1转一周,槽轮转41周。
6个槽的槽轮机构:构件1转一周,槽轮转61周。
2、槽轮机构的类型、特点及应用(1)、平面槽轮机构。
(2)、空间槽轮机构(3)、槽轮槽数Z和拨盘圆柱销数k的选择运动系数(τ):槽轮每次运动的时间tm对主动构件回转一周的时间t之比。
单元3不完全齿轮机构的组成与工作原理不完全齿轮机构是在一对齿轮传动中的主动齿轮上只保留1个或几个轮齿。
不完全齿轮机构是由渐开线齿轮机构演变而成的,同属于间歇运动机构。
不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种,如图所示。
机械设计基础间歇运动机构
![机械设计基础间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/9c605bbf915f804d2a16c13c.png)
方向 解释
φ
pn Σ=90°daptφ齿偏角
tgφ > f =tgp
摩擦系数
o1
φ>p(为齿与爪间的摩擦角)
当 f=0.2 时,p=11°30’
通常取φ=20°
三、棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮齿形的画法
选定 齿数z 模数m
1、1.51、2~22、52.5、3、o2 3.5、4、5、6、8、10
顶圆直径da 齿高h 齿顶厚 齿槽夹角
棘爪长度
D =mz 与齿轮不同
h=0.75m
α=m θ=60°或55 °
L=2p=2πm
L
p
h1 a
h’ a1α
da
o1
h
60°~80
齿槽角 ° r1
rf
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。
§6-2 槽轮机构(马尔它机构)
一、槽轮机构的工作原理
P91 电影放映机卷片机构
二、槽轮机构的主要参数 主要参数:槽数z、拨盘圆销数k。
1
ω1
O1
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 A 时,槽中心线O2A应与O1A垂直。
2φ1 90° 90°
2φ2
设z为均匀分布的径向槽数目,则槽轮2 ω2
O2
转过2φ2=2π/z时,拨盘1的转角
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:
机械设计基础-间歇运动机构
![机械设计基础-间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/5ecd9a9d89eb172dec63b747.png)
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
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。
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
退煤饼
压制
不完全齿轮
d1 1 r0 L
2 h
d2
b
§10-2 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理
10-2
组成:摆杆、棘爪、棘轮、止动爪、弹簧。
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。
间歇运动机构及组合机构
§10-1 槽轮机构 §10-2 棘轮机构 §10-3 不完全齿机构 §10-4 凸轮间歇运动机构 §10-5 组合机构
§10-1 槽轮机构(马尔它机构)
一、槽轮机构的组成及其工作特点 拨盘
锁止弧
组成:带圆销的拨盘、带有径向 圆销
ω1
o1
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
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。
缺点:精度要求高,加工比较复杂,安装调整比较困难。
常见的运用场合:轻工业机械,冲压机械等高速机械中, 常用作高速,高精度的步进进给,分度转位等机构.如 高速印刷机、包装机等。
