棘輪機(jī)構(gòu)3精品值得參考

1、12n一、棘輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理棘輪機(jī)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)如圖7l所示，由棘輪3、棘爪2、4與主動擺桿1、機(jī)架5組成。主動擺桿1空套在與棘輪3固聯(lián)的從動軸上，驅(qū)動棘爪2與主動擺桿1用轉(zhuǎn)動副o1相聯(lián)，止動棘爪4與機(jī)架5用轉(zhuǎn)動副o2相聯(lián)，彈簧6可保證棘爪與棘輪嚙合。 4二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型n常用棘輪機(jī)構(gòu)可分為輪齒式與摩擦式兩大類： n1、輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)、輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)n按嚙合方式可分成外嚙合、內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。(1) 單向式棘輪機(jī)構(gòu)單向式棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是擺桿向一個方向擺動時，棘輪沿同一方向轉(zhuǎn)過某一角度；而擺桿向另一個方向擺動時，棘輪靜止不動。雙動式棘輪機(jī)構(gòu)，擺桿的往復(fù)擺動，都能使棘輪沿單

2、一方向轉(zhuǎn)動，棘輪轉(zhuǎn)動方向是不可改變的。圖7-3 單向式棘輪機(jī)構(gòu)根據(jù)棘輪的運(yùn)動又可分為兩種情況：若將棘輪輪齒做成短梯形或矩形時，變動棘爪的放置位置或方向后，可改變棘輪的轉(zhuǎn)動方向。棘輪在正、反兩個轉(zhuǎn)動方向上都可實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動。 (2)雙向式棘輪機(jī)構(gòu)(1) 偏心楔塊式棘輪機(jī)構(gòu)偏心楔塊式棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理與輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)相同，只是用偏心扇形楔塊代替棘爪，用摩擦輪代替棘輪。利用楔塊與摩擦輪間的摩擦力與楔塊偏心的幾何條件來實(shí)現(xiàn)摩擦輪的單向間歇轉(zhuǎn)動。圖7-5 a 偏心楔塊式棘輪機(jī)構(gòu)2 2、摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)、摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)圖7-6為常用的摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)，構(gòu)件1逆時針轉(zhuǎn)動或構(gòu)件3順時針轉(zhuǎn)動時，在摩擦力作用下能使?jié)L子

3、2楔緊在構(gòu)件1、3形成的收斂狹隙處，則構(gòu)件1、3成一體，一起轉(zhuǎn)動；運(yùn)動相反時，構(gòu)件1、3成脫離狀態(tài)。圖7-6 滾子楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)(2) 滾子楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)9三、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用三、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用n輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，運(yùn)動可靠，從動棘輪轉(zhuǎn)角容易實(shí)現(xiàn)有級調(diào)整，但棘爪在齒面滑過引起噪聲與沖擊，在高速時尤為嚴(yán)重。故常于低速、輕載的場合用作間歇運(yùn)動控制。 n摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動較平穩(wěn)，無噪音，從動件的轉(zhuǎn)角可作無級調(diào)整。但難以避免打滑現(xiàn)象，因而運(yùn)動準(zhǔn)確性較差，不適合用于精確傳遞運(yùn)動的場合。 10圖77所示為牛頭刨床工作臺橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，n當(dāng)曲柄1轉(zhuǎn)動時，經(jīng)連桿2帶動搖桿4作往復(fù)擺動

