第八章其它常用機構

1、了解常用間歇運動機構有哪些；了解常用間歇運動機構有哪些；掌握槽輪機構、棘輪機構的工作原理、運動特掌握槽輪機構、棘輪機構的工作原理、運動特點、應用情況；點、應用情況；了解凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機構、了解凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機構、螺旋機構、萬向鉸鏈機構工作原理、運動特點及螺旋機構、萬向鉸鏈機構工作原理、運動特點及應用情況；應用情況；了解常見組合機構的組合方式、工作特點及應了解常見組合機構的組合方式、工作特點及應用情況。用情況。本章教學目標本章教學目標本章教學內容本章教學內容8-1 棘輪機構棘輪機構8-2 槽輪機構槽輪機構8-3 凸輪式間歇運動機構凸輪式間歇運動機構8-4 不完全齒

2、輪機構不完全齒輪機構8-5 螺旋機構螺旋機構8-6 萬向鉸鏈機構萬向鉸鏈機構8-7 組合機構組合機構本章重點：本章重點：了解槽輪機構、棘輪了解槽輪機構、棘輪機構的組成、工作原理機構的組成、工作原理和運動特性，并了解其和運動特性，并了解其適用場合。適用場合。常見組合機構的組常見組合機構的組合方式、工作特點合方式、工作特點及應用情況。及應用情況。8-1棘輪機構棘輪機構一、棘輪機構的組成及工作原理一、棘輪機構的組成及工作原理二、棘輪機構的類型二、棘輪機構的類型外接棘輪機構外接棘輪機構只能夠實現(xiàn)單向間歇運動只能夠實現(xiàn)單向間歇運動內接棘輪機構內接棘輪機構二、棘輪機構的類型（續(xù)）二、棘輪機構的類型（續(xù)）棘

3、爪可翻轉的矩形棘齒可以獲得不同轉向的間歇運動。棘爪可翻轉的矩形棘齒可以獲得不同轉向的間歇運動。雙向式棘輪機構雙向式棘輪機構二、棘輪機構的類型（續(xù)）二、棘輪機構的類型（續(xù)）雙動式棘輪機構雙動式棘輪機構二、棘輪機構的類型（續(xù)）二、棘輪機構的類型（續(xù)）運動特點：搖桿來回擺動都能使棘輪向同一方向轉動。運動特點：搖桿來回擺動都能使棘輪向同一方向轉動。鉤頭棘爪鉤頭棘爪直推棘爪直推棘爪二、棘輪機構的類型（續(xù)）二、棘輪機構的類型（續(xù)）摩擦式棘輪機構摩擦式棘輪機構外接式外接式外接式外接式運動特點：通過摩擦力推動從動輪間歇轉動，克服了齒式棘運動特點：通過摩擦力推動從動輪間歇轉動，克服了齒式棘輪機構噪聲大、轉角不能

4、無級調節(jié)的缺點，但運動準確性差。輪機構噪聲大、轉角不能無級調節(jié)的缺點，但運動準確性差。三、棘輪機構的應用和功能三、棘輪機構的應用和功能1. 應用場合應用場合 各種機床中，以實現(xiàn)進給、轉位或分度功能。各種機床中，以實現(xiàn)進給、轉位或分度功能。2. 功能功能轉位、分度轉位、分度沖床工作臺自動轉位棘輪機構沖床工作臺自動轉位棘輪機構的工作過程：的工作過程：沖頭沖頭D上升時通過棘爪帶動棘輪上升時通過棘爪帶動棘輪和工作臺順時針轉位。沖頭下和工作臺順時針轉位。沖頭下降時，搖桿降時，搖桿AB逆時針擺動，工逆時針擺動，工作臺不動。作臺不動。牛頭刨床工作臺橫向進給過程：運動通過齒輪機構、連桿機牛頭刨床工作臺橫向進給

5、過程：運動通過齒輪機構、連桿機構傳遞給棘輪機構，帶動與棘輪固聯(lián)的絲杠做間歇運動，從構傳遞給棘輪機構，帶動與棘輪固聯(lián)的絲杠做間歇運動，從而實現(xiàn)工作臺間歇進給運動。而實現(xiàn)工作臺間歇進給運動。間歇送進間歇送進超越、離合超越、離合單向離合器工作原理單向離合器工作原理：主動：主動星輪星輪1逆時針轉動時，滾柱逆時針轉動時，滾柱靠摩擦力滾向空隙小端，將靠摩擦力滾向空隙小端，將套筒套筒2楔緊，使之與星輪一楔緊，使之與星輪一同轉動；反之，滾柱滾到大同轉動；反之，滾柱滾到大端，套筒因松開而靜止。端，套筒因松開而靜止。超越離合器工作原理超越離合器工作原理：主動：主動星輪星輪1逆時針轉動時，套筒逆時針轉動時，套筒2逆

