第四章間歇運動機構(gòu)

1、第4章間歇運動機構(gòu)4-1 棘輪機構(gòu)4-2 槽輪機構(gòu)4-3 不完全齒輪機構(gòu)和凸輪式間歇機構(gòu)簡介第4章間歇運動機構(gòu)棘輪機構(gòu)（ratchet and pawl），由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構(gòu)。棘輪機構(gòu)常用在各種機床和自動機中間歇進給或回轉(zhuǎn)工作臺的轉(zhuǎn)位上，也常用在千斤頂上。在自行車中棘輪機構(gòu)用于單向驅(qū)動，在手動絞車中棘輪機構(gòu)常用以防止逆轉(zhuǎn)。棘輪機構(gòu)工作時常伴有噪聲和振動，因此它的工作頻率不能過高。棘輪機構(gòu)將連續(xù)轉(zhuǎn)動或往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成單向步進運動。 v改變原動件1的結(jié)構(gòu)形狀，可以得到如圖所示的雙動式棘輪機構(gòu)。原動件1往復(fù)擺動時都能使棘輪2沿同一方向轉(zhuǎn)動。v驅(qū)動棘爪3可以制成帶鉤頭（圖a）或的直的

2、（圖b）。雙動式棘輪機構(gòu)abv當棘輪輪齒制成方形時，成為可變向棘輪機構(gòu)，如圖a所示。其特點是當棘爪1在實線位置時，棘輪2將沿逆時針方向作間歇運動；當棘爪翻轉(zhuǎn)到虛線位置時，棘輪將沿順時針方向作間歇運動。v如圖所示為另一種可變向棘輪機構(gòu)。該機構(gòu)可實現(xiàn)棘輪順時針方向和逆時針方向作間歇運動，還可使棘輪與棘爪脫開，則當棘爪往復(fù)擺動時，棘輪靜止不動。v綜上所述的棘輪機構(gòu)都屬于齒式棘輪機構(gòu)v上述棘輪機構(gòu)，棘輪的轉(zhuǎn)角都是相鄰兩齒所夾中心角的倍數(shù)，也就是說，棘輪的轉(zhuǎn)角是有級性改變的。如果要實現(xiàn)無級性改變，就需要采用無棘齒的棘輪。v右圖是通過棘爪1與棘輪2之間的摩擦力來傳遞運動的（3為制動棘爪），故又稱為摩擦式棘

3、輪機構(gòu)。這種機構(gòu)在傳動過程中很少發(fā)生噪聲，但其接觸表面間容易發(fā)生滑動。 v當腳蹬踏板時，經(jīng)鏈輪1和鏈條2帶動內(nèi)圈具有棘齒的鏈輪3順時針轉(zhuǎn)動，再通過棘爪4的作用，使后輪軸5順時針轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)使自行車前進。自行車前進時，如果令踏板不動，后輪軸5便會超越鏈輪3而轉(zhuǎn)動，讓棘爪4在棘輪齒背上滑過，從而實現(xiàn)不蹬踏板的自由滑行。v棘輪機構(gòu)除了實現(xiàn)間歇運動外，還能實現(xiàn)超越運動。v名詞解釋超越運動：保證機構(gòu)運動的連續(xù),即不論進給運動是否停止,機構(gòu)都將繼續(xù)運動。自行車后輪軸上的棘輪機構(gòu) 一、槽輪機構(gòu)的工作原理v槽輪機構(gòu)又稱為馬爾他機構(gòu)，如右圖所示。它是由具有徑向槽的槽輪2、帶有圓銷A的撥盤1和機架組成。v撥盤1作