4、；搖桿4上裝有圖74b所示的雙向棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪，棘輪3與絲杠5固連，棘爪帶動棘輪作單方向間歇轉(zhuǎn)動，從而使螺母6（工作臺）作間歇進(jìn)給運(yùn)動。n若改變驅(qū)動棘爪擺角，可以調(diào)節(jié)進(jìn)給量；改變驅(qū)動棘爪的位置（繞自身軸線轉(zhuǎn)過180o后固定），可改變進(jìn)給運(yùn)動的方向。圖7711圖78所示的棘輪機(jī)構(gòu)可以用來實(shí)現(xiàn)快速超越運(yùn)動。n運(yùn)動由蝸桿1傳到蝸輪2，通過安裝在蝸輪2上的棘爪3驅(qū)動與棘輪4固聯(lián)的輸出軸5按圖示5方向慢速轉(zhuǎn)動。當(dāng)需要輸出軸5快速轉(zhuǎn)動時，可按輸出軸5轉(zhuǎn)動方向快速轉(zhuǎn)動輸出軸5上手柄，這時由于手動轉(zhuǎn)速大于蝸輪轉(zhuǎn)速，所以棘爪在棘輪齒背滑過，從而在蝸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動時，可用快速手動來實(shí)現(xiàn)輸出軸超越蝸輪的運(yùn)動。12四、棘

5、輪機(jī)構(gòu)設(shè)計中的主要問題四、棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計中的主要問題n1、棘輪齒形的選擇n最常見的棘輪齒形為不對稱梯形，如圖7-12所示。n為了便于加工，當(dāng)棘輪機(jī)構(gòu)承受載荷不大時，可采用三角形棘輪輪齒（見圖7-1），三角形輪齒的非工作齒面可作成直線型和圓弧形。n雙向式棘輪機(jī)構(gòu)，由于需雙向驅(qū)動，因此常采用矩形或?qū)ΨQ梯形作為棘輪齒形(圖7-4)。 圖7-12圖7-1圖7-4132、棘輪轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整n(1) 采用棘輪罩如圖7-9所示。改變棘輪罩位置，使部分行程內(nèi)棘爪沿棘輪罩表面滑過，從而實(shí)現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。 圖7-9 14(2) 改變擺桿擺角n圖7-10所示棘輪機(jī)構(gòu)中，通過改變曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄長度oa的方法來改

6、變搖桿擺角的大小，從而實(shí)現(xiàn)棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。 圖7-1015(3) 多爪棘輪機(jī)構(gòu)圖7-11要使棘輪每次轉(zhuǎn)動小于一個輪齒所對的中心角時，可采用棘爪數(shù)為n的多爪棘輪機(jī)構(gòu)。如圖7-11所示為n=3的棘輪機(jī)構(gòu)，三棘爪位置依次錯開/3，當(dāng)擺桿轉(zhuǎn)角1在1/3 范圍內(nèi)變化時，三棘爪依次落入齒槽，推動棘輪轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度2為2/3 范圍內(nèi)/3整數(shù)倍。163、棘輪機(jī)構(gòu)的可靠工作條件n(1) 棘爪可靠嚙合條件 圖7-12中為棘輪齒工作齒面與徑向線間的夾角，稱齒面角，l為棘爪長，o1為棘爪軸心，o2為棘輪軸心，嚙合力作用點(diǎn)為p（為簡便起見，設(shè)p點(diǎn)在棘輪齒頂），當(dāng)傳遞相同力矩時，o1位于o2p的垂線上，棘爪軸受力最

7、小。圖7-12n當(dāng)棘爪與棘輪開始在齒頂p嚙合時，棘輪工作齒面對棘爪的總反力fr相對法向反力fn偏轉(zhuǎn)一摩擦角。fn對o1點(diǎn)的矩使棘爪滑入棘輪齒根，而齒面摩擦力ffn有阻止棘爪滑入棘輪齒根的作用。為使棘爪順利滑入棘輪齒根并嚙緊齒根，兩力對o1點(diǎn)的矩應(yīng)滿足cossinflflfnntantan f故即（71）因此棘爪順利滑入齒根的條件為：棘輪齒面角大于摩擦角?；蚣唽偡戳r的作用線必須在棘爪軸心o1和棘輪軸心o2之間穿過。當(dāng)材料的摩擦系數(shù)f0.2時，摩擦角180，因此一般取20o。n(2) 偏心塊楔緊條件對于圖7-5b所示的偏心楔塊式棘輪機(jī)構(gòu)，擺桿逆時針轉(zhuǎn)動時，輪3對楔塊2在接觸點(diǎn)a作用正壓