6、時針轉動的速度超過星輪逆時針轉動的速度超過星輪1的轉速，套筒以高速自由的轉速，套筒以高速自由轉動。轉動。應用實例：應用實例： 自行車飛輪（內接棘輪）自行車飛輪（內接棘輪）星輪星輪滾柱滾柱套筒套筒彈簧頂桿彈簧頂桿四、棘輪機構的設計四、棘輪機構的設計1. 棘輪齒面傾斜角的設計棘輪齒面傾斜角的設計是棘輪設計的首要問題是棘輪設計的首要問題齒面傾斜角：指棘輪齒面與徑向線所夾的角齒面傾斜角：指棘輪齒面與徑向線所夾的角。為保證棘爪順利進為保證棘爪順利進入棘輪，要求入棘輪，要求 ： 又又90為使棘爪受力最?。簽槭辜κ芰ψ钚。阂话闳∫话闳?090 20常取常取四、棘輪機構的設計（續(xù)）四、棘輪機構的設計（續(xù)）2

7、. 模數(shù)模數(shù)m的選擇的選擇 從標準值表中選取從標準值表中選取3. 齒數(shù)齒數(shù)z的選擇的選擇 可根據(jù)棘輪最小轉角可根據(jù)棘輪最小轉角min確定確定min2z4. 動程或動停比的調節(jié)動程或動停比的調節(jié)思考：要改變棘輪每次的轉角，可以采取哪些措施？思考：要改變棘輪每次的轉角，可以采取哪些措施？要改變棘輪每次的轉角可以采取的措施：要改變棘輪每次的轉角可以采取的措施：驅動機構設計成驅動機構設計成行程可調機構行程可調機構加裝棘輪罩，以遮蓋搖桿擺加裝棘輪罩，以遮蓋搖桿擺角范圍內的一部分棘齒角范圍內的一部分棘齒一、槽輪機構的組成及工作特點一、槽輪機構的組成及工作特點8-2 8-2 槽輪機構槽輪機構典型槽輪機構的組

8、成典型槽輪機構的組成：由主動：由主動撥盤、從動槽輪和機架等組成。撥盤、從動槽輪和機架等組成。 槽輪機構的工作原理槽輪機構的工作原理：主動撥：主動撥盤連續(xù)轉動，當主動撥盤的圓盤連續(xù)轉動，當主動撥盤的圓銷銷A未進入槽輪徑向槽時，槽未進入槽輪徑向槽時，槽輪在鎖，靜止不動；當主動撥輪在鎖，靜止不動；當主動撥盤的圓銷盤的圓銷A進入槽輪徑向槽時，進入槽輪徑向槽時，槽輪受圓銷槽輪受圓銷A驅動而轉動。從驅動而轉動。從而使槽輪做間歇運動。而使槽輪做間歇運動。動畫演示動畫演示外槽輪機構外槽輪機構External Geneva drive內槽輪機構內槽輪機構Internal Geneva drive二、槽論機構的類

9、型二、槽論機構的類型外槽輪機構外槽輪機構 主、從動輪轉向相反，主、從動輪轉向相反，且具有傳動較平穩(wěn)、且具有傳動較平穩(wěn)、停歇時間短、所占空停歇時間短、所占空間小等特點。間小等特點。主、從動輪轉向相反主、從動輪轉向相反內槽輪機構內槽輪機構二、槽論機構的類型（續(xù)）二、槽論機構的類型（續(xù)）特點：徑向槽徑向特點：徑向槽徑向尺寸不同，撥盤上尺寸不同，撥盤上銷分布不均勻。槽銷分布不均勻。槽輪轉一周，可以實輪轉一周，可以實現(xiàn)動停時間均不相現(xiàn)動停時間均不相同的運動要求。同的運動要求。不等臂長多銷槽輪機構不等臂長多銷槽輪機構二、槽輪機構的類型（續(xù)）二、槽輪機構的類型（續(xù)）球面槽輪機構球面槽輪機構特點：特點：主動輪

