第7章其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

第十一章其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介本章主要內(nèi)容不完全齒輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣傳動(dòng)本章學(xué)習(xí)要求1、掌握槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、使用場(chǎng)合以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。2、掌握棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、使用場(chǎng)合以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。3、了解不完全齒輪機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。4、了解負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性，掌握并能為機(jī)械系統(tǒng)選擇合適的電動(dòng)機(jī)。本章重點(diǎn)1、槽輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、使用場(chǎng)合及設(shè)計(jì)要點(diǎn)2、電動(dòng)機(jī)的選擇第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)的組成及工作原理1－搖桿2－棘爪3－棘輪4－止回爪5－彈簧片圖11－1單向外齒合式棘輪機(jī)構(gòu)搖桿的連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)工作原理：組成：第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用（一）齒式棘輪機(jī)構(gòu)圖11－2單向內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)圖11－3單向雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)a)單頭拉桿式b)推桿式優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，工作可靠，棘輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小可在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：在開(kāi)始和終止運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生剛性沖擊；會(huì)產(chǎn)生噪聲，棘爪和棘輪齒面易磨損；棘輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度只能以相鄰兩齒所夾圓心角為單位進(jìn)行調(diào)整。第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用（一）齒式棘輪機(jī)構(gòu)（續(xù)）11－4可換向棘輪機(jī)構(gòu)a）棘爪翻轉(zhuǎn)式b）棘爪旋轉(zhuǎn)式第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用（二）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)圖11－5摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)a）外接式b）內(nèi)接式1－搖桿2－棘爪3－從動(dòng)輪優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)工作較為平穩(wěn)，無(wú)噪聲，從動(dòng)輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度可無(wú)級(jí)調(diào)整。缺點(diǎn)：從動(dòng)輪轉(zhuǎn)角精度差。第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及要求應(yīng)用:

低速輕載且對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求不很?chē)?yán)格的場(chǎng)合。常用以滿(mǎn)足以下工作要求：

（1）轉(zhuǎn)位、分度和送進(jìn)（2）止動(dòng)（3）超越離合

圖11－6棘輪止動(dòng)器第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及要求(續(xù)）圖11－7爪式超越離合器圖1－棘輪2－棘爪3－從動(dòng)輪圖11－8摩擦式超越離合器1－星輪2－套筒3－滾柱4－彈簧頂桿第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)三、齒式棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以模數(shù)作為計(jì)算的基本參數(shù)，按齒頂圓直徑計(jì)算：棘輪模數(shù)系列化，常用1、2、3、4、5……16等。棘輪齒數(shù)Z根據(jù)使用條件和運(yùn)動(dòng)要求確定。進(jìn)給和分度用棘輪機(jī)構(gòu)，根據(jù)所要求的最小轉(zhuǎn)角確定棘輪齒數(shù)（取Z≤250,一般取Z=8~60),然后選定模數(shù)。＞棘爪自動(dòng)嚙緊條件當(dāng)棘爪與棘輪齒面間的摩擦因素時(shí)，常取傳遞相同轉(zhuǎn)距時(shí)應(yīng)使棘爪受力最小，棘輪齒的傾角應(yīng)大于摩擦角，第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及工作原理圖11－9外槽輪機(jī)構(gòu)組成：1－撥盤(pán)2－槽輪工作原理：撥盤(pán)的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1－撥盤(pán)2－槽輪槽輪的間歇回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用圖11－10內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)有兩種形式：1）外槽輪機(jī)構(gòu)2）內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，機(jī)械效率高，工作較為平穩(wěn)。缺點(diǎn)：存在柔性沖擊，產(chǎn)生較大的動(dòng)載荷；轉(zhuǎn)角與輪槽槽數(shù)有關(guān)，不能調(diào)節(jié)。應(yīng)用場(chǎng)合：

