棘輪結構、槽輪機構 (公開課專用)【借鑒教學】

1、第5章 間歇運動機構,5.1 棘輪機構 5.2 槽輪機構,1,技術教育,概述： 在機器工作時，當主動件作連續(xù)運動時，常需要從動件產生周期性的運動和停歇，實現這種運動的機構，稱為間歇運動機構。最常見的間歇運動機構有棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構和凸輪式間歇機構等，它們廣泛用于自動機床的進給機構、送料機構、刀架的轉位機構、精紡機的成形機構等,2,技術教育,5.1 棘輪機構,5.1.1、 棘輪機構的工作原理 棘輪機構是一種常用的間歇機構, 主要由棘輪、 棘爪和機架組成,3,技術教育,棘輪機構是一種常用的間歇機構, 其工作原理見圖5- 1。棘輪3與軸用鍵連接, 彈簧5用來使制動棘爪4和棘輪3保持接

2、觸， 驅動棘爪2與連桿機構的搖桿1組成回轉副N。搖桿空套在軸上, 可自由擺動。 當搖桿逆時針擺動時, 驅動棘爪便插入棘輪的齒槽中, 推動棘輪轉過一定角度, 而制動棘爪則在棘輪的齒上滑過；當搖桿順時針擺動時， 驅動棘爪在棘輪的齒上滑過, 而制動棘爪將阻止棘輪作順時針轉動, 故棘輪靜止不動。 因此, 搖桿作連續(xù)的往復擺動時, 棘輪作單向間歇轉動,4,技術教育,圖 5 - 1 棘輪機構的工作原理,5,技術教育,圖 5 - 1 棘輪機構的模型,6,技術教育,如果要求搖桿往復擺動時都能使棘輪向同一方向轉動, 則可采用圖5 - 2所示的雙動式棘輪機構。 驅動棘爪可制成鉤頭(見圖5 - 2(a)或直頭(見圖

3、5 - 2(b,7,技術教育,圖 5 - 2 雙動式棘輪機構 (a) 鉤頭雙動式棘爪; (b) 直頭雙動式棘爪,8,技術教育,圖 5 - 2 雙動式棘輪機構模型 (a) 鉤頭雙動式棘爪,9,技術教育,2. 常用棘輪機構的類型 (1) 單向外嚙合棘輪機構， 如圖5 - 3所示。 其特點是棘輪上的齒做在棘輪的外緣上，作單向間歇運動,圖5 - 3,10,技術教育,2) 內嚙合的棘輪機構， 如圖5 - 4所示。其特點是棘輪上的齒做在棘輪的內緣上，作單向間歇運動,圖 5 - 4,11,技術教育,3) 雙向棘輪機構， 如圖5 - 5所示。 圖5 - 5(a)所示為矩形齒雙向棘輪機構, 當棘爪1處于實線位置

4、時, 棘輪2作逆時針間歇轉動； 當棘爪處于圖示虛線位置時, 棘輪作順時針間歇轉動。圖5 - 5(b)所示為回轉棘爪式雙向棘輪機構,12,技術教育,圖 5 - 5 雙向棘輪機構 (a) 矩形齒雙向棘輪機構; (b) 回轉棘爪雙向棘輪機構,13,技術教育,圖5 - 5(a）雙向棘輪機構模型,14,技術教育,圖5 - 5(a）可變向棘輪機構模型,15,技術教育,5.1.2、棘輪轉角的調節(jié) 上述各種棘輪機構, 在原動件搖桿擺角一定的條件下, 棘輪每次的轉角是不變的。 若要調節(jié)棘輪的轉角, 則可改變搖桿的擺動角或改變撥過棘輪齒數的多少。 如圖5 - 6所示, 在棘輪上加一遮板, 變更遮板的位置, 即可使

5、棘爪行程的一部分在遮板上滑過, 不與棘輪的齒接觸, 從而改變棘輪轉角的大小,16,技術教育,圖 5 - 6轉角可調的棘輪機構,17,技術教育,圖 5 - 6轉角可調的棘輪機構模型,18,技術教育,5.1.3、 棘輪機構的特點與應用 棘輪機構結構簡單, 加工容易, 改變轉角大小方便, 可實現送進(如圖5 - 7所示)、 制動(如圖5 - 8所示)及超越(如圖5 - 9所示)等功能, 故廣泛應用于各種自動機械和儀表中。 其缺點是在運動開始和終止時, 棘輪和棘爪間都產生沖擊, 因此不宜用在具有很大質量的軸上,19,技術教育,圖5 - 7所示的牛頭刨床工作臺的橫向進給機構利用棘輪機構實現正反間歇轉動,

6、 然后通過絲杠螺母帶動工作臺作橫向間歇送進運動,20,技術教育,圖 5 - 7 牛頭刨床進給棘輪機構,21,技術教育,圖 5 - 7 牛頭刨床進給棘輪機構模型,22,技術教育,圖5 - 8所示為防止機構逆轉的停止器。 這種棘輪停止器廣泛應用于卷揚機、 提升機以及運輸機等設備中,23,技術教育,圖 5 - 8 提升機棘輪停止器,24,技術教育,圖 5 - 8 提升機棘輪停止器模型,25,技術教育,圖5 - 9所示為自行車后輪軸上的棘輪機構。 當腳蹬踏板時, 經鏈輪1和鏈條2帶動內圈具有棘齒的小鏈輪3順時針轉動, 再經過棘爪推動后輪軸順時針轉動, 從而驅使自行車前進,26,技術教育,圖 5 - 9

7、 自行車后軸上的棘輪機構,27,技術教育,圖 5 - 9 自行車后軸上的棘輪機構模型,28,技術教育,5.2 槽輪機構,5.2.1、 概述 1. 槽輪機構的工作原理 槽輪機構如圖5 - 10所示, 由帶圓(柱)銷A的主動撥盤1、 具有徑向槽的從動槽輪2和機架組成。 撥盤作勻速轉動時, 驅動槽輪作時轉、 時停的單向間歇運動,29,技術教育,圖 5 - 10 外嚙合槽輪機構,1,2,1,30,技術教育,圖 5 - 10雙圓銷外嚙合槽輪機構,31,技術教育,2. 槽輪機構的基本形式 槽輪機構有兩種基本形式, 一是外嚙合槽輪機構, 如圖5 - 11所示, 其撥盤1與槽輪2轉向相反,圖 5-11,32,

8、技術教育,二是內嚙合槽輪機構, 如圖5 - 12所示, 其撥盤1與槽輪2轉向相同。 一般常用外嚙合槽輪機構,圖 5-12,33,技術教育,3. 槽輪機構的特點與應用 槽輪機構結構簡單、 工作可靠, 機械效率高, 在進入和脫離接觸時運動比較平穩(wěn), 能準確控制轉動的角度。 但槽輪的轉角不可調節(jié), 故只能用于定轉角的間歇運動機構中, 如自動機床、 電影機械、 包裝機械等,34,技術教育,圖5 - 13所示的是電影放映機卷片機構, 槽輪2具有四個徑向槽, 撥盤1上裝一個圓銷A。 撥盤轉一周, 圓銷A撥動槽輪轉過1/4周, 膠片移動一個畫格, 并停留一定時間(即放映一個畫格)。 撥盤繼續(xù)轉動, 重復上述運動。 利用人眼的視覺暫留特性, 當每秒放映24幅畫面時即可使人看到連續(xù)的畫面,35,技術教育,圖 5 - 13 卷片槽輪機構,36,技術教育,圖 5 - 13 卷片槽輪機構模型,37,技術教育,又如圖5 - 14所示的六角車床刀架的