10、主動輪1和撥銷和撥銷3的的軸線均通過球心。軸線均通過球心。當只有一個撥銷時，當只有一個撥銷時，動停時間相等；動停時間相等；當對稱布置兩個撥當對稱布置兩個撥銷時，可以實現(xiàn)連銷時，可以實現(xiàn)連續(xù)轉動。續(xù)轉動。二、槽論機構應用二、槽論機構應用 一般用于轉速不很高的自動機械、輕工機一般用于轉速不很高的自動機械、輕工機械或儀器儀表中。械或儀器儀表中。電影放映機的送片機構電影放映機的送片機構8-3 8-3 凸輪式間歇運動機凸輪式間歇運動機構構 一、凸輪式間歇運動機構工作原理及特點一、凸輪式間歇運動機構工作原理及特點1. 組成組成主動凸輪、從動盤主動凸輪、從動盤2. 工作原理工作原理 主動凸輪連續(xù)轉動，推動主

11、動凸輪連續(xù)轉動，推動從動盤實現(xiàn)間歇分度轉動。從動盤實現(xiàn)間歇分度轉動。3. 機構特點機構特點結構緊湊，不需定位裝置即結構緊湊，不需定位裝置即可獲得高的定位精度可獲得高的定位精度廓線設計得當，可使從動件廓線設計得當，可使從動件獲得預期的任意運動；獲得預期的任意運動；動載荷小，無沖擊，宜高速；動載荷小，無沖擊，宜高速；加工成本高，安裝、調整要加工成本高，安裝、調整要求嚴。求嚴。 二、凸輪式間歇運動機構類型及應用二、凸輪式間歇運動機構類型及應用圓柱凸輪間歇運動機構圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構共軛凸輪式間歇運動機構共軛凸輪式間歇運動機構特點：具有較好特點：具有較好的動力特

12、性、較的動力特性、較高的分度精度、高的分度精度、較低的加工成本。較低的加工成本。在自動分度機構、在自動分度機構、機床換刀機構、機床換刀機構、機械手的工作機機械手的工作機構、構、X光醫(yī)療診光醫(yī)療診斷臺等應用廣泛。斷臺等應用廣泛。 二、凸輪式間歇運動機構類型及應用（續(xù)）二、凸輪式間歇運動機構類型及應用（續(xù)）凸輪式間歇運動機構應用場合：凸輪式間歇運動機構應用場合：輕工機械、沖壓機械等高輕工機械、沖壓機械等高速機械中常用作高速、高精度的步進進給、分度轉位等機速機械中常用作高速、高精度的步進進給、分度轉位等機構。例如用于高速沖床、多色印刷機、包裝機、折疊機等。構。例如用于高速沖床、多色印刷機、包裝機、折

13、疊機等。1. 工作原理工作原理 由齒輪機構演變而來。主由齒輪機構演變而來。主動輪有一個或幾個齒，根據(jù)動輪有一個或幾個齒，根據(jù)運動與停歇時間要求，在從運動與停歇時間要求，在從動輪上做出主動輪齒相嚙合動輪上做出主動輪齒相嚙合的輪齒，當主動輪做連續(xù)轉的輪齒，當主動輪做連續(xù)轉動時，從動輪做間歇回轉運動時，從動輪做間歇回轉運動。從動輪間歇期間，利用動。從動輪間歇期間，利用兩輪邊緣的鎖止弧防止從動兩輪邊緣的鎖止弧防止從動輪游動。輪游動。8-4不完全齒輪機構不完全齒輪機構 一、不完全齒輪機構工作原理及特點一、不完全齒輪機構工作原理及特點動畫演示動畫演示2. 機構特點機構特點 結構簡單、制造容易，工作可靠，從

14、動輪動停時間比結構簡單、制造容易，工作可靠，從動輪動停時間比例變化范圍大。但沖擊較大，只宜于低速、輕載場合。例變化范圍大。但沖擊較大，只宜于低速、輕載場合。二、不完全齒輪機構類型及應用二、不完全齒輪機構類型及應用內嚙合不完全齒輪機構內嚙合不完全齒輪機構外嚙合不完全齒輪機構外嚙合不完全齒輪機構二、不完全齒輪機構類型及應用（續(xù)）二、不完全齒輪機構類型及應用（續(xù)）不完全齒輪機構應用場合不完全齒輪機構應用場合：常用于多工位、多工序的自：常用于多工位、多工序的自動機械或生產(chǎn)線上，實現(xiàn)工作臺的間歇轉位和進給運動。動機械或生產(chǎn)線上，實現(xiàn)工作臺的間歇轉位和進給運動。不完全齒輪齒條機構不完全齒輪齒條機構8-5

