棘輪機構(gòu)設(shè)計舉例(全)

請掌握QQ 906468771棘輪和棘爪技術(shù)術(shù)語的定義中文名稱：棘輪和棘爪英文名稱：棘輪機構(gòu)定義：一種機構(gòu)，其中包括棘輪和棘爪的驅(qū)動構(gòu)件往復(fù)運動，從動構(gòu)件步進運動。主題：機械工程(一級學(xué)科)；機制(兩個學(xué)科)；其他機構(gòu)(高等教育學(xué)科)該內(nèi)容由國家科技術(shù)語審定委員會審定并公布。棘輪機構(gòu)示意圖棘輪棘爪是由棘輪棘爪組成的單向間歇運動機構(gòu)。棘輪機構(gòu)常用于各種機床和自動機械的間歇進給或旋轉(zhuǎn)工作臺的分度，也常用于千斤頂。在自行車中，棘輪機構(gòu)用于單向驅(qū)動，而在手動絞盤中，棘輪機構(gòu)通常用于防止反向旋轉(zhuǎn)。棘輪機構(gòu)經(jīng)常伴隨噪音和振動，因此其工作頻率不能太高。棘輪機構(gòu)簡介棘輪機構(gòu)將連續(xù)旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成單向步進運動。棘輪齒通常使用單向齒。棘爪鉸接在搖桿上。當(dāng)搖桿逆時針擺動時，驅(qū)動爪插入棘輪齒，推動棘輪向同一個方向轉(zhuǎn)動。當(dāng)搖桿順時針擺動時，棘爪滑過棘輪，棘輪停止轉(zhuǎn)動。為了確保棘輪不會反轉(zhuǎn)，通常在固定件上增加一個止回爪。搖桿的往復(fù)擺動可以通過曲柄搖桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)和擺動油缸等實現(xiàn)。當(dāng)傳遞小功率時，電磁鐵也用來直接驅(qū)動棘爪。棘輪每次旋轉(zhuǎn)的角度稱為沖程。行程的大小可以通過改變驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)或齒輪蓋的位置等來調(diào)節(jié)?；蛟诓僮髌陂g。如果期望調(diào)節(jié)精度高于對應(yīng)于一個棘輪的角度，則可以應(yīng)用多棘爪棘輪機構(gòu)。棘輪機構(gòu)的基本類型和工作原理該圖顯示了機械中常用的外嚙合棘輪機構(gòu)，該機構(gòu)由驅(qū)動擺桿、棘爪、棘輪、止回棘爪和框架組成。驅(qū)動部套在與棘輪固定連接的從動軸上，并與驅(qū)動棘爪的轉(zhuǎn)動副連接。當(dāng)驅(qū)動件順時針擺動時，驅(qū)動爪插入棘輪的齒槽中，使棘輪轉(zhuǎn)動一定角度。此時，止回爪在棘輪的齒背上滑動。當(dāng)驅(qū)動構(gòu)件逆時針旋轉(zhuǎn)時，止回爪防止棘輪逆時針旋轉(zhuǎn)，同時驅(qū)動爪可以滑過棘輪的背面，因此棘輪此時是靜止的。因此，當(dāng)驅(qū)動構(gòu)件進行連續(xù)往復(fù)擺動時，棘輪進行單向間歇運動。2棘輪機構(gòu)的分類方法如下：根據(jù)結(jié)構(gòu)，分為齒棘輪機構(gòu)和摩擦棘輪機構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。移動和停止之間的時間比可以通過選擇合適的驅(qū)動機構(gòu)來實現(xiàn)。這種機構(gòu)的缺點是只能一步一步地調(diào)整運動。噪音、沖擊和磨損都比較大，所以不適合高速行駛。齒棘輪機構(gòu)摩擦棘輪機構(gòu)摩擦棘輪機構(gòu)用偏心扇形楔代替齒棘輪機構(gòu)中的棘爪，用無齒摩擦代替棘輪。它的特點是傳輸穩(wěn)定，無噪音。移動范圍可以無級調(diào)節(jié)。然而，由于摩擦傳動，會發(fā)生滑動。雖然它能起到安全保護的作用，但傳輸精度不高。適用于低速和輕載場合。棘輪機構(gòu)和內(nèi)部棘輪機構(gòu)以接合方式在外部接合外嚙合棘輪機構(gòu)的棘爪或楔塊都安裝在棘輪外，而內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)的棘爪或楔塊都在棘輪內(nèi)。外嚙合棘輪機構(gòu)因其加工、安裝和維護方便而被廣泛使用。內(nèi)棘輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的特點。