第五章-間歇運動機構(gòu)

1、案例導(dǎo)入：牛頭刨床工作臺的進給裝置及數(shù)控機床的刀架轉(zhuǎn)案例導(dǎo)入：牛頭刨床工作臺的進給裝置及數(shù)控機床的刀架轉(zhuǎn)位機構(gòu)。位機構(gòu)。5-1 間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)一、一、 棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)1、棘輪機構(gòu)的組成：、棘輪機構(gòu)的組成： 如圖所示為外嚙合曲柄搖桿式棘輪機構(gòu)。當主動曲柄連續(xù)轉(zhuǎn)動如圖所示為外嚙合曲柄搖桿式棘輪機構(gòu)。當主動曲柄連續(xù)轉(zhuǎn)動時，搖桿作時，搖桿作3往復(fù)擺動。當搖桿逆時針擺動時，棘爪往復(fù)擺動。當搖桿逆時針擺動時，棘爪2嵌入棘輪嵌入棘輪1的齒槽內(nèi)，推動棘輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)過一個角度；當搖桿順的齒槽內(nèi)，推動棘輪沿逆時針方向轉(zhuǎn)過一個角度；當搖桿順時針擺動時，棘爪時針擺動時，棘爪4在棘輪齒背上滑過，棘輪靜止

2、不動。為防在棘輪齒背上滑過，棘輪靜止不動。為防止棘輪反轉(zhuǎn)，在機架上安裝止動棘爪可防止棘輪逆轉(zhuǎn)。止棘輪反轉(zhuǎn)，在機架上安裝止動棘爪可防止棘輪逆轉(zhuǎn)。2、棘輪機構(gòu)的原理、棘輪機構(gòu)的原理工作棘爪和止動棘爪均利用彈簧工作棘爪和止動棘爪均利用彈簧5使其與棘輪保持可靠接觸，使其與棘輪保持可靠接觸，這樣，當曲柄連續(xù)回轉(zhuǎn)時，棘輪作單向的間歇運動。這樣，當曲柄連續(xù)回轉(zhuǎn)時，棘輪作單向的間歇運動。棘輪機構(gòu)由棘輪、主動棘爪、棘輪機構(gòu)由棘輪、主動棘爪、 止回棘爪和機架等組成。止回棘爪和機架等組成。3、棘輪機構(gòu)的類型和特點：、棘輪機構(gòu)的類型和特點：2）按嚙合方式分：）按嚙合方式分：外嚙合棘輪機構(gòu)和內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)外嚙合棘輪機構(gòu)

3、和內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)4）按棘輪可運動方向分：）按棘輪可運動方向分：單向式棘輪機構(gòu)和雙向式棘輪機構(gòu)單向式棘輪機構(gòu)和雙向式棘輪機構(gòu)1）按結(jié)構(gòu)形式分：）按結(jié)構(gòu)形式分：齒式棘輪機構(gòu)和摩擦棘輪機構(gòu)齒式棘輪機構(gòu)和摩擦棘輪機構(gòu) 3）按運動形式分：）按運動形式分：單動式棘輪機構(gòu)單動式棘輪機構(gòu) 、雙動式棘輪機構(gòu)、雙動式棘輪機構(gòu)自行車后軸的棘輪機構(gòu)自行車后軸的棘輪機構(gòu)4、棘輪機構(gòu)的應(yīng)用、棘輪機構(gòu)的應(yīng)用棘輪機構(gòu)常用于低速、要求轉(zhuǎn)角不太大或經(jīng)常需要改變轉(zhuǎn)角棘輪機構(gòu)常用于低速、要求轉(zhuǎn)角不太大或經(jīng)常需要改變轉(zhuǎn)角的場合。的場合。1 1）間歇送進機構(gòu)）間歇送進機構(gòu) 在牛頭刨床中通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)工作臺橫向間歇送進功能在牛頭刨床中通