机械原理A间歇运动机构
![机械原理A间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/5ddd5b7b82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3ed.png)
机械原理A间歇运动机构间歇运动机构是一种能将连续运动转换为间歇运动的机构。
在间歇运动机构中,驱动轴连续旋转,但输出轴仅在特定的间歇时间内工作。
一、机械原理A间歇运动机构的构成:1.柱齿轮机构:柱齿轮是实现间歇运动的核心部件。
它由凸轮和摇杆组成。
凸轮由驱动轴上的齿轮驱动,因此凸轮会不断旋转。
摇杆则以其中一种特定的方式固定在凸轮上,并且连接到推锥环机构上的推动杆。
当凸轮旋转时,柱齿轮就会变换角度并在不同的时间间隔内推动推动杆。
2.推锥环机构:推锥环机构位于柱齿轮机构下方,与柱齿轮机构相连。
它由推动杆和推锥环组成。
推动杆由柱齿轮的摇杆通过其中一种机械连接机构推动,而推锥环则通过推动杆的作用来控制输出轴的运动。
推动杆在柱齿轮的作用下来回运动,从而使得推锥环的位置不断变换。
推锥环的位置决定了输出轴的运动状态,当推锥环达到一些特定的位置时,输出轴会开始工作,否则输出轴会处于停止状态。
二、机械原理A间歇运动机构的工作原理:当驱动轴上的凸轮旋转时,柱齿轮会跟随凸轮的动作进行旋转,并改变柱齿轮的角度。
柱齿轮的角度变化会导致推动杆的位置发生变化,进而影响推锥环的位置。
当推锥环的位置达到一些特定位置时,它会开始推动输出轴进行工作。
输出轴的工作时间由推锥环的位置决定,一旦推锥环超过了工作时间,输出轴将停止。
在停止状态下,柱齿轮会继续旋转,直到再次推动推锥环,使输出轴再次开始工作。
三、机械原理A间歇运动机构的应用:机械原理A间歇运动机构广泛应用于各种需要间歇运动的机械设备中。
例如,在包装机械中,间歇运动机构常被用于控制产品的进给、封装和出料等动作;在自动化生产线上,间歇运动机构可以用来实现输送带的进给和停止等控制;在印刷设备中,间歇运动机构可以控制印刷板的进给和停止等操作。
总之,机械原理A间歇运动机构在许多工业领域中发挥着重要的作用。
总结:机械原理A间歇运动机构是一种能将连续运动转换为间歇运动的机构。
它由柱齿轮机构和推锥环机构组成,通过凸轮的旋转和推动杆的作用来控制输出轴的运动。
机械设计基础 完整课件 第8章 间歇运动机构要点
![机械设计基础 完整课件 第8章 间歇运动机构要点](https://img.taocdn.com/s3/m/64bdf029581b6bd97f19ea72.png)
机械设计基础(近机类)学习指导返回目录第8章间歇运动机构8.1 教学基本要求本章介绍了棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。
主要介绍了棘轮机构和槽轮机构的组成和工作原理、特点和应用、主要参数和几何尺寸。
1)掌握棘轮机构和槽轮机构的组成、工作原理、特点和应用等基本概念;2)了解棘轮机构和槽轮机构的主要参数和几何尺寸;3)一般了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。
8.2 重点与难点分析棘轮机构主要由摆杆1、棘轮2、棘爪3、机架4和止回爪5组成,如图1所示。
图1棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠的特点,在各类机械中有较广泛的应用。
其缺点是在运动开始和终止时都会产生冲击,所以不宜用于高速机械中。
1)棘轮机构具有间歇运动的特性,可实现单向和多向间歇运动。
2)棘轮机构具有快速超越运动特性。
3)棘轮机构可以实现有级变速传动。
8-1机械设计基础(近机类)学习指导槽轮机构由具有圆销的拨盘l和具有若干径向槽的槽轮2及机架所组成,如图2所示。
图2槽轮机构结构简单,工作可靠、运动平稳和机械效率高。
但不能象棘轮机构那样具有超越性能,也不能改变或调节槽轮的转动角度,故只能用于定转角的间歇运动机构中。
槽轮机构在自动机床转位机构、电影放映机卷片机构等自动机械中得到广泛应用。
