第6章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

1、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 第第6章章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 61 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu) 62 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu) 63 不完全齒機(jī)構(gòu)不完全齒機(jī)構(gòu) 64 凸輪式間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪式間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 一、一、棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理的組成及其工作原理 組成：組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。 61 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu) 工作原理：工作原理：擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工作時(shí)有較

2、大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。 適用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。適用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。 棘輪棘輪 類型類型 按工作方式：按工作方式： 按輪齒分布：按輪齒分布： 按轉(zhuǎn)角是否可調(diào)按轉(zhuǎn)角是否可調(diào): 固定轉(zhuǎn)角固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角可調(diào)轉(zhuǎn)角 輪齒棘輪輪齒棘輪、 摩擦棘輪摩擦棘輪 演示模型 外緣外緣、 內(nèi)緣內(nèi)緣、 端面端面棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。 單向單向、雙向運(yùn)動(dòng)雙向運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。 二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用 按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào)按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào): 按工作原理分按工作原理分 : 單動(dòng)式單動(dòng)式、 雙動(dòng)式雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。 調(diào)

3、桿長(zhǎng)擺角、加滑 動(dòng)罩 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 A BB 雙向棘輪雙向棘輪1 雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)1 雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)2 棘輪可雙向運(yùn)動(dòng)棘輪可雙向運(yùn)動(dòng) 雙向棘輪雙向棘輪2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪 0 2 3 4 5 1 0 2 3 4 5 1 調(diào)滑動(dòng)罩調(diào)滑動(dòng)罩 牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu) 通過調(diào)整桿長(zhǎng)來調(diào)擺角通過調(diào)整桿長(zhǎng)來調(diào)擺角 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 2 1

4、1 3 2 3 1 3 2 4 摩擦棘輪摩擦棘輪 超越離合器超越離合器 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 A B C D 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng) 準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。 應(yīng)用：應(yīng)用：在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。 實(shí)例：實(shí)例：止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn) 位、超越離合器（單車飛輪）。位、超越離合器（單車飛輪）。 間歇轉(zhuǎn)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 沖頭沖頭 卸料工位卸料工位 裝料工位裝料工位 沖壓工

5、位沖壓工位 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 da o1 Ao2 =90 L pr pn F 三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)三、設(shè)計(jì)要點(diǎn) 要求在工作時(shí)，棘爪在要求在工作時(shí)，棘爪在Pn和和F的作用下，能自動(dòng)滑入棘的作用下，能自動(dòng)滑入棘 輪齒槽。輪齒槽。 Pn sin F= Pn f 代入得：代入得： tan f 當(dāng)當(dāng) f=0.2 時(shí)，時(shí)，1130 通常取通常取20 Ft Fr 正壓力正壓力Pn摩擦力摩擦力F 條件是兩者對(duì)條件是兩者對(duì)O2的力的力 矩要滿足如下條件：矩要滿足如下條件： MpnMF 將力分解成切向和徑向分量將力分解成切向和徑向分量 M =tan 齒偏角齒偏角 FcosLL pt 中國(guó)

6、地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 棘輪幾何尺寸計(jì)算公式棘輪幾何尺寸計(jì)算公式 模數(shù)模數(shù)m 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 頂圓直徑頂圓直徑da da =mz 與齒輪不同 齒間距齒間距p P=m 齒高齒高h(yuǎn) h=0.75m 齒頂弦長(zhǎng)齒頂弦長(zhǎng)a a=m 棘爪工作面長(zhǎng)度棘爪工作面長(zhǎng)度a1 a1=(0.50.7)a 齒偏角齒偏角 20 棘輪寬棘輪寬b b=(14)m 棘爪斜高棘爪斜高h(yuǎn)1 、齒斜高、齒斜高h(yuǎn) h1=h h/cos 棘輪齒根圓角半徑棘輪齒根圓角半徑rf rf =1.5 mm 棘爪尖端圓角半徑棘爪尖端圓角半徑r1 r1 =2 mm 棘爪長(zhǎng)度棘爪長(zhǎng)度L 一般取一般取

7、 L=2p a1 L p 6080 h a da o1 o2 齒數(shù)齒數(shù)z 1225 棘輪參數(shù)棘輪參數(shù) 計(jì)算公式或取值計(jì)算公式或取值 h h1 rf r1 齒槽角齒槽角 設(shè)計(jì)：潘存云 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 o2 1 1 2 62 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)（馬爾它機(jī)構(gòu)）（馬爾它機(jī)構(gòu)） 一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作特點(diǎn)一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作特點(diǎn) 作用：作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 組成：組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向帶圓銷的撥盤、帶有徑向 槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖 止弧：槽輪上的凹圓弧、撥盤上止弧：槽輪上的凹圓弧、撥

8、盤上 的凸圓弧，起鎖定作用。的凸圓弧，起鎖定作用。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高， 能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過程中角速能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過程中角速 度有變化度有變化 ，不適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。，不適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。 o1 工作過程：工作過程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止 弧接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)?；〗佑|時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。 鎖止弧鎖止弧 槽輪槽輪 撥盤撥盤 圓銷圓銷 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 設(shè)計(jì)：潘存云 二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用二