15、8-5 螺旋機構螺旋機構 一、螺旋機構組成及特點一、螺旋機構組成及特點1. 組成組成 螺桿、螺母、機架螺桿、螺母、機架2. 機構特點機構特點 結構簡單、制造方便、運結構簡單、制造方便、運動準確、能獲得較大的降速比動準確、能獲得較大的降速比和力的增益，工作平穩(wěn)，無噪和力的增益，工作平穩(wěn)，無噪音，合理選擇螺紋導程角可具音，合理選擇螺紋導程角可具有自鎖性，但效率低，要反轉有自鎖性，但效率低，要反轉則需要反向裝置。則需要反向裝置。3. 應用應用 常用在起重機、壓力機及功率不大的進給系統(tǒng)和微調裝置中。常用在起重機、壓力機及功率不大的進給系統(tǒng)和微調裝置中。二、螺旋機構類型二、螺旋機構類型2. 滑動螺旋機構

16、滑動螺旋機構1. 滾動螺旋機構：滾動絲杠滾動螺旋機構：滾動絲杠多用于將轉動多用于將轉動變移動的場合變移動的場合A、B段螺旋旋向相同段螺旋旋向相同 2)(BAlls稱其為微調螺旋機構稱其為微調螺旋機構很小則相差很小與sllBA鏜刀進刀量的微調螺旋機構鏜刀進刀量的微調螺旋機構A、B段螺旋旋向相反段螺旋旋向相反 2)(BAlls稱其為復式螺旋機構稱其為復式螺旋機構車輛聯(lián)接中的螺旋機構車輛聯(lián)接中的螺旋機構車輛車輛 聯(lián)接實例聯(lián)接實例8-6 8-6 萬向鉸鏈機構萬向鉸鏈機構一、一、 萬向鉸鏈機構的組成和應用萬向鉸鏈機構的組成和應用萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié) 萬向鉸鏈機構用于傳遞兩相交軸間的運動和動力，萬向鉸鏈機

17、構用于傳遞兩相交軸間的運動和動力，廣泛用于汽車、機床等機械中；廣泛用于汽車、機床等機械中；傳動過程中，兩傳動過程中，兩軸夾角可以變動，軸夾角可以變動，為變角傳動機構。為變角傳動機構。二、萬向鉸鏈機構的類型二、萬向鉸鏈機構的類型單萬向鉸鏈機構單萬向鉸鏈機構 兩軸瞬時角速兩軸瞬時角速比隨時變化，并比隨時變化，并不恒等于不恒等于1單萬向鉸鏈機構兩特殊位置的機構運動簡圖單萬向鉸鏈機構兩特殊位置的機構運動簡圖雙萬向鉸鏈機構雙萬向鉸鏈機構主、從動軸角速度恒等的條件：主、從動軸角速度恒等的條件：主、從動軸與中間軸位于同一平面；主、從動軸與中間軸位于同一平面；主、從動軸線與中間軸線之間的夾角相等；主、從動軸線

18、與中間軸線之間的夾角相等；中間軸兩端叉面應位于同一平面內。中間軸兩端叉面應位于同一平面內。1. 1. 組合機構組合機構組合機構組合機構指的是用一種機構去約束和影響另一個多自指的是用一種機構去約束和影響另一個多自由度機構所形成的封閉式機構系統(tǒng)，或者是由幾種基本由度機構所形成的封閉式機構系統(tǒng)，或者是由幾種基本機構有機聯(lián)系、互相協(xié)調和配合所組成的機構系統(tǒng)。機構有機聯(lián)系、互相協(xié)調和配合所組成的機構系統(tǒng)。子機構子機構：指機構組合系統(tǒng)中單個的基本機構。：指機構組合系統(tǒng)中單個的基本機構。組合機構的基礎機構組合機構的基礎機構：指組合機構中自由度大于：指組合機構中自由度大于1的差的差動機構。動機構。組合機構的附