適用于低速、輕載不要求經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)角的場(chǎng)合。第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)的典型應(yīng)用舉例：轉(zhuǎn)塔車(chē)床刀架轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中的槽輪機(jī)構(gòu)電影放映機(jī)中的槽輪機(jī)構(gòu)圖11－11圖11－12第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（一）普通槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)單撥銷(xiāo)外槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)：?jiǎn)螕茕N(xiāo)內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)：＞<n個(gè)撥銷(xiāo)外槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)：第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析（二）普通槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性當(dāng)撥盤(pán)角速度一定時(shí)，槽輪角速度和角加速度的變化取決于槽輪槽數(shù)圖11－13槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析由幾何關(guān)系推得第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)四、槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2）；1）由于k>0，所以應(yīng)z≥3；4）撥盤(pán)撥銷(xiāo)數(shù)與槽輪槽數(shù)的關(guān)系為：3）對(duì)于單撥銷(xiāo)外槽輪機(jī)構(gòu)，無(wú)論槽數(shù)z取多少，運(yùn)動(dòng)系數(shù)k<0.5；若要求k>0.5，應(yīng)增加撥銷(xiāo)數(shù)n。5）內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)，k>0.5。為了保證槽輪有停歇時(shí)間，要求k<1，故槽輪槽數(shù)z≥3。6）槽輪槽數(shù)越多，角加速度變化越小，運(yùn)動(dòng)越平穩(wěn)。因此，槽輪槽數(shù)不應(yīng)太少，常取z為4、6、8．槽輪槽數(shù)z與撥盤(pán)撥銷(xiāo)數(shù)n的確定原則：第三節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理圖11－14外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)a）主動(dòng)輪齒數(shù)為1b）主動(dòng)輪齒數(shù)為41—主動(dòng)輪2—從動(dòng)主動(dòng)輪連續(xù)回轉(zhuǎn)從動(dòng)輪單向間歇回轉(zhuǎn)工作原理:第三節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用類(lèi)型：外嚙合和內(nèi)嚙合優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易；選擇范圍大，設(shè)計(jì)靈活。缺點(diǎn)：工作過(guò)程中，從動(dòng)輪在開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)和終止轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬時(shí)，角速度有突變，會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊。1—主動(dòng)輪2—從動(dòng)輪圖11－15內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用：

一般只應(yīng)用于低速輕載的工作條件。常用于多工位自動(dòng)機(jī)和半自動(dòng)機(jī)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)位裝置、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu).第四節(jié)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及工作原理一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)主要組成：（一）動(dòng)力元件—液壓泵（二）執(zhí)行元件—液壓缸（7）（三）控制元件—各種液壓閥（8）（四）輔助元件—管道、管接頭、過(guò)濾器、油箱、過(guò)濾器和液壓參數(shù)監(jiān)測(cè)儀表圖11－17液壓千斤頂工作原理1－手柄2－小活塞3－泵缸4、5－單向閥6－大活塞7－液壓缸8－截止閥9－油箱第四節(jié)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：1）單位功率重量輕、結(jié)構(gòu)尺寸小、慣性小、反應(yīng)快，易于快速啟動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。2）可大范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速比可達(dá)2000：1。3）傳遞較大力和力矩，低速液壓馬達(dá)輸出力矩可達(dá)幾千牛·米到幾萬(wàn)?！っ?。4）液壓油的可壓縮性，能吸收振動(dòng)、緩和沖擊，因此工作平穩(wěn)，噪聲小。5）易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，工作安全可靠。6）液壓元件可自潤(rùn)滑，因此磨損小，使用壽命長(zhǎng)。7）容易實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。8）液壓元件可根據(jù)需要方便、靈活地布置。9）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，電液聯(lián)合控制后，工作過(guò)程自動(dòng)化程度更高，且可實(shí)現(xiàn)遙控。第四節(jié)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用