4、過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)工作臺橫向間歇送進功能。2）制動機構(gòu)）制動機構(gòu) 在卷揚機中通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)制動功能，防止鏈條斷裂時在卷揚機中通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)制動功能，防止鏈條斷裂時卷筒逆轉(zhuǎn)。卷筒逆轉(zhuǎn)。3）轉(zhuǎn)位分度機構(gòu)）轉(zhuǎn)位分度機構(gòu)4）超越離合裝置）超越離合裝置 鉆床的離合器裝置鉆床的離合器裝置在車床中以棘輪機構(gòu)作為傳動中的超越離合器，實現(xiàn)自動進給和快慢速進給功能。棘棘條條機機構(gòu)構(gòu)防防逆逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)棘棘輪輪機機構(gòu)構(gòu)5、棘輪機構(gòu)的設(shè)計、棘輪機構(gòu)的設(shè)計cossinFLNLtgfNFtg1）棘齒偏斜角）棘齒偏斜角2）棘輪機構(gòu)的幾何尺寸計算）棘輪機構(gòu)的幾何尺寸計算二、二、 棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)一般為有級機

5、調(diào)節(jié)。常用方法有：棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)一般為有級機調(diào)節(jié)。常用方法有：1、改變搖桿擺角、改變搖桿擺角 參見圖參見圖5.52、利用遮蓋罩、利用遮蓋罩 參見圖參見圖5.6三、三、 棘輪機構(gòu)的特點與應(yīng)用棘輪機構(gòu)的特點與應(yīng)用優(yōu)點：優(yōu)點：棘輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造和運動可靠，棘輪棘輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造和運動可靠，棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)方便，且制動爪有防止棘輪反轉(zhuǎn)的作用。轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)方便，且制動爪有防止棘輪反轉(zhuǎn)的作用。缺點：缺點：傳動時沖擊較大，不能傳遞大的動力，而且傳動平穩(wěn)傳動時沖擊較大，不能傳遞大的動力，而且傳動平穩(wěn)性較差，不適宜于高速傳動。性較差，不適宜于高速傳動。應(yīng)用：應(yīng)用：用于低速、輕載的間歇運動的場合。

6、如機床及自動機用于低速、輕載的間歇運動的場合。如機床及自動機械的進給機構(gòu)、送料機構(gòu)、刀架的轉(zhuǎn)位機構(gòu)、精紡機的成型械的進給機構(gòu)、送料機構(gòu)、刀架的轉(zhuǎn)位機構(gòu)、精紡機的成型機構(gòu)、牛頭刨床的送進機構(gòu)等。也廣泛用于卷揚機、提升機機構(gòu)、牛頭刨床的送進機構(gòu)等。也廣泛用于卷揚機、提升機及牽引設(shè)備中，用它作為防止機械逆轉(zhuǎn)的止動器。及牽引設(shè)備中，用它作為防止機械逆轉(zhuǎn)的止動器。5-2 槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)一、槽輪機構(gòu)的工作原理和類型一、槽輪機構(gòu)的工作原理和類型圖中圖中1-為銷輪；為銷輪；2-為槽輪為槽輪1、槽輪機構(gòu)的組成：槽輪機構(gòu)又稱馬耳他機、槽輪機構(gòu)的組成：槽輪機構(gòu)又稱馬耳他機構(gòu)：主要由槽輪、銷輪和機架等組成。構(gòu)：主要

7、由槽輪、銷輪和機架等組成。內(nèi)槽輪機構(gòu)內(nèi)槽輪機構(gòu)1）按嚙合方式分：）按嚙合方式分： 外槽輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu) 特點：主從動輪轉(zhuǎn)向相反特點：主從動輪轉(zhuǎn)向相反2、槽輪機構(gòu)的類型、槽輪機構(gòu)的類型特點：主從動輪轉(zhuǎn)向相同；特點：主從動輪轉(zhuǎn)向相同；傳動較平穩(wěn)，停歇時間短，傳動較平穩(wěn)，停歇時間短，所占空間小。所占空間小。3）按圓銷的數(shù)目分為）按圓銷的數(shù)目分為單圓銷和多圓銷槽輪機構(gòu)單圓銷和多圓銷槽輪機構(gòu)空間槽輪機構(gòu)空間槽輪機構(gòu) 特點：傳遞相交軸的運動特點：傳遞相交軸的運動2）按是否空間機構(gòu)）按是否空間機構(gòu)分平面和空間槽輪機構(gòu)分平面和空間槽輪機構(gòu)二、槽輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用二、槽輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用1）特點：）特點：結(jié)構(gòu)簡