19、加機構組合機構的附加機構：指組合機構中自由度為：指組合機構中自由度為1的基本的基本機構。機構。2. 組合機構應用組合機構應用 多用來實現(xiàn)一些特殊的運動軌跡或獲得特殊的運動多用來實現(xiàn)一些特殊的運動軌跡或獲得特殊的運動規(guī)律，因此廣泛應用于紡織、印刷和輕工業(yè)等機械中。規(guī)律，因此廣泛應用于紡織、印刷和輕工業(yè)等機械中。8-78-7組合機構組合機構一、組合機構及應用一、組合機構及應用串聯(lián)式組合串聯(lián)式組合 是指機構組合系統(tǒng)中前一級子機構的輸出是指機構組合系統(tǒng)中前一級子機構的輸出構件即為后一級子機構的輸入構件。構件即為后一級子機構的輸入構件。串聯(lián)式組合串聯(lián)式組合 二、組合機構的常見組合方式二、組合機構的常見組

20、合方式子機構子機構子機構子機構輸入輸入輸出輸出并聯(lián)式組合并聯(lián)式組合 并聯(lián)式組合是指機構并聯(lián)式組合是指機構組合系統(tǒng)中，幾個子組合系統(tǒng)中，幾個子機構共用同一個輸入機構共用同一個輸入構件，而它們的輸出構件，而它們的輸出運動又同時輸入給一運動又同時輸入給一個多自由度的子機構，個多自由度的子機構，從而形成自由度為從而形成自由度為1的機構系統(tǒng)。的機構系統(tǒng)。二、組合機構的常見組合方式二、組合機構的常見組合方式子機構子機構子機構子機構輸入輸入輸出輸出子子機機構構 反饋式聯(lián)式組合反饋式聯(lián)式組合 反饋式聯(lián)式組合是指反饋式聯(lián)式組合是指 機構組合系統(tǒng)機構組合系統(tǒng)中，多自由度子機構的一個輸入運動中，多自由度子機構的一個

21、輸入運動是通過單自由度子機構從多自由度子是通過單自由度子機構從多自由度子機構的輸出構件回授的，從而形成自機構的輸出構件回授的，從而形成自由度為由度為1的機構系統(tǒng)。的機構系統(tǒng)。二、組合機構的常見組合方式二、組合機構的常見組合方式子機構子機構子機構子機構輸入輸入輸出輸出復合式組合復合式組合 復合式組合是指機構組合系統(tǒng)中，由一個或幾個串聯(lián)的基復合式組合是指機構組合系統(tǒng)中，由一個或幾個串聯(lián)的基本機構去封閉一個具有兩個或多個自由度的基本機構的組本機構去封閉一個具有兩個或多個自由度的基本機構的組合方式稱為復合式組合。合方式稱為復合式組合。二、組合機構的常見組合方式二、組合機構的常見組合方式子機構子機構子機

22、構子機構輸入輸入輸出輸出基礎機構：自由度為基礎機構：自由度為2的連桿機構的連桿機構附加機構：自由度為附加機構：自由度為1的凸輪機構的凸輪機構三、組合機構的類型及功能三、組合機構的類型及功能 凸輪凸輪連桿組合機構連桿組合機構組合以實現(xiàn)復雜的運組合以實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律或運動軌跡動規(guī)律或運動軌跡組合以實現(xiàn)復雜的運動軌跡組合以實現(xiàn)復雜的運動軌跡平板印刷機上的吸紙機平板印刷機上的吸紙機構，由自由度為構，由自由度為2的五桿的五桿機構和兩個自由度為機構和兩個自由度為1的的擺動從動件凸輪機構所擺動從動件凸輪機構所組成。兩個盤形凸輪固組成。兩個盤形凸輪固接再同一個轉軸上。接再同一個轉軸上?？套?、成形機構，由刻字、成形機構，由自由度為自由度為2的四桿四移的四桿四移動副機構作為基礎機動副機構作為基礎機構，兩個自由度為構，兩個自由度為1的的凸輪機構作為附加機凸輪機構作為附加機構，經(jīng)并聯(lián)組合而形構，經(jīng)并聯(lián)組合而形成的凸輪連桿組合成的凸輪連桿組合機構機構三、組合機構的類型及功能三、組合機構的類型及功能 凸輪凸輪連桿組合機構連桿組合