機械設計基礎第六章間歇運動機構

第六章間歇運動機構本章主要內容不完全齒輪機構棘輪機構凸輪間歇運動機構槽輪機構本章學習要求1、掌握槽輪機構的工作原理、運動特點、使用場合。

2、掌握棘輪機構的工作原理、運動特點、使用場合。

3、了解不完全齒輪機構、工作原理、特點及應用。

4、了解凸輪間隙機構的工作原理及特點。本章重點

槽輪機構和棘輪機構的工作原理、運動特點、使用場合。第一節(jié)棘輪機構一、棘輪機構的組成及工作原理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構搖桿的連續(xù)往復擺動棘輪的單向間歇運動工作原理：組成：第一節(jié)棘輪機構二、棘輪機構的類型、特點及應用（一）齒式棘輪機構圖6－2單向內嚙合式棘輪機構

圖6－3單向雙動式棘輪機構

a)單頭拉桿式b)推桿式優(yōu)點：機構結構簡單，制造方便，工作可靠，棘輪每次轉過的角度大小可在較大的范圍內調節(jié)。缺點：在開始和終止運動時，產生剛性沖擊；會產生噪聲，棘爪和棘輪齒面易磨損；棘輪每次轉過的角度只能以相鄰兩齒所夾圓心角為單位進行調整。第一節(jié)棘輪機構二、棘輪機構的類型、特點及應用（一）齒式棘輪機構（續(xù)）6－4可換向棘輪機構

a）棘爪翻轉式b）棘爪旋轉式第一節(jié)棘輪機構二、棘輪機構的類型、特點及應用（二）摩擦式棘輪機構圖6－5摩擦式棘輪機構

a）外接式b）內接式1－搖桿2－棘爪3－從動輪優(yōu)點：機構工作較為平穩(wěn)，無噪聲，從動輪每次轉過的角度可無級調整。缺點：從動輪轉角精度差。第一節(jié)棘輪機構棘輪機構應用應用:

低速輕載且對運動精度要求不很嚴格的場合。常用以滿足以下工作要求：

（1）轉位、分度和送進（2）止動（3）超越離合

圖6－6棘輪止動器第一節(jié)棘輪機構棘輪機構應用(續(xù)）

圖6－7爪式超越離合器圖1－棘輪2－棘爪3－從動輪圖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，棘爪在Pn和F的作用下，能自動滑入棘輪齒槽。Pnsinα∵F=Pnf代入得：tgα>f∴

α>φ當f=0.2時，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)棘輪機構

棘輪參數(shù)計算公式或取值棘輪幾何尺寸計算公式模數(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hh=0.75m

齒頂弦長aa=m棘爪工作面長度a1a1=(0.5~0.7)a

齒偏角αα＝20°棘輪寬bb=(1~4)m棘爪斜高h1

、齒斜高h’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)棘輪機構第二節(jié)槽輪機構一、槽輪機構的組成及工作原理圖6－9外槽輪機構組成：1－撥盤2－槽輪工作原理：撥盤的連續(xù)回轉運動1－撥盤2－槽輪槽輪的間歇回轉運動第二節(jié)槽輪機構二、槽輪機構的類型、特點及應用圖6－10內槽輪機構槽輪機構有兩種形式：

1）外槽輪機構2）內槽輪機構優(yōu)點：

結構簡單，工作可靠，機械效率高，工作較為平穩(wěn)。缺點：存在柔性沖擊，產生較大的動載荷；轉角與輪槽槽數(shù)有關，不能調節(jié)。應用場合：

適用于低速、輕載不要求經(jīng)常調整轉角的場合。第二節(jié)槽輪機構二、槽輪機構的類型、特點及應用槽輪機構的典型應用舉例：轉塔車床刀架轉位機構中的槽輪機構電影放映機中的槽輪機構圖6－11圖6－12三、槽輪機構的主要參數(shù)1.運動系數(shù)撥盤等速回轉，在一個運動循環(huán)內，總的運動時間為：

t＝2π/ω1定義：

k=td/t為運動系數(shù)，即：

k=td/t

為減少沖擊，進入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中心連線成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽輪的運動時間為：=2α1/2π2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω290°90°第二節(jié)槽輪機構將2α1代入得：

∵k>0可知：當只有一個圓銷時，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽輪機構，則可在撥盤上多裝幾個圓銷，設裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉一圈，槽輪被撥動n次。故運動系數(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運動系數(shù)k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1

即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。<0.5當z=4及n=2時說明此時槽輪的運動時間和靜止時間相等。k=n(1/2－1/z)=0.5第二節(jié)槽輪機構第三節(jié)不完全齒輪機構一、不完全齒輪機構的工作原理圖6－14外嚙合不完全齒輪機構

a）主動輪齒數(shù)為1b）主動輪齒數(shù)為41—主動輪2—從動主動輪連續(xù)回轉從動輪單向間歇回轉工作原理:第三節(jié)不完全齒輪機構二、不完全齒輪機構的類型、特點及應用類型：外嚙合和內嚙合優(yōu)點：結構簡單，制造容易；選擇范圍大，設計靈活。缺點：工作過程中，從動輪在開始轉動和終止轉動的瞬時，角速度有突變，會產生剛性沖擊。1—主動輪2—從動輪圖11－15內嚙合不完全齒輪機構應用：

一般只應用于低速輕載的工作條件。常用于多工位自動機和半自動機工作臺的間歇轉位裝置、計數(shù)機構.第四節(jié)凸輪式間歇運動機構

1.工作原理及特點

圓柱凸輪連續(xù)回轉，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇轉動。特點：從動圓盤的運動規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。優(yōu)點：可通過選擇適當?shù)倪\動規(guī)律來減小動載荷、避免沖擊、適