外部嚙合棘輪機構(gòu)內(nèi)部嚙合棘輪機構(gòu)單作用棘輪機構(gòu)、雙作用棘輪機構(gòu)和雙向r上述棘輪機構(gòu)只能在一個方向上間歇運動。雙向棘輪機構(gòu)可以通過改變棘爪的擺動方向來實現(xiàn)棘輪在兩個方向上的轉(zhuǎn)動。該圖顯示了兩種形式的雙向棘輪機構(gòu)。雙向棘輪機構(gòu)必須采用對稱齒形。外部棘輪機構(gòu)內(nèi)部棘輪機構(gòu)鉤頭雙作用棘輪機構(gòu)直推雙作用棘輪機構(gòu)可變方向棘輪機構(gòu)可變方向棘輪機構(gòu)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)外部摩擦棘輪機構(gòu)內(nèi)摩擦棘輪機構(gòu)滾子內(nèi)摩擦式棘輪機構(gòu)雙向棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)的應(yīng)用棘輪機構(gòu)主要用于間歇進給、制動和超越。以下是應(yīng)用示例。1.間歇喂養(yǎng)該圖顯示了一個整形器。為了切割工件，刨刀需要連續(xù)往復(fù)直線運動，工作臺需要間歇運動。當(dāng)曲柄1旋轉(zhuǎn)時，連桿2驅(qū)動搖桿5來回擺動。搖桿5上設(shè)有雙向棘輪機構(gòu)的棘爪3，棘輪4與絲杠6固定連接，棘爪帶動棘輪在一個方向上間歇轉(zhuǎn)動，使螺母(即工作臺)間歇運動。如果驅(qū)動爪的擺動角度改變，進給量可以調(diào)節(jié)；改變驅(qū)動棘爪的位置(圍繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)180后固定)可以改變進給運動的方向。2.剎車該圖顯示了一個杠桿控制的帶式制動器。制動輪固定在外棘輪2上。棘爪3鉸接在制動輪4上的點A上。制動輪被由杠桿5控制的鋼帶6包圍。制動輪4沿逆時針方向自由轉(zhuǎn)動，棘爪3在棘齒背面滑動。如果車輪反向轉(zhuǎn)動，車輪4將被制動。3.超出圖中所示的棘輪機構(gòu)可用于實現(xiàn)快速超越運動。運動從蝸桿傳遞到蝸輪，棘輪由安裝在蝸輪上的棘爪3驅(qū)動，驅(qū)動與棘輪固定連接的輸出軸5沿圖中所示方向緩慢轉(zhuǎn)動。當(dāng)軸需要快速轉(zhuǎn)動時，輸出軸上的手柄可以根據(jù)輸出軸的方向快速轉(zhuǎn)動。此時，由于手動旋轉(zhuǎn)速度大于蝸輪的旋轉(zhuǎn)速度，棘爪滑過棘輪的背面，因此當(dāng)蝸輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，輸出軸可以手動移動超過蝸輪。棘輪機構(gòu)的4個設(shè)計要點棘輪機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)主要考慮：棘輪齒廓的選擇、模數(shù)齒數(shù)的確定、齒面傾角的確定、行程和動態(tài)止動比的調(diào)整方法。以此為例說明了齒形棘輪機構(gòu)的設(shè)計方法。1.棘輪齒廓的選擇該圖顯示了常見的齒形，不對稱梯形用于大載荷的場合。當(dāng)棘輪機構(gòu)承受的載荷較小時，可以采用三角形或弧形齒形；雙向棘輪機構(gòu)采用矩形和對稱梯形。2.模數(shù)和齒數(shù)的確定與齒輪一樣，棘輪齒的相關(guān)尺寸也是使用模數(shù)m作為基本參數(shù)來計算的，但是棘輪的標準模數(shù)是根據(jù)棘輪頂圓的直徑da來計算的。m=da/z棘輪的齒數(shù)z通常由棘輪機構(gòu)的使用條件和運動要求來選擇。對于用于一般進給和分度的棘輪機構(gòu)，棘輪的齒數(shù)(z 250，一般z=8 30)可根據(jù)所需的棘輪最小轉(zhuǎn)角來確定，然后選擇模數(shù)。3.齒面傾角的確定夾在棘齒表面和徑向線之間的稱為齒面傾角。棘爪軸線O1和齒輪齒頂A之間的線O1A與通過點A的齒面法線nn之間的角度被稱為棘爪軸線位置角。為了保證棘爪在推動棘輪的過程中始終壓緊齒面并滑向齒根，棘輪在O1軸上對棘爪的法向反作用力n的扭矩大于摩擦力Ff沿齒面在O1軸上的扭矩