機械設計與分析基礎- 課件 第五章 常用機構 常用機構

第四章常用機構第一節(jié)平面連桿機構第二節(jié)凸輪機構第三節(jié)螺旋機構第四節(jié)間歇運動機構一、棘輪機構二、槽輪機構三、不完全齒輪機構四、凸輪式間歇運動機構第四節(jié)間歇運動機構一、棘輪機構1.棘輪機構的類型及工作原理按其工作原理可分：齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構。齒式棘輪機構摩擦式棘輪機構按嚙合（或摩擦）情況分：外嚙合齒式棘輪機構外“嚙合”和內(nèi)“嚙合”兩種型式。一、棘輪機構1.棘輪機構的類型及工作原理1棘輪2驅(qū)動棘爪3搖桿4止回棘爪5扭簧6軸7機架

內(nèi)嚙合齒式棘輪機構按嚙合（或摩擦）情況分：外“嚙合”和內(nèi)“嚙合”兩種型式。一、棘輪機構1.棘輪機構的類型及工作原理

3搖桿2驅(qū)動棘爪1棘輪按嚙合（或摩擦）情況分：外“嚙合”和內(nèi)“嚙合”兩種型式。一、棘輪機構1.棘輪機構的類型及工作原理1棘條2驅(qū)動棘爪3搖桿4止回棘爪7機架

棘條機構外摩擦式棘輪機構按嚙合（或摩擦）情況分：外“嚙合”和內(nèi)“嚙合”兩種型式。一、棘輪機構1.棘輪機構的類型及工作原理

1棘輪2棘爪4棘爪7彈簧5機架3搖桿6彈簧內(nèi)摩擦式棘輪機構按嚙合（或摩擦）情況分：外“嚙合”和內(nèi)“嚙合”兩種型式。一、棘輪機構1.棘輪機構的類型及工作原理8構件10彈簧11滾子9構件組成：棘輪、搖桿、棘爪和機架及輔助裝置。（1

）齒式棘輪機構棘輪機構——齒式棘輪機構1棘輪2驅(qū)動棘爪3搖桿4止回棘爪5扭簧6軸7機架

組成：棘輪、搖桿、棘爪和機架及輔助裝置。（1

）齒式棘輪機構棘輪機構——1棘輪2驅(qū)動棘爪3搖桿4止回棘爪5扭簧6軸7機架

傳動原理：

當搖桿作順時針方向擺動時，與搖桿用回轉副相聯(lián)的驅(qū)動棘爪將插入齒槽推動棘輪轉過一定角度；

當搖桿作逆時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪在棘輪齒上滑過，止回棘爪將阻止棘輪作逆時針方向轉動。棘輪每個行程轉角大小的調(diào)節(jié)方式:（1

）齒式棘輪機構

棘輪機構的搖桿是一曲柄搖桿機構的搖桿。因此可改變曲柄長度、連桿長度及搖桿長度。

棘輪上用遮板遮住了棘爪行程內(nèi)的部分棘輪齒，可適當調(diào)整遮板的位置。（1

）齒式棘輪機構棘條機構——當棘輪半徑趨于無窮大時，棘輪機構演化為棘條機構。棘條作單向間歇移動。1棘條2驅(qū)動棘爪3搖桿4止回棘爪7機架

棘條機構齒式棘輪機構常見型式：單向單動式——（1

）齒式棘輪機構齒式棘輪機構1棘輪2驅(qū)動棘爪3搖桿4止回棘爪5扭簧6軸7機架

單向雙動式——（1

）齒式棘輪機構齒式棘輪機構常見型式：可變向（單動）式——單向轉動棘輪機構的棘輪齒形多為鋸齒形；可變向棘輪機構棘輪齒形為對稱梯形。（1

）齒式棘輪機構齒式棘輪機構常見型式：

3搖桿1棘爪2棘輪（1

）齒式棘輪機構齒式棘輪機構常見型式：可變向（單動）式——2棘輪1棘爪3搖桿4遮板5絲桿（2）摩擦式棘輪機構結構上最簡單的摩擦式棘輪機構——外摩擦式棘輪機構

1棘輪2棘爪4棘爪7彈簧5機架3搖桿6彈簧

靠偏心楔塊（棘爪）和棘輪之間的摩擦楔緊作用來工作。傳動過程與齒式棘輪機構相似。滾子摩擦棘輪機構——（2）摩擦式棘輪機構內(nèi)摩擦式棘輪機構8構件10彈簧11滾子9構件

構件8若順時針轉動，由于彈簧的推動使?jié)L子在摩擦力作用下楔緊在構件8、9之間的狹隙處，從而帶動構件9一起轉動；滾子摩擦棘輪機構——（2）摩擦式棘輪機構內(nèi)摩擦式棘輪機構8構件10彈簧11滾子9構件若構件8逆時針轉動，滾子在摩擦力作用下回到構件8、9之間的寬隙處，構件9靜止不動。2.棘輪機構的特點及應用齒式棘輪機構的特點：故不宜用于高速傳動。①結構簡單、制造方便、運動可靠，容易實現(xiàn)小角度的間歇轉動，轉角調(diào)節(jié)方便。②棘輪開始和終止運動的瞬間有剛性沖擊，運動平穩(wěn)性差。搖桿回程時棘爪在棘輪齒上滑行會引起噪聲和磨損。齒式棘輪機構的應用：各種機器的進給機構中，也可用作制動器和超越離合器。工程實例：牛頭刨床的進給機構采用可變向齒式棘輪機構2.棘輪機構的特點及應用2棘輪1棘爪3搖桿4遮板5絲桿工程實例：起重設備的止動器2.棘輪機構的特點及應用工程實例：自行車后輪軸

