《機械設計基礎》教案十

1、浙江工業(yè)職業(yè)技術學院日期：2009.10 NO10課 題6.1棘輪機構6.2槽輪機構目的要求了解棘輪機構的工作原理及應用；熟悉棘輪和棘爪的正確位置及主要幾何尺寸；了解槽輪機構的工作原理及應用；4、熟悉槽輪機構的主要參數(shù)選擇及幾何尺寸計算。重點、難點棘輪機構的工作原理及應用、槽輪機構的工作原理及應用是本次課的重點，槽輪機構的主要參數(shù)選擇是學習的難點。復習提問要點：棘輪機構的工作原理及應用？2、棘輪和棘爪的正確位置？3、槽輪機構的工作原理及應用？何謂槽輪機構運動系數(shù)？教具、實驗及教學手段教材、教案、教參等。老師講解為主（舉例、介紹經驗），舉一反三，課后小結，布置作業(yè)。作業(yè)布置P80：6-1教學反映

2、上課情況較正常。 課后分析本次課重點是了解棘輪機構和槽輪機構的工作原理和應用特點， 特別講清楚教材的舉例情況，以幫助學生理解和熟悉機構原理及應用。復習提問：1、凸輪機構從動件運動規(guī)律2、凸輪機構的壓力角3、凸輪機構的尺度綜合新課導入：在機械中，有時需要將原動件的等速連續(xù)運動轉變?yōu)閺膭蛹闹芷谛酝Ｐg隔單向運動或者時停時動的間歇運動，如牛頭刨床的橫向進給運動。最常見的間歇運動機構有棘輪機構、槽輪機構和凸輪機構等。6.1棘輪機構一、槽輪機構的工作原理及應用如圖所示，典型的棘輪機構由棘輪1、棘爪2、止回爪4和機架組成。彈簧5用來使刺爪2、止回爪4與棘輪保持接觸。棘輪裝在軸上，用鍵聯(lián)接。棘爪2鉸接于搖

3、桿3上，搖桿3可繞棘輪軸擺動。當搖桿3順時針方向擺動時，棘爪在棘輪齒頂滑過；當搖桿3逆是時針方向擺動時，棘輪插入棘輪齒間轉過一定角度。這樣，搖桿3連續(xù)往復擺動，棘輪1實現(xiàn)單向間歇運動。棘輪的棘齒可做成可以做在棘輪的外緣，也要以做在棘輪的內緣，棘齒的齒形有鋸齒形、矩形等。 圖10-1棘輪機構 a）外嚙合棘輪機構 b）內嚙合棘輪機構如果棘輪需作雙向間歇運動，可把棘輪的齒制成可翻轉的結構。棘輪的轉角可以調節(jié)。常用的調節(jié)方法有：（1）改變搖桿擺角（2）利用棘輪覆蓋罩調節(jié)棘輪的轉角用改變覆蓋罩的位置以遮住棘撲行程的部分棘爪，來改變棘爪推動棘輪的實際轉角。棘輪機構的應用特點：棘輪機構結構簡單，制造方便，棘

4、輪的轉角可在一定范圍內調節(jié)，但運轉時易產生沖擊或噪音，適用于低速和轉角要求不大的場合。棘輪機構常用于各種機床和自動化的進給機構、可轉位機構中。如牛頭刨床的橫向進給機構。棘輪還常用作防止機構逆轉的停止器。廣泛用于卷揚機、提升機及運輸機構中。二、棘輪和棘爪的正確位置及主要幾何尺寸1、棘輪和棘爪的正確位置棘輪在工作時，受到棘爪推力的作用，同時，棘爪也受到棘輪反作用力的作用。棘爪的推力作用線應通過棘爪的軸心；在相同的推力下，為了獲得棘輪最大的轉矩，應使推力作用線垂直于，即。圖10-2提升機棘輪停止器 圖10-3棘輪、棘爪的位置2、棘輪的齒面位置應能使棘爪順利進入齒面設齒面與半徑的夾角為，為齒面傾角。棘

