機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第六章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

第六章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)本章主要內(nèi)容不完全齒輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)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。

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。

3、了解不完全齒輪機(jī)構(gòu)、工作原理、特點(diǎn)及應(yīng)用。

4、了解凸輪間隙機(jī)構(gòu)的工作原理及特點(diǎn)。本章重點(diǎn)

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。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6－1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)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用（一）齒式棘輪機(jī)構(gòu)圖6－2單向內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)

圖6－3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)過的角度大小可在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：在開始和終止運(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)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用（一）齒式棘輪機(jī)構(gòu)（續(xù)）6－4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)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用（二）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)圖6－5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)用應(yīng)用:

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

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

圖6－6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(續(xù)）

圖6－7爪式超越離合器圖1－棘輪2－棘爪3－從動(dòng)輪圖6－8摩擦式超越離合器1－星輪2－套筒

3－滾柱4－彈簧頂桿dao1Ao2Σ=90°LprpnF三、棘爪工作條件要求在工作時(shí)，棘爪在Pn和F的作用下，能自動(dòng)滑入棘輪齒槽。Pnsinα∵F=Pnf代入得：tgα>f∴

α>φ當(dāng)f=0.2時(shí)，φ＝11°30’

通常取α＝20°，齒偏角αFtFr正壓力－Pn摩擦力－F條件是兩者對(duì)O2的力矩要滿足如下條件：Mpn>MF將力分解成切向和徑向分量M=tgφ齒偏角ααFcosα>LLpt第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)

棘輪參數(shù)計(jì)算公式或取值棘輪幾何尺寸計(jì)算公式模數(shù)m 1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10

頂圓直徑da

da=mz

齒間距pP=πm

齒高h(yuǎn)h=0.75m

齒頂弦長(zhǎng)aa=m棘爪工作面長(zhǎng)度a1a1=(0.5~0.7)a

齒偏角αα＝20°棘輪寬bb=(1~4)m棘爪斜高h(yuǎn)1

、齒斜高h(yuǎn)’h1=h’

≈h/cosα棘輪齒根圓角半徑rfrf=1.5mm棘爪尖端圓角半徑r1r1=2mm

棘爪長(zhǎng)度L一般取

L=2pa1Lp60°~80°hadaαo1o2

齒數(shù)z12~25h’h1rfr1齒槽角第一節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)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6－9外槽輪機(jī)構(gòu)組成：1－撥盤2－槽輪工作原理：撥盤的連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)1－撥盤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)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用圖6－10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6－11圖6－12三、槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)1.運(yùn)動(dòng)系數(shù)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：

t＝2π/ω1定義：

k=td/t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)，槽中心線與撥銷中心連線成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：=2α1/2π2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω290°90°第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)將2α1代入得：

∵k>0可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷時(shí)，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在撥盤上多裝幾個(gè)圓銷，設(shè)裝有n個(gè)均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動(dòng)n次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷的n倍，即:

k=n(1/2-1/z)∵k≤1∴槽數(shù)z≥3得：n≤2z/(z-2)k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽數(shù)z圓銷數(shù)n運(yùn)動(dòng)系數(shù)k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1

即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。<0.5當(dāng)z=4及n=2時(shí)說明此時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間相等。k=n(1/2－1/z)=0.5第二節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)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6－14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)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用類型：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)：工作過程中，從動(dòng)輪在開始轉(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)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

1.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)圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。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。優(yōu)點(diǎn)：可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)減小動(dòng)載荷、避免沖擊、適