8、力fn與摩擦力ffn（參見圖7-13）。正壓力fn有松開楔塊的作用，要使楔塊楔緊棘輪3，應(yīng)使fn與ffn對o2的矩滿足圖7-5 b式中，為摩擦角；為楔塊廓線升角。因此偏心塊楔緊條件為：楔塊廓線升角小于摩擦角。也可用摩擦輪對偏心楔塊總反力fr的作用線必須通過兩回轉(zhuǎn)中心o1和o2的連接線段來判定。(3) 滾子楔緊條件n圖7-6所示滾子楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)，滾子受力情況如圖7-14所示。圖中當(dāng)套筒1逆時針方向轉(zhuǎn)動時，在摩擦力fa作用下，滾子2有逆時針滾動的趨勢，因此星輪3在接觸點(diǎn)b對滾子有圖示摩擦力fb。摩擦力fa與fb使?jié)L子楔緊，其夾角為楔緊角，而滾子2在接觸點(diǎn)a、b的正壓力fna和fnb欲將滾子擠向楔

9、形大端而松開。n因此滾子楔緊條件為：楔緊角小于兩倍的摩擦角。但角選擇過小，反向運(yùn)動時滾子將不易退出楔緊狀態(tài)。圖7-13 sin2cos22dfddfnaatan,ffffnaa2代入上式，并整理得將（73）n1 1、機(jī)構(gòu)的組成、機(jī)構(gòu)的組成n通過，可以清楚地看到槽輪機(jī)構(gòu)的基本組成。一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理圖7-14212 2、工作原理、工作原理n如上圖所示，主動撥盤上的圓柱銷進(jìn)入槽輪上的徑向槽以前，凸鎖止弧將凹鎖止弧鎖住，則槽輪靜止不動。圓柱銷進(jìn)入徑向槽時，凸、凹鎖止弧剛好分離，圓柱銷可以驅(qū)動槽輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓柱銷脫離徑向槽時，凸鎖止弧又將凹鎖止弧鎖住，從而使槽輪

10、靜止不動。因此，當(dāng)主動撥盤作連續(xù)轉(zhuǎn)動時，槽輪被驅(qū)動作單向的間歇轉(zhuǎn)動。22二、槽輪機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用二、槽輪機(jī)構(gòu)的基本類型及其應(yīng)用n1、類型、類型n常用的槽輪機(jī)構(gòu)有兩種類型：一種是外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，另一種是內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。 n(1)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)：圖7-14a 為外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。 n(2)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)：圖7-15為內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)。圖7-15232 2、應(yīng)用舉例、應(yīng)用舉例n槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。但工作時有一定程度的沖擊，故一般不宜用于高速轉(zhuǎn)動的場合。圖7-16為槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用于電影放映機(jī)的間歇卷片機(jī)構(gòu)中。圖7-16附加圖a 為槽輪兩次停歇時間不等的槽輪機(jī)構(gòu)，附加圖b 為槽輪兩次停歇時間和運(yùn)

11、動時間都不等的槽輪機(jī)構(gòu)。除基本類型的槽輪機(jī)構(gòu)外，尚有其它形式的槽輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)需在兩相交軸間進(jìn)行間歇傳動時，可采用球面槽輪機(jī)構(gòu)。附加圖 c 為球面槽輪機(jī)構(gòu)，通過激活該圖，可觀察到球面槽輪機(jī)構(gòu)的工作過程。 3、球面槽輪機(jī)構(gòu)、球面槽輪機(jī)構(gòu)附加圖 c 球面槽輪機(jī)構(gòu)26三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動性質(zhì)n1槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動系數(shù)n（1）外槽輪機(jī)構(gòu) 如圖714所示外槽輪機(jī)構(gòu)，為避免槽輪2在起動和停歇時發(fā)生剛性沖擊，圓柱銷a進(jìn)入與脫出徑向槽時，槽的中心線應(yīng)與圓柱銷中心的運(yùn)動圓周相切。n若外嚙合槽輪2上均布的徑向槽數(shù)為z，則槽輪轉(zhuǎn)動22時，主動撥盤1的轉(zhuǎn)角21為22221z稱作槽輪運(yùn)動角。n在槽輪的一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)（只有一個圓柱銷