8.3 自测试题8.3.1 判断题1.四槽内槽轮机构的移动系数(即槽轮运动时间与主动拨盘转一周的总时间之比)是0.75。
( )2.单销外槽轮机构的运动系数总是小于0.5的。
( )8.3.2 选择题1.轮齿式棘轮机构的转角可以整。
(1)有级;(2)无级。
2.只有一个曲柄销的外槽轮机构,槽轮运动的时间和停歇的时间之比为。
8-2机械设计基础(近机类)学习指导(1)大于1;(2)等于1;(3)小于1。
3.在圆销数目为1 的槽轮机构中,径向槽数目应不小于3;该槽轮机构槽轮的运动时间总是静止时间。
(1)大于;(2)小于。
8.3.3 填空题1.将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有、、。
《机械设计基础》第八章 间歇运动机构
![《机械设计基础》第八章 间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/05607cac28ea81c759f5785b.png)
二、蜗杆形凸轮间歇运动机构
凸轮形状如同圆弧面蜗杆一样, 滚子均匀地分布在转盘的圆柱面上, 犹如蜗轮的齿。
这种间歇机构可通过调整凸轮 与转盘的中心距来消除滚子与凸轮 接触面间的间隙以补偿磨损。
凸轮间歇运动机构的优点: 运动可靠、传动平稳、定位精度高, 适用于高速转动,转盘可实现任何 运动规律,还可用改变凸轮推程运 动角来得到所需要的转盘转动与停 歇时间的比值。
第八章 间歇运动机构
(intermittent mechanism)
§8-1 棘轮机构
(ratchet mechanism)
一、棘轮机构的工作原理
组成构件:
摇杆1、棘爪4、棘轮3、止动爪5、机架2
为保持棘爪、止动爪与棘轮始终接触,可
在其旁边增设弹簧。 棘轮固联在轴O上,其轮齿分布在轮的外
A
1
n
缘,原动件(摇杆)空套在轴O上。
21
22
2
z
在一个运动循环内,槽轮2的运动时间td 对拨盘1的运动时间t之比值τ称为运动特性系
数。
当拨盘1等速转动时,这个时间之比可用转角之比来表示。对于只有
一个圆销的槽轮机构,td和T分别对应于拨盘1转过的角度2φ1和2π。因此 其运动特性系数τ为
td
21
2
§8-4 凸轮间歇机构
(cam intermittent mechanism)
一、圆柱形凸轮间歇运动机构
凸轮1呈圆柱形,滚子3均匀分布在 转盘2的端面,滚子中与转盘中心的距离 等于R2。当凸轮转过角度δt时,转盘以某 种运动规律转过的角度δ2max=2π/z(式中z 为滚子数目);当凸轮继续转过其余 (2π-δt)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,当凸轮连 续转动时,转盘实现单向间歇转动。这 种机构实质上是一个摆杆长度等于R2、 只有推程和远休止角的摆动从动件圆柱 凸轮机构。
机械基础-间歇运动机构
![机械基础-间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/6c88f11d2e60ddccda38376baf1ffc4fff47e249.png)
冰激凌罐装
电影放映机
种类
棘轮机构
槽轮机构
一、 棘轮机构
(一)组成
棘轮 棘爪 机架
(二)运动形式
止动棘爪
摇杆往复摆动
棘爪推动棘轮单向间歇转动
(三)棘轮机构的特点
1.棘轮的转角大小可调节
(1)改变摇杆摆角
改变曲柄长短
(2)加棘轮罩
2.冲击噪音大 3.具有自锁性
适用场合:主动件低速、 从动件行程需要改变的场合
各种槽轮机构
外啮合
空间槽轮
内啮合
各种棘轮机构
单动
双动
双向棘轮机构(可变棘轮机构)
槽轮静止时间长短 拨盘转一周,槽轮转 1次
由拨盘上圆销数确定 拨盘转一周,槽轮转 2次
(四)槽轮机构的应用
1.电影胶片的卷片机构 放电影时,每张画面在镜 头前有一短暂的停留
1秒
24
2.间歇旋转式递纸牙 槽轮槽数为6 压印滚筒转1周,槽轮转过60°,通过齿轮传动从 输纸板上取过静止的纸张
总结
棘轮机构:从动件转角可调 槽轮机构:平稳间歇地转位,且转位准确
二、槽轮机构 (一)组成 拨盘
从动槽轮 机架
(二)运动形式