2.棘輪機構的特點及應用

3搖桿2驅(qū)動棘爪1棘輪二、槽輪機構1.槽輪機構的類型及工作原理槽輪機構分類：①外槽輪機構

用于傳遞平行軸間的間歇運動。②內(nèi)槽輪機構用于傳遞平行軸間的間歇運動。二、槽輪機構槽輪機構分類：1.槽輪機構的類型及工作原理用于傳遞兩交錯軸之間的間歇運動。③球面槽輪機構二、槽輪機構槽輪機構分類：1.槽輪機構的類型及工作原理帶有圓銷的撥盤、開有徑向槽的槽輪、機架等。槽輪機構組成：1.槽輪機構的類型及工作原理原動撥盤作逆時針等速轉動時，從動槽輪作間歇運動。傳動原理：1.槽輪機構的類型及工作原理

當撥盤的圓銷未進入槽輪的徑向槽時，槽輪由于其內(nèi)凹的鎖止弧被撥盤的外凸圓弧鎖住靜止不動；

圓銷開始進入槽輪的徑向槽的位置時，鎖止弧剛好被松開，槽輪開始受圓銷驅(qū)動作順時針轉動。多銷槽輪機構——撥盤上安裝二個以上圓銷。內(nèi)槽輪機構結構及工作原理與外槽輪機構相似，只是撥盤與槽輪同向轉動。1.槽輪機構的類型及工作原理2.槽輪機構的特點及應用槽輪機構的特點：所以槽數(shù)不宜選得過少，一般?。簔=4～8。①槽輪機構的結構簡單，工作可靠。槽輪在進入和退出嚙合時比棘輪平穩(wěn)，但仍然存在有限值的加速度突變，即存在柔性沖擊。②槽輪在轉動過程中，其角速度和角加速度有較大的變化。槽輪的槽數(shù)z越少，變化就越大。③槽輪每次轉過的轉角是不可調(diào)的。槽數(shù)受結構限制又不能過多，所以在轉角太小的場合下，不宜使用槽輪機構。槽輪機構的應用：用于轉速較低、轉角較大且不需調(diào)節(jié)的場合。工程實例：電影放映機

為適應人眼視覺暫留的特點，要求影片作間歇移動。2.槽輪機構的特點及應用工程實例：六角車床的刀架轉位機構2.槽輪機構的特點及應用三、不完全齒輪機構1.不完全齒輪機構的類型及工作原理外嚙合型式不完全齒輪機構分類：內(nèi)嚙合型式不完全齒輪機構的主動輪1只有一個或幾個齒，從動輪2上有若干輪齒及鎖止弧。當主動輪1作連續(xù)轉動時，從動輪2作間歇單向轉動。三、不完全齒輪機構1.不完全齒輪機構的類型及工作原理主動輪1逆時針轉一周，從動輪2順時針轉四分之一周。內(nèi)嚙合不完全齒輪機構的工作原理與外嚙合不完全齒輪機構相似，只是主、從動輪同向轉動。當從動輪處于停歇位置時，從動輪的鎖止弧S2被主動輪的鎖止弧S1鎖住，使從動輪停在確定的位置。不完全齒輪機構功能與棘輪、槽輪機構相似，都是間歇運動機構，但又有其特點。2.不完全齒輪機構的特點及應用從運動性能方面比較——

棘輪每次轉過的角度不大，通常不超過45°；槽輪轉過的角度只能在2π/z內(nèi)作有限的選擇；而不完全齒輪機構的從動輪可以實現(xiàn)整周轉動到多次停歇。只要適當?shù)剡x取兩輪齒數(shù)，從動輪可間歇地轉過預期的運動角，因而適應性更廣。

從動力性能方面比較——

棘輪機構存在較大沖擊；槽輪機構在進入嚙合和退出嚙合時有柔性沖擊，在運動中有較大的速度變化，易產(chǎn)生較大的慣性力；不完全齒輪機構在進入和退出嚙合時有較大的沖擊，而在運動過程中平穩(wěn)。不完全齒輪機構的應用：不完全齒輪機構一般適用于低速輕載場合，如多工位自動或半自動機械工作臺的間歇轉位及某些間歇進給機構中。2.不完全齒輪機構的特點及應用四、凸輪式間歇運動機構

1.凸輪式間歇運動機構的類型和工作原理應用較多的有兩種凸輪式間歇運動機構。（1）圓柱凸輪間歇運動機構

圓柱凸輪曲線部分驅(qū)使圓盤轉過相鄰兩柱銷所夾的中心角2π/z。

圓柱凸輪直線部分使圓盤停歇。

主動構件為一單槽圓柱凸輪；從動件為端面帶均布圓柱銷的圓盤。兩構件的軸線一般在空間交錯成90°。

當凸輪轉動時，其溝槽驅(qū)動圓盤上的圓柱銷，使圓盤作間歇轉動。凸輪與圓盤的運動關系：（2）蝸桿凸輪間歇機構1.凸輪式間歇運動機構的類型和工作原理主動構件為一形如弧面蝸桿的凸輪，蝸桿多為單頭。從動構件為一圓盤，其圓柱面上帶均布的圓柱銷。當蝸桿凸輪轉動時，推動圓盤作間歇轉動。特點：①凸輪式間歇運動機構可以在高速下平穩(wěn)運轉、低噪聲地工作。與其它間歇運動機構相比較，這是凸輪式間歇運動機構的最大優(yōu)點。2.凸輪式間歇運動機構的特點及應用②凸輪的加工比較復雜，加工精度要求高，裝配調(diào)整也較嚴