12、時主動撥盤回轉(zhuǎn)一周），槽輪運(yùn)動時間t2與撥盤1的運(yùn)動時間t1之比稱為運(yùn)動系數(shù)。n當(dāng)撥盤為等速回轉(zhuǎn)時，這個時間比可以用轉(zhuǎn)角比來表示。n對于只有一個圓柱銷的槽輪機(jī)構(gòu)，t1和t2分別對應(yīng)撥盤1的轉(zhuǎn)角2和槽輪2運(yùn)動時對應(yīng)的撥盤1轉(zhuǎn)角21，因此槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動系數(shù)為zzztt22222222112（7-4） 在一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)槽輪停歇時間t2可由值按下式計算 )1 ()1 (1121212ttttttt（7一5）要使槽輪2運(yùn)動，必須使其運(yùn)動時間t20，故由式(7-4)可得z2，即徑向槽的數(shù)目z應(yīng)大于2，這樣槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)0.5，也就是說這種槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動時間總小于其停歇時間。若撥盤上均布k個圓柱銷，當(dāng)其轉(zhuǎn)

13、動一周時，槽輪將被撥動k次，則運(yùn)動系數(shù)較只有一個圓柱銷時增加k倍，故 zzkttk2)2(12（7一6）由上式知，槽數(shù)z3時，圓柱銷數(shù)目kl5；當(dāng)z45時，kl3；當(dāng)z6時，a12。22zzk這樣可使，o5，但只有當(dāng)1時槽輪2才能出現(xiàn)停歇，所以結(jié)合上式得zzkttk2)2(12（7一6）（7一7）30(2) 內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)n內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)為：z22)2(222221對于圖715所示內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)，圓柱銷a進(jìn)入與脫出徑向槽時同樣應(yīng)與徑向槽相切，因此槽輪2運(yùn)動時間所對應(yīng)的撥盤1轉(zhuǎn)角應(yīng)為zzz221212（78） 當(dāng)z3時k2，說明這種槽輪機(jī)構(gòu)圓柱銷數(shù)量只能有1個。1)22(zzk22zzk

14、由上式知，這種槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動系數(shù)總大于05。又因1時槽輪2才能出現(xiàn)停歇，所以 z2，即徑向槽數(shù)目應(yīng)為z3。如均布 k個圓柱銷，槽輪 2運(yùn)動仍應(yīng)滿足，即n一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的基本型式和工作原理一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的基本型式和工作原理n不完全齒輪機(jī)構(gòu)有三種傳動形式，即不完全內(nèi)、外嚙合齒輪傳動及不完全齒輪齒條傳動。331、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的從動輪在一周轉(zhuǎn)動中可作多次停歇。因此，它能在較廣的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合特點(diǎn)圖7-232、主、從動輪進(jìn)入和脫離嚙合時速度有突變，沖擊較大。因此，一般只適用于低速輕載的工作條件。n由于不完全齒輪的前接觸段的起始點(diǎn)e與從動輪停歇

15、的位置有關(guān)，當(dāng)兩輪齒頂圓的交點(diǎn)c在從動輪上第一個正常齒齒頂點(diǎn)c的右面（參見圖725）3、主動輪首、末齒齒頂需要修正，以解決運(yùn)動干涉。1212ocoooc主動齒輪的齒頂被從動齒輪的齒頂擋住，不能進(jìn)入嚙合，發(fā)生齒頂干涉。即時n為避免干涉發(fā)生，可以將主動輪齒頂降低，使兩輪齒頂圓交點(diǎn)正好是c點(diǎn)或達(dá)不到c點(diǎn)。圖725中c點(diǎn)為主動輪首齒修頂后的齒頂圓與從動輪齒頂圓交點(diǎn)。n不完全齒輪的主動輪除首齒齒頂修正外，末齒也應(yīng)修正，而其他各齒均保持標(biāo)準(zhǔn)齒高，不作修正。 373 3從動輪的運(yùn)動時間和停歇時間從動輪的運(yùn)動時間和停歇時間n不完全齒數(shù)z1l的主動輪等速轉(zhuǎn)動時，主動輪轉(zhuǎn)動=(1+2)角度，從動輪相應(yīng)轉(zhuǎn)過角度為。