9、、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用 球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu) 應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例： 電影放映機(jī)電影放映機(jī)、 自動(dòng)攝影機(jī)、自動(dòng)攝影機(jī)、六角車床轉(zhuǎn)塔六角車床轉(zhuǎn)塔。 外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu) 內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu) 槽輪槽輪 機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 類型類型 軸線平行軸線平行 軸線相交軸線相交 放映機(jī)的反應(yīng)用 外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu) 內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu) o1 o2 1 1 2 2 2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 六槽內(nèi)槽輪六槽內(nèi)槽輪 撥盤撥盤 六角車床轉(zhuǎn)塔六角車床轉(zhuǎn)塔 圓銷圓銷 車螺紋車螺紋 4 1裝牙膏 裝牙膏 筒筒 2 車帽口車帽口 6 卸牙膏筒卸牙膏筒 5 切

10、尾切尾 3 空閑空閑 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù) 1.運(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù) 撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循 環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： t2/2/1 1 定義：定義： k=td / t 為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，即：為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，即： k=td / t 為減少?zèng)_擊，進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，槽中心線與撥銷中為減少?zèng)_擊，進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，槽中心線與撥銷中 心連線成心連線成90角。故有：角。故有： 221 1 222 2 td2 21 1/1 1 槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： =21 1/2 21 1=2 22 2 =(2

11、(2/z)/z) = = 2(z-2)/2z 2(z-2)/2z 代入上式 1 1 2 2 9090 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 將將21 1代入得：代入得： k0k0 可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷時(shí)，可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷時(shí)，k=1/2-1/zk=1/2-1/z 如果想得到如果想得到k0.5k0.5的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在撥盤上多裝幾個(gè)撥盤上多裝幾個(gè) 圓銷，設(shè)裝有圓銷，設(shè)裝有n個(gè)均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽個(gè)均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽 輪被撥動(dòng)輪被撥動(dòng)n次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷的次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷的n倍，即倍，即: k= n(1/2-1/z)1/2-1/z) k1

12、 k1 槽數(shù)槽數(shù) z3 z3 得：得：n2z/2z/ (z -2)z -2) 提問：why k1？ 事實(shí)上，當(dāng)k=1時(shí)，槽輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)不具備間歇運(yùn)動(dòng)特性了。 k =1/2-1/z =1/2-1/z 7 12 0.361 槽數(shù)槽數(shù)z 圓銷數(shù)圓銷數(shù)n 運(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù)k 3 16 1/61 4 14 0.251 5 、6 13 0.31 即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。 0.5 0.5 當(dāng)當(dāng)z=4及及n=2時(shí)時(shí) 說明此時(shí)槽輪的說明此時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間和和靜止時(shí)間靜止時(shí)間相等。相等。 k=n(1/21/z) = 0.5 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授

13、 1 四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 圓銷半徑圓銷半徑r 由受力大小確定由受力大小確定 rR/6 中心距中心距L 由安裝空間確定由安裝空間確定 回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑R R=Lsin=Lsin(/z) 槽頂半徑槽頂半徑s s=Lcos=Lcos(/z) 槽深槽深h hs-(L-R-r) 撥盤軸徑撥盤軸徑d1 d12(L-s) 槽輪軸徑槽輪軸徑d2 d22(L-R-r) 參參 數(shù)數(shù) 計(jì)算公式或依據(jù)計(jì)算公式或依據(jù) 槽數(shù)槽數(shù)z 由工作要求確定由工作要求確定 圓銷數(shù)圓銷數(shù)n s d1 d2 r r0 槽頂側(cè)壁厚槽頂側(cè)壁厚b b=35 mm 經(jīng)驗(yàn)確定經(jīng)驗(yàn)確定 b 鎖止弧半徑鎖止弧半徑r0

14、 r0=R-r-b R L h 2 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 63 不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu) 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn) 工作原理工作原理：在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)：在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn) 動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相 嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙 合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無(wú)齒部分由鎖止弧定位使從合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無(wú)齒部分由鎖止弧定位使從 動(dòng)輪靜止。動(dòng)輪靜止。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

15、單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng) 時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。 2.類型及應(yīng)用類型及應(yīng)用 類型：類型：外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu) 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大 沖擊，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。沖擊，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu) 應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專用機(jī)械中。應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求

16、的專用機(jī)械中。 如乒乓球拍周緣如乒乓球拍周緣銑削加工機(jī)床銑削加工機(jī)床、蜂窩煤餅壓制機(jī)蜂窩煤餅壓制機(jī)等。等。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 銑刀銑刀 不完全齒輪不完全齒輪1 乒乓球拍專用靠模銑床乒乓球拍專用靠模銑床 1 2 3 4 5 8 9 7 6 球拍球拍 靠模凸輪靠模凸輪 不完全齒輪不完全齒輪1 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 瞬心線附加桿瞬心線附加桿蜂窩煤餅壓制機(jī)蜂窩煤餅壓制機(jī) 退煤餅退煤餅 填料填料 填料填料 鎖止弧鎖止弧 鎖止弧鎖止弧 使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 壓制壓制 不完全齒輪不完全齒輪 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 64 凸輪式凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)

17、機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn) 圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動(dòng)均布有柱銷的從動(dòng)圓盤間歇圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動(dòng)均布有柱銷的從動(dòng)圓盤間歇 轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：從動(dòng)圓盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。從動(dòng)圓盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律來減小動(dòng)載荷、避可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律來減小動(dòng)載荷、避 免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且 結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。 2.類型及應(yīng)用類型及應(yīng)用 類型：類型：圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用 作者： 潘存云教授 設(shè)計(jì)：潘存云 R2 圓柱凸