拨盘连续转动
槽轮单向间歇转动
圆销、锁止弧 径向槽、锁止弧
(三)槽轮机构的特点
能平稳、间歇地进行转位
槽轮一次转角为 90度
槽轮一次转角为 60度
合:转速不太高的自动机械中做转位机构
平稳间歇地转位,且转位准确
(三)棘轮机构的应用
输纸台升降机构
当纸堆分离出十几张纸而下降 后,微动开关3发出信号电 磁铁1吸合控制板2被提起 滚子9落下棘爪10落入棘轮 8的齿中
机械设计基础——间歇运动概念
![机械设计基础——间歇运动概念](https://img.taocdn.com/s3/m/63ca8bafdd3383c4bb4cd2af.png)
摩擦式棘轮机构可实现无级调节,无噪声,有打滑。
6.1.2 棘轮转角的调节
1.调节摇杆摆动角度的大小,控制棘轮的转角
B
2.用遮板调节棘轮转角
6.1.3 棘轮机构的特点与应用 1.特点: 机构简单、制造方便、运动可靠、棘轮转角可调; 但冲击和噪声大、运动精度低,适用于低速轻载的场合。
2.应用: (1)间歇进给、送料
外槽轮机构 内槽轮机构 槽条机构 不等臂多销槽轮机构 球面槽轮机构 偏置外槽轮机构 偏置式槽轮机构 偏置内槽轮机构 曲线外槽轮机构 曲线式槽轮机构 曲线内槽轮机构
普通型 类型 特殊型
2.特点
(1)结构简单,外形尺寸小,机械效率高,能较平稳的、间歇 地进行转位。 (2)存在柔性冲击的缺点,故常用于速度不太高的场合。 (3)转角不可调节,常用于要求恒定旋转角的分度机构中。
应用六角车床上的槽轮机构六角车床是以六角形旋转之转塔取代普通车床的尾座又称为转塔车床依工件之加工顺序于刀座上装置不同刀具当一把刀具削完毕转塔旋转次一把刀具切削依次转换至加工完成刀座上可装置六支不同的刀具可以节省一般车床更换刀具的时间适合大量生产
间歇运动机构-----当主动件作连续运动时,从动件产生 周期性的运动和停歇的机构。
3.应用 六角车床上的槽轮机构
六角车床是以六角形旋 转之转塔取代普通车床的尾 座,又称为转塔车床,依工件之加工顺序於刀座上装置不同刀具, 当一把刀具削完毕,转塔旋转次一把刀具切削,依次转换至加工 完成,刀座上可装置六支不同的刀具,可以节省一般车床更换刀 具的时间,适合大量生产。
放影机的卷片机构
6.3.2 凸轮式间歇运动机构
应用:轴线相互垂直交错。
特点:
(1)结构简单,运转可靠,传动平稳、无噪声。 (2)凸轮加工工艺比较复杂,装配与调整要求较高。
机械设计基础(机工版)教案:间歇运动机构
![机械设计基础(机工版)教案:间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/f764d2736529647d2628526d.png)
模式
教学
行为
详细教学过程和内容
时间
安排
棘轮机构
槽轮机构
不完全齿轮机构
凸轮间歇运动机构
结合视频、动画讲解。
结合实例讲分类和应用。下同。
实例、分析
讲授
讲授
讲授
讲授
1、棘轮机构的组成及其工作原理
2、棘轮机构的类型与应用
3、设计要点
1、槽轮机构的组成及其工作特点
2、槽轮机构的类型与应用
3、槽轮机构的运动系数及运动特性
4、槽轮机构的几何尺寸计算
1、不完全齿轮机构工作原理及特点
2、不完全齿轮机构类型与应用
1、凸轮间歇运动机构工作原理及特点
2、凸轮间歇运动机构类型与应用
八、讨论、思考与作业
讨论题:常用间歇运动机构的类型、特点和运用场合。
十、教学后记
本章学习的重点是掌握常用的一些间歇运动机构的工作原理、运动特点和功能,并了解其适用场合。在进行机械系统方案设计时,能够根据工作要求,正确选择间歇机构的类型。本章为选学内容。
间歇运动机构是将主动件的均匀转动转换为时动时停的周期性运动的机 间歇运动机构
构。例如牛头刨床工作台的横向进给运动,电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。常用的间歇运动机构有棘轮机构和槽轮机构。
间歇运动机构可分为单向运动和往复运动两类。
本次课采用多媒体、演示教具辅助教学
七、
教
学
过
程
教学容
设计
思想
一、课题名称
间歇运动机构
二、教学目标及要求
了解常用间歇运动机构的类型、特点和运用场合。