16、從動輪的運(yùn)動時間t2為： 12122tt(7-15) 從動輪的停歇時間t2為 121221tt（716） n當(dāng)主動輪不完全齒數(shù)z11時，從動輪的運(yùn)動時間與停歇時間只需在上述關(guān)系式加上相當(dāng)于正常齒輪嚙合的（z1l）個齒的嚙合時間即可，其公式分別為式中z1為主動輪假想齒數(shù)，即輪齒布滿節(jié)圓時的齒數(shù)。末齒修頂后，將減小2角，從而影響從動輪的運(yùn)動時間與停歇時間。111212)12tzzt（111212121tzzt（717）（718）39為避免從動輪在開始運(yùn)動和終止運(yùn)動時的速度突變所產(chǎn)生的沖擊，可在兩輪上安裝瞬心線附加桿，使從動輪的速度平穩(wěn)增加和平穩(wěn)地減小。三、具有瞬心線附加桿的不完全齒輪機(jī)構(gòu)三、具有瞬

17、心線附加桿的不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖726中k、l為首齒進(jìn)入嚙合前的瞬心線附加桿，接觸點(diǎn)c為兩輪相對瞬心。此時1212cocon傳動中 c點(diǎn)漸漸沿中心線o1o2向二齒輪嚙合節(jié)點(diǎn)c移動，n如果開始運(yùn)動時c與o1重合，2可由零逐漸增大，不發(fā)生沖擊，瞬心線的形狀可根據(jù)2的變化要求設(shè)計。n同樣末齒脫離嚙合時也可以借助另一對瞬心線附加桿使2平穩(wěn)地減小至零。n加瞬心線附加桿后，2的變化情況如圖724中虛線所示。n從圖中看出，由于從動輪在開始運(yùn)動時沖擊比終止運(yùn)動時的沖擊大，所以經(jīng)常只在從動輪開始運(yùn)動的前接觸段設(shè)置瞬心線附加桿。一、單萬向聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動情況一、單萬向聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動情況下圖所示為單萬向聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)簡圖

18、，當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)一周，下圖所示為單萬向聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)簡圖，當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)一周，從動軸也轉(zhuǎn)動一周，但主動軸與從動軸的瞬時傳動比不同。從動軸也轉(zhuǎn)動一周，但主動軸與從動軸的瞬時傳動比不同。圖圖7-27單萬向聯(lián)軸節(jié)單萬向聯(lián)軸節(jié)其傳動比的計算公式為：其傳動比的計算公式為：12213cossin1cos（719） 上式說明，主動軸1以等角速度1輸入運(yùn)動，從動軸3的輸出角速度是變化的。兩軸夾角一定，當(dāng)10或180o時，分母值最小，傳動比值最大，其值為 cos1max13而當(dāng)1900或2700時，分母值最大，傳動比值最小，其值為 cosmin13n當(dāng)兩軸夾角值變化時，角速度比的值也將改變，圖728為不同軸夾角時，傳動比i31隨1變化曲線。由圖可知，傳動比的變化幅度隨軸夾角增加而增大。為使3波動不致過大，一般情況下兩軸夾角最大不超過35045。二、雙萬向聯(lián)軸節(jié)二、雙萬向聯(lián)軸節(jié)(doubleuniversaljoint) 為避免從動軸產(chǎn)生角速度變化，可采用下圖所示的雙萬向聯(lián)軸節(jié)。 要使其傳動比恒等于1，則必須滿足下列兩條件： 1) 1=2，即主動軸與中間軸兩端的夾角必須等于