主要不足：1）液壓油存在可壓縮性及泄漏，不易獲得嚴(yán)格的定比傳動(dòng)。泄露還可能會(huì)對(duì)工作場(chǎng)地造成污染。2）液壓油對(duì)溫度比較敏感，傳動(dòng)系統(tǒng)受環(huán)境溫度變化影響，不宜在溫度很高或很低的環(huán)境下工作。3）流體流動(dòng)有阻力損失，傳動(dòng)效率低，不宜遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。4）液壓元件的制造精度要求較高，價(jià)格較貴。5）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不易找出原因，及時(shí)排除。因此使用和維修技術(shù)要求較高。應(yīng)用：

冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、鉆探機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、塑料機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、液壓機(jī)、鑄鍛機(jī)及飛機(jī)和軍艦的許多控制機(jī)構(gòu)。第五節(jié)氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一、氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及工作原理圖11－18氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成1－電動(dòng)機(jī)2－空氣壓縮機(jī)3－儲(chǔ)氣罐4－壓力控制閥5－邏輯元件6－方向控制閥7－流量控制閥8－行程閥9－汽缸10－消聲器11－油霧器12－分水排水器典型的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)由以下四部分組成：1氣壓發(fā)生器2執(zhí)行元件3控制元件4輔助元件第五節(jié)氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：1）以空氣為介質(zhì)，易獲取，不存在變質(zhì)、補(bǔ)充和更換問(wèn)題；不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。2）空氣粘度小，在管內(nèi)流動(dòng)阻力小，壓力損失小，便于集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送。3）與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)相比，反應(yīng)速度快，動(dòng)作迅速，維護(hù)簡(jiǎn)單，管路不易堵塞。4）對(duì)工作環(huán)境適應(yīng)性好，在特殊環(huán)境中安全可靠?jī)?yōu)于電子、電氣和液壓傳動(dòng)。5）空氣具有可壓縮性，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù)；便于儲(chǔ)存能量。6）排氣因氣體膨脹自動(dòng)降溫，不易發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象，利于長(zhǎng)期運(yùn)行。7）氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，適于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。第五節(jié)氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用缺點(diǎn)：1）因空氣具有可壓縮性，載荷變化時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)作穩(wěn)定性差。2）工作壓力低（0.3～1.0MPa），結(jié)構(gòu)尺寸不易過(guò)大，輸出功率較小。3）排氣噪聲大，需加消聲裝置。應(yīng)用：

在機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、輕紡食品工業(yè)、化工、交通運(yùn)輸、航天航空、國(guó)防建設(shè)等。第六節(jié)電氣傳動(dòng)一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)方程圖11－19單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方程可簡(jiǎn)化為動(dòng)轉(zhuǎn)矩第六節(jié)電氣傳動(dòng)二、負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性（一）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性（2）位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性特點(diǎn)：工作機(jī)構(gòu)負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tf的絕對(duì)值大小恒定不變，是阻礙運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)性力矩。如帶式運(yùn)輸機(jī)、軋鋼機(jī)、機(jī)床刀架、行走機(jī)構(gòu)等由摩擦力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩負(fù)載特點(diǎn)：工作機(jī)構(gòu)負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tf的絕對(duì)值大小恒定不變，且方向不變。如起重機(jī)升降重物的轉(zhuǎn)矩。圖11－20反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性（1）反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性圖11－21位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性第六節(jié)電氣傳動(dòng)二、負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性（二）泵類(lèi)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性（三）恒功率負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性圖11－22泵類(lèi)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性圖11－23恒功率負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比。如水泵、油泵、通風(fēng)機(jī)、螺旋槳特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之積為常數(shù)。第六節(jié)電氣傳動(dòng)三、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行2—恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性曲線(xiàn)1—電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)圖11－24電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行工作點(diǎn)1－電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線(xiàn)2－恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性曲線(xiàn)工作點(diǎn)要使系統(tǒng)能夠在工作點(diǎn)處穩(wěn)定運(yùn)行第六節(jié)電氣傳動(dòng)四、電動(dòng)機(jī)的選擇（一）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇1電動(dòng)機(jī)的主要類(lèi)型（見(jiàn)P233頁(yè)表11－1）2電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇時(shí)需要考慮的主要因素（1）電動(dòng)