機械設(shè)計基礎(chǔ) 課件 05機械常用機構(gòu)介紹

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》主編：胡孟謙張曉娜

機械工業(yè)出版社【學習目標】

掌握螺旋傳動、棘輪機構(gòu)、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類型和應(yīng)用?！局R點】1.螺旋機構(gòu)、棘輪和槽輪機構(gòu)的組成、分類及特點。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應(yīng)用。第五章其他常用機構(gòu)第五章其他常用機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)一、螺旋傳動的結(jié)構(gòu)、類型與特點機構(gòu)組成：螺桿、螺母和機架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動，并同時傳遞運動和動力。螺旋機構(gòu)分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運動、傳遞動力和用于調(diào)整機構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類：滑動螺旋機構(gòu)、滾動螺旋機構(gòu)和靜壓螺旋機構(gòu)。螺旋機構(gòu)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動比大、承載能力強、傳遞運動準確、易實現(xiàn)自鎖等優(yōu)點，故應(yīng)用廣泛螺旋機構(gòu)缺點：摩擦損耗大、傳動效率低。【“工程機械之王”——盾構(gòu)機】——盾構(gòu)機，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進機，是當前主流的隧道施工機械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽為“工程機械化之王”。

第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)圖5-1硬巖掘進機“中鐵859號”第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪機構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)1.滑動螺旋機構(gòu)按螺桿上螺旋副的數(shù)目分為：單螺旋機構(gòu)和雙螺旋機構(gòu)兩種。（1）單螺旋機構(gòu)

：

1個螺桿、1個螺母第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)（2）雙螺旋機構(gòu)：兩個螺母、螺桿有兩段不同螺紋分類：差動螺旋機構(gòu)、復式螺旋機構(gòu)1）差動螺旋機構(gòu)差動螺旋機構(gòu)中兩螺旋副的螺紋旋向相同，螺桿為主動件轉(zhuǎn)動，螺母1固定，螺母2只能移動不能轉(zhuǎn)動。當螺桿轉(zhuǎn)過φ角時，移動螺母相對機架的位移為s當兩處螺紋的導程Ph1和Ph2相差很小時，位移s可以很小。差動螺旋機構(gòu)應(yīng)用于各種微動裝置中，如測微器、分度機構(gòu)、精密機械進給機構(gòu)及精密加工力具等。第三節(jié)槽輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)1-螺桿2、2'-螺母3-機架2）復式螺旋機構(gòu)

復式螺旋機構(gòu)中的螺母能產(chǎn)生很大的位移，可應(yīng)用于需快速移動或調(diào)整的裝置中，故也稱為倍速機構(gòu)或增速機構(gòu)。實際應(yīng)用中，如要求兩構(gòu)件同步移動，只需使Ph1=Ph2即可。

臺鉗定心夾緊機構(gòu)（倍速機構(gòu)，螺母A和螺母B的旋向相反）第三節(jié)槽輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)工作過程：當轉(zhuǎn)動螺桿，臺鉗的左右兩個鉗口同時向中間移動，夾緊工件；當反向旋轉(zhuǎn)螺桿時，兩個鉗口同時向中間外移動，工件取下。2.滾動螺旋機構(gòu)在螺桿和螺母的螺旋面上制出弧形螺旋槽，在螺旋副間形成滾道，并放人鋼球，成為滾動摩擦式的螺旋機構(gòu)，稱為滾動螺旋機構(gòu)。第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪機構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)工作過程：

當轉(zhuǎn)動螺桿，臺鉗的左右兩個鉗口同時向中間移動，夾緊工件；

當反向旋轉(zhuǎn)螺桿時，兩個鉗口同時向中間外移動，工件取下。

二、螺旋傳動機構(gòu)的傳動效率和自鎖

在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當量摩擦系數(shù)f_v大），傳動效率η越低。因此，對傳動用螺旋機構(gòu)，螺紋牙形的選擇直接影響其傳動效率，一般常用矩形、梯形螺紋。1.傳動效率——螺旋機構(gòu)的傳動效率η為螺母轉(zhuǎn)動一周的有效功與輸入功之比。2.自鎖條件

螺紋副被擰緊后，如不加反向外力矩。則不論軸向載荷多大，也不會自動松開，此現(xiàn)象稱為螺旋副的自鎖性能。

5-1螺旋機構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第五章其他常用機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)第二節(jié)棘輪機構(gòu)一，棘輪機構(gòu)的工作原理棘輪機構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機架組成。在搖桿做往復擺動，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動。

通常鋸齒形齒的棘輪用于單向轉(zhuǎn)動的棘輪機構(gòu)，棘爪隨搖桿連續(xù)地往復擺動時，棘輪只作單向的間歇運動。

外嚙合式棘輪機構(gòu)5-2棘輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第二節(jié)

棘輪機構(gòu)一、棘輪機構(gòu)的工作原理棘輪機構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機架組成。在搖桿做往復擺動，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動。二、棘輪機構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機構(gòu)分類：齒式棘輪機構(gòu)