4、勻速轉(zhuǎn)動時，驅(qū)使槽輪2作時轉(zhuǎn)時停的間歇運動。撥盤1上的圓銷A尚未進入槽輪2的徑向槽時，由于槽輪2的內(nèi)凹鎖住弧被拔盤1的外凸圓弧卡住，故槽輪2靜止不動。圖中所示位置是當圓銷A開始進入增輪2的徑向槽時的情況。v這時鎖住弧被松開，因此槽輪2受圓銷A驅(qū)使沿逆時針轉(zhuǎn)動。當圓銷A開始脫出槽輪的徑向槽時，槽輪的另一內(nèi)凹鎖住弧又被撥盤1的外凸圓弧卡住，致使槽輪2又靜止不動，直到圓銷A再進入槽輪2的另一徑向槽時，兩者又重復(fù)上述的運動循環(huán)。為了防止槽輪在工作過程中位置發(fā)生偏移，除上述鎖住弧之外也可以采用其他專門的定位裝置。v槽輪機構(gòu)構(gòu)造簡單，機械效率高，并且運動平穩(wěn)，因此在自動機床轉(zhuǎn)位機構(gòu)、電影放映機卷片機構(gòu)等自

5、動機械中得到廣泛的應(yīng)用。下圖所示為電影放映機卷片機構(gòu)。當槽輪2間歇運動時，膠片上的畫面依次在方框中停留，通過視覺暫留而獲得連續(xù)的場景。 二、槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)v槽輪機構(gòu)的主要參數(shù)是槽數(shù)z和撥盤圓銷數(shù)K。v如右圖所示，為了使槽輪2在開始和終止轉(zhuǎn)動時的瞬時角速度為零， 以避免圓銷與槽發(fā)生撞擊，圓銷進入或脫出徑向槽的瞬時，槽的中心線O2A應(yīng)與O1A垂直。設(shè)z為均勻分布的徑向槽數(shù)目，則槽輪2轉(zhuǎn)過22=2/z弧度時，撥盤1的轉(zhuǎn)角21將為（4-1）v在一個運動循環(huán)內(nèi)，槽輪2的運動時間tm對撥盤1的運動時間t之比值稱為運動特性系數(shù)（動停比）。當撥盤1等速轉(zhuǎn)動時，這個時間之比可用轉(zhuǎn)角之比來表示。對于只有一個圓

6、銷的槽輪機構(gòu)，tm和t分別對應(yīng)于撥盤1轉(zhuǎn)過的角度21和2。因此其運動特性系數(shù)為v為保證槽輪運動，其運動特性系數(shù)應(yīng)大于零。由上式可知，此時，徑向槽的數(shù)目應(yīng)等于或大于3。但槽數(shù)z=3的槽輪機構(gòu)，由于槽輪的角速度變化很大，圓銷進出徑向槽的瞬時，槽輪的角加速度也很大。會引起較大的振動和沖擊，故很少應(yīng)用。（4-2）v由式（4-2）可知，這種槽輪機構(gòu)的運動特性系數(shù)總是小于0.5，即槽輪的運動時間總小于靜止時間ts。v如果撥盤1上裝有數(shù)個圓銷，則可以得到0.5的槽輪機構(gòu)。設(shè)均勻分布的圓銷數(shù)目為K，則一個循環(huán)中，輪2的運動時間為只有一個圓銷時的K倍，即v運動系數(shù)還應(yīng)當小于1（=1表示槽輪2與盤1一樣作連續(xù)轉(zhuǎn)動，不能實現(xiàn)間歇運動），故由上式得 )56(22zzKv由上式可知，當z=3時，圓銷的數(shù)目可為1至5；當z=4或5時，圓銷數(shù)目可為1至3；而當z6時，圓銷的數(shù)目可為1或2。v槽數(shù)z9的槽輪機構(gòu)比較少見，因為當中心距一定時，z越大槽輪的尺寸也越大，轉(zhuǎn)動時的慣性力矩也增大。另由式（63）可知，當z9時，槽數(shù)雖增加，的變化卻不大，起不到明顯的作用，故z常取為48。 v不完全齒輪機構(gòu)常應(yīng)用于計數(shù)器、電影放映機和某些具有特殊運動要求的專用機械中。) 4 6 (2) 2( zz