8、單，制造容易，工作可靠；準確控制轉(zhuǎn)角，效率高；結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠；準確控制轉(zhuǎn)角，效率高；但轉(zhuǎn)角不可調(diào)整，在銷進入和退出徑向槽時會產(chǎn)生柔性沖擊，但轉(zhuǎn)角不可調(diào)整，在銷進入和退出徑向槽時會產(chǎn)生柔性沖擊，不適合高速場合。不適合高速場合。2）應(yīng)用：應(yīng)用于定轉(zhuǎn)角的間歇運動機構(gòu)中。如在自動機械，）應(yīng)用：應(yīng)用于定轉(zhuǎn)角的間歇運動機構(gòu)中。如在自動機械，輕工機械和儀表中，實現(xiàn)間歇送進和轉(zhuǎn)位功能輕工機械和儀表中，實現(xiàn)間歇送進和轉(zhuǎn)位功能 。刀架轉(zhuǎn)位機構(gòu)刀架轉(zhuǎn)位機構(gòu)鐘表齒輪沖壓機鐘表齒輪沖壓機(1)槽數(shù)槽數(shù)z幾何關(guān)系：幾何關(guān)系：2122222zzz221三、三、 槽輪槽數(shù)槽輪槽數(shù)z 和銷輪的銷數(shù)和銷輪的銷數(shù)1、

9、幾何要求幾何要求 圓銷線速度方向與輪槽方向一致圓銷線速度方向與輪槽方向一致2、設(shè)計要點、設(shè)計要點 圓柱銷與鎖住弧配合圓柱銷與鎖住弧配合3、基本參數(shù)選擇、基本參數(shù)選擇討論：討論：0，z3，一般取，一般取z=4-8 (2)銷數(shù)銷數(shù)KzzK2)2( 22zzK運動特性系數(shù)運動特性系數(shù)：討論：討論：1，常用，常用K=1 由上式可知：當由上式可知：當z=3時，時，K可取可取15；當；當z= 4或或5時，時， K 可取可取l3；當；當z6，則，則K 可取可取12；由于由于z=3 時，工作過程中槽輪的角速度變化大，而時，工作過程中槽輪的角速度變化大，而z 9時，槽時，槽輪的尺寸將變得較大，轉(zhuǎn)動時的慣性力矩也

10、較大，但對輪的尺寸將變得較大，轉(zhuǎn)動時的慣性力矩也較大，但對的變的變化卻不大，因此槽數(shù)化卻不大，因此槽數(shù)z常取為常取為4 8。zz2214、 幾何尺寸計算幾何尺寸計算1.工作原理和類型：工作原理和類型： 如圖所示如圖所示5-3 不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu):主動輪圓周上主動輪圓周上布滿輪齒或主動輪和從動輪圓布滿輪齒或主動輪和從動輪圓周上沒有布滿輪齒。周上沒有布滿輪齒。內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合外嚙合外嚙合齒輪齒條嚙合齒輪齒條嚙合2、不完全齒輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用、不完全齒輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計靈活，制造方便，從動輪的運動角范結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計靈活，制造方便，從動輪的運

11、動角范圍大；在一個周期內(nèi)能實現(xiàn)多次動、停時間不等的間歇運動；圍大；在一個周期內(nèi)能實現(xiàn)多次動、停時間不等的間歇運動；但從動輪在轉(zhuǎn)動開始和終止時速度有突變，存在剛性沖擊，但從動輪在轉(zhuǎn)動開始和終止時速度有突變，存在剛性沖擊，不適于高速傳動。不適于高速傳動。應(yīng)用：用于輕載、低速的場合。應(yīng)用：用于輕載、低速的場合。不完全齒輪機構(gòu)常應(yīng)用與計算器、工位轉(zhuǎn)換和某些往復(fù)運不完全齒輪機構(gòu)常應(yīng)用與計算器、工位轉(zhuǎn)換和某些往復(fù)運動的間歇機構(gòu)中。動的間歇機構(gòu)中。5-4 螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)：螺旋機構(gòu)：由螺旋副聯(lián)結(jié)相鄰構(gòu)件而構(gòu)成的機構(gòu)由螺旋副聯(lián)結(jié)相鄰構(gòu)件而構(gòu)成的機構(gòu)螺旋機構(gòu)可以將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，可以將扭矩形式的螺