摩擦式棘輪機構(gòu)。1.齒式棘輪機構(gòu)齒式棘輪機構(gòu)有外嚙合式和內(nèi)嚙合式。外嚙合棘輪機構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)

內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)

外嚙合式棘輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)二、棘輪機構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機構(gòu)分類：齒式棘輪機構(gòu)

摩擦式棘輪機構(gòu)。1.齒式棘輪機構(gòu)齒式棘輪機構(gòu)根據(jù)運動方式還可分為單動式、雙動式和可變向式三種棘輪機構(gòu)。單動式棘輪機構(gòu)中的棘輪只作單向的間歇運動；雙動式棘輪機構(gòu)的棘爪往復擺動一次，棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動兩次。棘輪齒形：鋸齒形和矩形。第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)雙動棘爪棘輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動棘爪棘輪機構(gòu)

牛頭刨床中工作臺橫向進給機構(gòu)（矩形齒棘輪機構(gòu)）2.摩擦式棘輪機構(gòu)——通過棘爪與棘輪之間的摩擦力來實現(xiàn)傳動。特點：工作時噪聲較少，接觸面間容易發(fā)生滑動。分類：外摩擦式棘輪機構(gòu)、滾子式內(nèi)摩擦棘輪機構(gòu)外摩擦式棘輪機構(gòu)組成：棘爪1、棘輪2和止回棘爪3。滾子式內(nèi)摩擦棘輪機構(gòu)組成：外套1、星輪2和滾子3。第三節(jié)槽輪機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)外摩擦式棘輪機構(gòu)

滾子式內(nèi)摩擦棘輪機構(gòu)三、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)整方法1.調(diào)節(jié)曲柄長度

通過改變曲柄長度，可調(diào)節(jié)搖桿的最大擺角ψ的大小，從而改變棘輪轉(zhuǎn)角。2.調(diào)節(jié)覆蓋罩角度

在搖桿擺角ψ不變的前提下，調(diào)節(jié)覆蓋罩的角度，改變棘輪上被遮擋的部分，使棘爪在每次擺動過程中撥動的棘齒齒數(shù)發(fā)生變化，因此棘輪轉(zhuǎn)角也隨之變化。

3.用雙動棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角

雙動式棘輪機構(gòu)的棘爪往復擺動一次，兩個棘爪交替推動棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動兩次。

如提起其中一個棘爪使其不工作，則棘輪隨棘爪的每次往復擺動只轉(zhuǎn)動一次。第三節(jié)槽輪機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)第五章其他常用機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)一、槽輪機構(gòu)組成與分類槽輪機構(gòu)也屬于間歇運動機構(gòu)，由槽輪、撥盤和機架組成。平面槽輪機構(gòu)有兩種型式：外槽輪機構(gòu)和內(nèi)槽輪機構(gòu)內(nèi)槽輪機構(gòu)雙圓柱銷外槽輪機構(gòu)5-3槽輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)

槽輪轉(zhuǎn)動的次數(shù)取決于主動銷數(shù)量k槽輪每一次轉(zhuǎn)動所轉(zhuǎn)過的角度2π/z（z為槽數(shù)），如果k=2，即為雙圓柱銷外槽輪機構(gòu)，撥盤轉(zhuǎn)動一周。槽輪將反向轉(zhuǎn)動兩次。第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)二、槽輪機構(gòu)的特點及應(yīng)用1.特點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，轉(zhuǎn)動的角度準確可控。2.應(yīng)用：電影放映機卷片機構(gòu)、自動傳送鏈裝置第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)電影放映機卷片機構(gòu)1.電影放映機卷片機構(gòu)，撥盤1使槽輪2轉(zhuǎn)動一次便卷過一張底片，此過射燈不發(fā)光。

2.當槽輪停轉(zhuǎn)時，射燈發(fā)光照射底片，銀幕上即出現(xiàn)該底片的投影。

3.斷續(xù)出現(xiàn)的投影，在觀眾看來都是連續(xù)的動作，這是利用了人“視覺暫留”的生理特點。自動傳送鏈裝置第五章其他常用機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)

第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)一、不完全齒輪機構(gòu)工作原理不完全齒輪機構(gòu)：主動輪齒數(shù)較少，從動齒輪是完整齒輪或齒條，或為不完全齒輪。運動原理：主動輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，從動輪間歇轉(zhuǎn)動。類型：外嚙合式、內(nèi)嚙合式、齒輪齒條式等

。5-4不完全齒輪機構(gòu)第一節(jié)螺旋機構(gòu)第二節(jié)棘輪機構(gòu)第三節(jié)槽輪機構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機構(gòu)外嚙合式內(nèi)嚙合式齒輪齒條式二、不完全齒輪機構(gòu)特點及應(yīng)用1.特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，從動輪的運動時間和靜止時間的比例可不受機構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等3.應(yīng)用：低速或輕載