了解棘轮机构的类型、特点及运用。
了解槽轮机构的类型、特点及运用。
机械基础-间歇机构简介
![机械基础-间歇机构简介](https://img.taocdn.com/s3/m/ac64cffe6bec0975f465e297.png)
一、棘轮机构
棘轮机构分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
1.齿式棘轮机构工作原理
1—摇杆 3—弹簧 5—弹簧 7—曲柄
2—棘爪 4—棘轮 6—止回棘爪
齿式棘轮机构
2.齿式棘轮机构的常见类型及特点
外啮合式 内啮合式
外啮合式棘轮机构
内啮合式
3.齿式棘轮机构转角的计算
课堂小结
1、三种常见的间歇机构类型:
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构
2、齿式棘轮机构和槽轮机构的工作原理;
3、齿式棘轮机构转角的计算与调节;
360 k
z
调节方法: 调整曲柄长度和利用覆盖罩
4、槽轮机构的槽轮转角的计算 360 k
zLeabharlann 5、不完全齿轮机构的工作原理;
2、该机构将 曲柄 连续转动转变为棘轮的 间歇运动。 3、棘轮转角的调整方法有 调整曲柄长度和利用覆盖罩。
二、槽轮机构
1.槽轮机构的组成和工作原理
1-拨盘 2—圆销 3—槽轮
槽轮机构
2.槽轮机构类型和特点
单圆销外槽轮机构 双圆销外槽轮机构 内啮合槽轮机构
槽轮机构的类型和特点
特点:结构简单,转位方便,工作可靠,传动的平 稳性好,能准确控制槽轮的转角。但转角的大小受到槽 数z的限制,不能调节,且在槽轮转动的始末位置处存在 冲击,随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧,故不 适用于高速。
_不___能_ (能、不能)调节。 3、在双圆销四槽槽轮机构中,曲柄旋转一周,槽轮转过__1_8__0_°_。 4、槽轮机构较棘轮机构的传动平稳性__好_____,转角角度更_准___确___。
三、不完全齿轮机构
精密仪器-第8章间歇运动机构
![精密仪器-第8章间歇运动机构](https://img.taocdn.com/s3/m/a1f07c12964bcf84b9d57bcd.png)
棘轮机构 槽轮机构
• 了解棘轮和槽轮机构的工作原理
• 掌握棘轮和槽轮机构的应用
例1 单圆销外啮合槽轮(日內瓦)机构中,原动销轮每回转一 周,则从动槽轮转动
(A) 1/4圈 (B) 1/3圈 (C) 1/2圈 (D) 1圈 例2 当人骑脚踏车时,搖杆为 (A) 手 (B) 踏板 (C) 小腿 (D) 大腿 例3 凸轮的从动件总升距等于:(设凸轮最大半径为R,最小半 半径为r) (A) R-r (B) R+r (C) R×r (D) R
三、槽轮机构的运动(特性)系数
槽 轮
销 轮
? 为了使圆销开始进入、脱出槽轮径向槽时,槽轮
在开始和终止转动的瞬间角速度为零,从而避免 圆销与槽轮径向槽发生冲击。
四、槽轮机构中的主要参数
1.槽轮槽数 z 的确定 2.销轮圆销数 n 的确定
小 结
• 棘轮: • 结构简单,制造方 便,运动可靠。齿 式棘轮机构传动平 稳、转角准确; • 但运动噪声、冲击 和磨损都较大; • 用于速度较低和载 荷不大的场合
上节回顾
• 间歇运动机构:实现从动件有规律的时 动、时停运动的机构。 棘轮机构、槽轮机构 • 槽轮机构中的主要参数: 槽轮槽数 z 的确定、销轮圆销数 n 的确定
槽轮机构ratchetmechanism一棘轮机构的基本结构和工作原理连杆摇杆棘爪棘轮止退棘爪拉伸弹簧棘轮机构可按工作原理啮合方式分类外啮合式棘轮机构内啮合式棘轮机构双向式棘轮机构龙门刨床工作台横向进给进给机构连杆摇杆棘轮手把棘爪棘轮3
第8章
间歇运动机构
• 实现从动件有规律的 时动、时停运动的机 构。
• 槽轮:
• 槽轮机构的结构简单,
制造方便,转位迅速, 工作可靠; • 外形尺寸小,机械效 率高;
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1 1 n( ) 1 2 z
2z 由此得槽数z与圆销数n的关系: n≤ z2