12、旋機構(gòu)可以將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，可以將扭矩形式的動力變?yōu)榱π问降膭恿?。動力變?yōu)榱π问降膭恿?。一、螺旋機構(gòu)的工作一、螺旋機構(gòu)的工作 原理和類型原理和類型1.工作原理（右圖）工作原理（右圖）螺旋機構(gòu)的組成：螺旋機構(gòu)的組成：螺桿、螺母及機架螺桿、螺母及機架 2.螺旋機構(gòu)類型螺旋機構(gòu)類型根據(jù)螺桿與螺母的相對運動關(guān)系，螺旋傳動運動形式主要有以根據(jù)螺桿與螺母的相對運動關(guān)系，螺旋傳動運動形式主要有以下四種；下四種；1）螺桿原位轉(zhuǎn)動，螺母沿桿作直線移動；）螺桿原位轉(zhuǎn)動，螺母沿桿作直線移動；常用于車床絲杠常用于車床絲杠,刀架移動等操作機構(gòu)中。刀架移動等操作機構(gòu)中。2）螺母原位轉(zhuǎn)動，螺桿作直線移動；）螺母原位轉(zhuǎn)

13、動，螺桿作直線移動；常用于輸送機構(gòu)中。常用于輸送機構(gòu)中。3）螺母固定不動，螺桿自身轉(zhuǎn)動并移動；）螺母固定不動，螺桿自身轉(zhuǎn)動并移動；多用于螺旋起重器、千斤頂或螺旋壓力機中。多用于螺旋起重器、千斤頂或螺旋壓力機中。4）螺桿固定不動，螺母轉(zhuǎn)動并移動；）螺桿固定不動，螺母轉(zhuǎn)動并移動；常用于機器聯(lián)結(jié)件中。常用于機器聯(lián)結(jié)件中。 2）傳力螺旋）傳力螺旋 以傳遞動力為主，能以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以傳遞動力為主，能以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用 與克服工作阻力。螺旋千斤頂和壓力機的螺旋。與克服工作阻力。螺旋千斤頂和壓力機的螺旋。 1）傳導(dǎo)螺旋）傳導(dǎo)螺旋以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向載荷，如

14、機床主軸。以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向載荷，如機床主軸。根據(jù)使用要求的不同，螺旋傳動可分為以下三種類型。根據(jù)使用要求的不同，螺旋傳動可分為以下三種類型。3） 調(diào)整螺旋調(diào)整螺旋用以調(diào)整、固定零件的相對位置。如機床和儀表中微調(diào)機用以調(diào)整、固定零件的相對位置。如機床和儀表中微調(diào)機構(gòu)中使用的螺旋。構(gòu)中使用的螺旋?；瑒勇菪瑒勇菪Y(jié)構(gòu)簡單，便于制造，易于實現(xiàn)自鎖。但其缺點是結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，易于實現(xiàn)自鎖。但其缺點是摩擦阻力大，傳動玫率摩擦阻力大，傳動玫率滾動螺旋滾動螺旋的摩擦阻力小，傳動效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。的摩擦阻力小，傳動效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。主要用于數(shù)控沖、機床、測試裝置或自動控制系統(tǒng)中的螺旋主要用于數(shù)控沖、機床、測試裝置或自動控制系統(tǒng)中的螺旋傳動。傳動。 二、螺旋機構(gòu)的特點和應(yīng)用二、螺旋機構(gòu)的特點和應(yīng)用 螺旋機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運動準確性高，降速螺旋機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單