5、爪進入齒面的前提是法向反力對棘爪中心的主動力矩大于摩擦力對棘爪軸心的摩擦力矩，故，為摩擦角，鋼對鋼的摩擦系數(shù)時，=，所以一般取棘輪齒面傾角。3、主要參數(shù)及幾何尺寸（1）棘輪齒數(shù)z 應根據(jù)工作要求選定。輕載時齒數(shù)可多些，可達齒；載荷較大時，齒數(shù)選少些，通常取。（2）棘輪齒距 相鄰兩齒齒頂圓周上對應點間的弧長。（3）棘輪模數(shù) 。模式是數(shù)為標準值。6.2槽輪機構一、槽輪機構的工作原理及應用 如圖所示，槽輪機構由帶圓銷的撥盤1、具有徑向槽的槽2和機架組成。撥盤1以等角速度作連續(xù)回轉，槽輪2作間歇運動，圓銷A未進入槽輪的徑向槽時，槽輪的內凹鎖弧被撥盤的外凸鎖卡住，槽輪靜止不動；當圓銷A進入槽輪時，內外鎖

6、住鎖所處位置對槽輪無鎖住作用，槽輪因圓銷的撥動而轉動；當圓銷A在另一邊離開徑向槽時，凹凸鎖住弧又起作用槽 輪又被卡住不動。當撥盤繼續(xù)轉動時，槽輪重復上述運動，從而實現(xiàn)間歇運動。圖10-4單圓柱外嚙合槽輪機構 a）圓銷進入徑向槽 b）圓銷脫出徑向槽槽輪機構有內外嚙合之分。外嚙合時，撥盤與槽輪的轉向相反；內嚙合時，撥盤與槽輪的轉向相同。撥盤上圓銷可以是一個，也可以是多個。當圓銷有兩個時，撥盤轉動一周，槽輪轉動兩次。圖10-5內嚙合槽輪機構 圖10-6雙圓柱銷外嚙合槽輪機構槽輪機構的特點：槽輪機構結構簡單，制造方便，轉位迅速。但轉角不能調節(jié)，當槽數(shù)確定以后，槽輪的轉角即被子確定。由于槽數(shù)不宜過多，所

7、以槽輪機構不能用于轉角較小的場合。槽輪機構的定位精度不高，只適用于各種轉速不太高的自動機械中作轉位或分度機構。二、槽輪機構的主要參數(shù)選擇及幾何尺寸計算1、槽輪數(shù)的選擇為了避免圓銷A與徑向槽發(fā)生沖擊，圓銷進入徑向槽或自徑向槽脫出時，徑向槽中的中心線應與圓銷速度方向一致，即圓銷從進出槽至出槽的轉角與槽輪相應轉過的角度的關系為+=槽輪轉角與槽數(shù)的關系為=由此得出=對于單圓銷的外槽輪機構，撥盤轉一周的時間為一個工作循環(huán)，用T表示。設一個 圖10-7槽輪機構的基本尺寸工作循環(huán)中槽輪的運動時間為，定義，為槽輪機構運動系數(shù)。要實現(xiàn)間歇運動，機構應滿足：1。由于及，則由上式分析可知：1）由于槽輪機構運動系數(shù)必須大于零，可得槽輪的槽數(shù)。2）對于單圓銷外槽輪機構，由于，所以。即槽輪運動時間總是小于靜止時間，且小時也較小。槽輪回轉時機器一般不進行加工，所以越小，槽輪運動時間也越少，即縮短子機器非工作時間，提高了生產效率。但是圓銷剛進入徑向槽時，槽輪的角速度為零，然后角速度逐漸加大，當圓銷轉過角時，槽輪角速度達到最大值，由于角加速度的存在，故必有沖擊，且槽輪槽數(shù)少角加速度大。2、圓銷數(shù)的選擇若要撥盤轉一周，槽輪轉幾次，可采用多圓銷機構。若設圓銷數(shù)為k，運動系數(shù)為=k，由于1，則k可見，圓銷數(shù)與槽輪的槽數(shù)有關：當時，k6（即可取）；當z=4或z=5時，k可??；