槽 数z 圆销数 n
3 1~6
4 1~4
5、 6 1~3
7、 8 1~2
三、槽轮机构的特点和应用
优点:结构简单,工作可靠,能准确控制转动的角度。常用于要求 恒定旋转角的分度机构中。
第八章
间歇运动机构
(intermittent mechanism)
§8-1 棘轮机构
(ratchet mechanism)
一、棘轮机构的工作原理
组成构件: 摇杆1、棘爪4、棘轮3、止动爪5、机架2
为保持棘爪、止动爪与棘轮始终接触,可
在其旁边增设弹簧。 棘轮固联在轴O上,其轮齿分布在轮的外
A 4 1 n
四、棘轮机构的特点及应用
有齿的棘轮机构运动可靠,从动棘轮容易实现有级调节,但是有噪声、 冲击,轮齿易摩损,高速时尤其严重,常用于低速、轻载的间歇传动。 起重机、绞盘常用棘轮机构使提升的重物能停在任何位置,以防止由 于停电等原因造成事故。
§8-2 槽轮机构
(geneva mechanism)
一、槽轮机构的工作原理
槽轮的形式
二、槽轮机构的主要参数
槽轮机构的主要参数是:槽数z和拨盘圆销数n 为了使槽轮2在开始和终止转动时的瞬时 角速度为零,以避免圆销与槽发生撞击,圆 销进入或脱出径向槽的瞬时,槽的中心线O2A 应与O1A垂直。 设z为均匀分布的径向槽数目,则槽轮2转 过2φ2=2π/z弧度时,拨盘1的转角2φ1将为
21 22
2 z
在一个运动循环内,槽轮2的运动时间td 对拨盘1的运动时间t之比值τ称为运动特性系 数。
当拨盘1等速转动时,这个时间之比可用转角之比来表示。对于只有 一个圆销的槽轮机构,td和T分别对应于拨盘1转过的角度2φ1和2π。因此 其运动特性系数τ为
td 21 T 2
凸轮1呈圆柱形,滚子3均匀分布在 转盘2的端面,滚子中与转盘中心的距离 等于R2。当凸轮转过角度δt时,转盘以某 种运动规律转过的角度δ2max=2π/z(式中z 为滚子数目);当凸轮继续转过其余 (2π-δt)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,当凸轮连 续转动时,转盘实现单向间歇转动。这 种机构实质上是一个摆杆长度等于R2、 只有推程和远休止角的摆动从动件圆柱 凸轮机构。 其设计方法与圆柱凸轮机构的设计 相同。
n 3 2
O 5 B
改变原动件的结构形状,可得到如图所示的双动式棘轮机构。 原动件往复摆动时都能使棘轮沿同一 方向转动。 棘爪可制成带钩头的或直的。
当棘轮轮齿制成方形时,成为可变向 棘轮机构。 其特点是当棘爪在实线位置时,棘 轮将沿逆时针方向作间歇运动;当棘爪 翻转到虚线位置时,棘轮将沿顺时针方 向作间歇运动。
当棘轮直径无穷大时,棘轮机 构变成棘齿条机构。输出单向间歇 直线运动。
如图所示是通过棘爪1与棘轮2之间的摩擦力来传递运动的(3为制 动棘爪),故又称为摩擦式棘轮机构。这种机构在传动过程中很少发 生噪声,但其接触表面间容易发生滑动。
棘轮机构除了实现间歇运动外,还能实现超越运动。如图 所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。 当脚蹬踏板时,经链轮1和 链条2带动内圈具有棘齿的链轮 3顺时针转动,再通过棘爪4的 作用,使后轮轴5顺时针转动, 从而驱使自行车前进。自行车 前进时,如果令踏板不动,后 轮轴5便会超越链轮3而转动, 让棘爪4在棘轮齿背上滑过,从 而实现不蹬踏板的自由滑行。
缺点:①对一个已定的槽轮机构来说,其转角不能调节。 ②在转动始、末,加速度变化较大,有冲击。
应用:应用在转速不高,要求间歇转动的装置中。 电影放映机中,用以间歇地移动影片。 自动机中的自动传送链装置。
§8-3 不完全齿轮机构
(不完全齿轮机构是由齿轮机构演变而来的一种 步进传动机构,也有内外啮合之分。 根据工作要求的运动时间与停歇时间的长短, 在主动轮上只加工一部分齿,相应地在从动轮上加 工出若干组与之相啮合的轮齿,各组之间是一个齿 顶做成锁止凹弧的厚齿。 当主动轮回转时,从动轮作间歇回转运动。 在从动轮停歇期间,两轮轮缘的锁止弧S1和S2 起定位作用,以防止从动轮游动。 图中,主动轮1上由4个齿,从动轮2上分别由四个运动段和四个停歇 段与其对应啮合。主动轮每转一圈,从动轮间歇地转1/4圈。
组成构件:
带有圆销的主动拨盘1、具有径向槽 的槽轮2、机架 若带圆销的主动拨盘1连续回转,当 圆销尚未进入槽轮2的槽内时,由于槽轮 上的内凹锁止弧n-n被拨盘的外凸锁止 弧m-m卡住,故槽轮不动。 当圆销入槽时,正好锁止弧被松开, 拨盘带动槽轮转动。 当圆销从另一边离开径向槽时,锁 止弧又被卡住,槽轮停止转动直到下次 圆销入槽。 如此循环,输出单向的间歇运动。
二、蜗杆形凸轮间歇运动机构
凸轮形状如同圆弧面蜗杆一样, 滚子均匀地分布在转盘的圆柱面上, 犹如蜗轮的齿。 这种间歇机构可通过调整凸轮 与转盘的中心距来消除滚子与凸轮 接触面间的间隙以补偿磨损。 凸轮间歇运动机构的优点: 运动可靠、传动平稳、定位精度高, 适用于高速转动,转盘可实现任何 运动规律,还可用改变凸轮推程运 动角来得到所需要的转盘转动与停 歇时间的比值。
缘,原动件(摇杆)空套在轴O上。
当摇杆1逆时针方向摆动时,与它相联的 棘爪4便借助弹簧或自重的作用插入棘轮的齿 槽内,使棘轮随着转过一定的角度。当摇杆顺 时针摆动时,棘爪在棘轮齿背上滑过。这时, 弹簧迫使止动爪5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。当原动件 连续地往复摆动时,棘轮作单向的间歇运动。
如图所示为另一种可变向棘轮机构。 当棘爪在图示位置时候,棘轮将沿逆时 针方向作间歇运动。 若将棘爪提起并绕本身轴线转180°后 再插入棘轮齿中,则可实现沿顺时针方向的 间歇运动。 若将棘爪提起并绕本身轴线转90°后放 下,架在壳体顶部的平台上,使轮与爪脱开, 则棘爪往复摆动,棘轮都静止不动。 上述棘轮机构,棘轮的转角都是相邻两 齿所夹中心角的倍数,也就是说,棘轮的转 角是有级性改变的。如果要实现无级性改变, 就需要采用无棘齿的棘轮。
§8-5 组合机构
对于比较复杂的运动变换,某种基本机构单独使用往往难以满足实 际生产过程的需要,因此,把若干种基本机构用一定方式联接起来称为 组合机构,以便得到单个基本机构所不能具有的运动性能。
一、齿轮连杆机构
如图所示是一个由齿轮机构和一个曲柄 滑块机构组合而成的齿轮连杆机构
二、双联凸轮机构
如图所示是两个凸轮机构和一个双滑块机 构组合而成的凸轮连杆机构。它利用两个滚子 从动件各自的运动规律,来控制十字滑块x和y 方向的运动,使E点准确地实现预定的运动轨 迹y=y(x)
三、凸轮连杆机构
如图所示是一个由凸轮机构和一个曲柄滑块机构组合而成的凸轮连 杆机构。 曲柄1可以在滑块4种相对滑动。 当滚子沿凸轮槽运动时,曲柄长度AB不断发生变化。只要设计合适 的凸轮轮廓,就可使滑块3获得预期的运动规律。
2 z 1 1 z2 2 2 z 2z
为保证槽轮运动,τ>0,∴z≥3。但槽数z=3的槽轮机构,由于槽轮的
角速度变化很大,圆销进出径向槽的瞬时,槽轮的角加速度也很大。会引起 较大的振动和冲击,故很少应用。
τ=0,槽轮始终不动。
1 1 若拨盘上有多个圆销,则 n( ) 2 z
二、棘轮工作条件
为了使棘爪受力最小,应使棘轮齿顶A和棘爪的转动中心O2的连线垂 直于棘轮半径O1A,即∠O1AO2=90º 。
轮齿对棘爪作用的力: 正压力F、摩擦力Q 当棘轮偏斜角为φ时,力F有使棘爪 逆时针转动落向齿根的倾向;摩擦力阻 止棘爪落向齿根。 为了保证棘轮正常工作,必须 使棘爪能顺利落到齿根,这就要求 力F对O2的力矩大于Q对O2的力矩。
不完全齿轮机构结构简单,制造容易,工作可靠,输出运动的适应间歇 范围大。但进入和脱离啮合时刚性冲击较大,尤其是进入啮合时候,常需采 取措施(如设瞬心线附加杆)加以控制。故不完全齿轮机构一般只宜用于低 速、轻载场合。
§8-4 凸轮间歇机构
(cam intermittent mechanism)
一、圆柱形凸轮间歇运动机构
FL sin QL cos
Q f F ,f tg
tg tg
ρ——齿与爪之间的摩擦角
三、棘轮、棘爪的几何尺寸
选定齿数z和按照强度要求确定模数m之后,棘轮和棘爪的主要几何尺 寸可按以下经验公式计算:
顶圆直径 D=mz 齿 高 齿 顶 厚 齿槽夹角 棘爪长度 h=0.75m a=m θ=60°或55° L=2πm