常用步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、第四章第四章 常用步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)常用步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4 41 1 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)4 42 2 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)4 43 3 不完全齒機(jī)構(gòu)不完全齒機(jī)構(gòu)一、一、棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理的組成及其工作原理組成：組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。41 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)工作原理：工作原理：擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。 適用于速度較低和載荷不大

2、的場(chǎng)合。適用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。棘輪棘輪類(lèi)型類(lèi)型按工作方式：按工作方式：按輪齒分布：按輪齒分布：按轉(zhuǎn)角是否可調(diào)按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):固定轉(zhuǎn)角固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角可調(diào)轉(zhuǎn)角輪齒棘輪輪齒棘輪、 摩擦棘輪摩擦棘輪 演示模型外緣外緣、 內(nèi)緣內(nèi)緣、 端面端面棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。單向單向、雙向運(yùn)動(dòng)雙向運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型與應(yīng)用二、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型與應(yīng)用按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào)按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):按工作原理分按工作原理分 :單動(dòng)式單動(dòng)式、 雙動(dòng)式雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。調(diào)桿長(zhǎng)擺角、加滑動(dòng)罩設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪可雙向運(yùn)動(dòng)棘輪可雙向運(yùn)動(dòng)ABB

3、雙向棘輪雙向棘輪1 雙向棘輪雙向棘輪2 設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪023451023451調(diào)滑動(dòng)罩調(diào)滑動(dòng)罩牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)通過(guò)調(diào)整桿長(zhǎng)來(lái)調(diào)擺角通過(guò)調(diào)整桿長(zhǎng)來(lái)調(diào)擺角設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云2113231324摩擦棘輪摩擦棘輪超越離合器超越離合器設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABCD運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。應(yīng)用：應(yīng)用：在各類(lèi)機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。在各類(lèi)機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。實(shí)例

4、：實(shí)例：止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn) 位、超越離合器（單車(chē)飛輪）。位、超越離合器（單車(chē)飛輪）。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)沖頭沖頭卸料工位卸料工位裝料工位裝料工位沖壓工位沖壓工位設(shè)計(jì)：潘存云dao1Ao2=90LprpnF三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)要求在工作時(shí)，棘爪在要求在工作時(shí)，棘爪在Pn和和F的作用下，能自動(dòng)滑入棘的作用下，能自動(dòng)滑入棘輪齒槽。輪齒槽。Pn sin F= Pn f 代入得：代入得：tg f 當(dāng)當(dāng) f=0.2 時(shí)，時(shí)，1130 通常取通常取20FtFr正壓力正壓力Pn摩擦力摩擦力F條件是兩者對(duì)條件是兩者對(duì)O2的力的力矩要滿(mǎn)足如下條件：矩要滿(mǎn)足如下條件：MpnMF將力分解

5、成切向和徑向分量將力分解成切向和徑向分量M=tg齒偏角齒偏角FcosLLpt棘輪幾何尺寸計(jì)算公式棘輪幾何尺寸計(jì)算公式模數(shù)模數(shù)m1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10 頂圓直徑頂圓直徑da da =mz 與齒輪不同 齒間距齒間距p P=m 齒高齒高h(yuǎn) h=0.75m 齒頂弦長(zhǎng)齒頂弦長(zhǎng)a a=m棘爪工作面長(zhǎng)度棘爪工作面長(zhǎng)度a1 a1=(0.50.7)a 齒偏角齒偏角 20棘輪寬棘輪寬b b=(14)m棘爪斜高棘爪斜高h(yuǎn)1 、齒斜高、齒斜高h(yuǎn) h1=h h/cos棘輪齒根圓角半徑棘輪齒根圓角半徑rf rf =1.5 mm棘爪尖端圓角半徑棘爪尖端圓角半徑r1 r1 =2 mm 棘爪長(zhǎng)

6、度棘爪長(zhǎng)度L 一般取一般取 L=2pa1Lp6080hadao1o2 齒數(shù)齒數(shù)z 1225 棘輪參數(shù)棘輪參數(shù) 計(jì)算公式或取值計(jì)算公式或取值hh1rfr1齒槽角齒槽角設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云o21 1242 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)（馬爾它機(jī)構(gòu)）（馬爾它機(jī)構(gòu)）一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作特點(diǎn)一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作特點(diǎn)作用：作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。組成：組成：帶圓銷(xiāo)的撥盤(pán)、帶有徑向帶圓銷(xiāo)的撥盤(pán)、帶有徑向槽的槽輪。撥盤(pán)和槽輪上都有鎖槽的槽輪。撥盤(pán)和槽輪上都有鎖止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤(pán)上止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤(pán)上的凸圓弧，起鎖定作用。的凸圓弧，起鎖定作用。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)

7、構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中角速能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中角速度有變化度有變化 ，不適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。，不適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。o1工作過(guò)程：工作過(guò)程：撥盤(pán)連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止撥盤(pán)連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。弧接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。鎖止弧鎖止弧槽輪槽輪撥盤(pán)撥盤(pán)圓銷(xiāo)圓銷(xiāo)設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云二、槽輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型與應(yīng)用二、槽輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型與應(yīng)用球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例： 電影放映機(jī)電影放映機(jī)、 自動(dòng)攝影機(jī)、自動(dòng)攝影機(jī)、六角車(chē)床轉(zhuǎn)塔六

8、角車(chē)床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)槽輪槽輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)類(lèi)型類(lèi)型軸線(xiàn)平行軸線(xiàn)平行軸線(xiàn)相交軸線(xiàn)相交放映機(jī)的反應(yīng)用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)o1o21 122 2六槽內(nèi)槽輪六槽內(nèi)槽輪撥盤(pán)撥盤(pán)六角車(chē)床轉(zhuǎn)塔六角車(chē)床轉(zhuǎn)塔圓銷(xiāo)圓銷(xiāo)車(chē)螺紋車(chē)螺紋41裝牙膏裝牙膏筒筒2車(chē)帽口車(chē)帽口6卸牙膏筒卸牙膏筒5切尾切尾3 空閑空閑三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)1.運(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù)撥盤(pán)等速回轉(zhuǎn)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循撥盤(pán)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：環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： t2/2/1 1定義：定義： k=td / t 為運(yùn)

9、動(dòng)系數(shù)，即：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(xiàn)與撥銷(xiāo)中為減少?zèng)_擊，進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，槽中心線(xiàn)與撥銷(xiāo)中心連線(xiàn)成心連線(xiàn)成90角。故有：角。故有：221 1222 2td2 21 1/1 1槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：=21 1/221 1=2 22 2=(2(2/z)/z)= = 2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 29090將將21 1代入得：代入得： k0k0可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷(xiāo)時(shí)，可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷(xiāo)時(shí)，k=1/2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到k0.5k0.5的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在撥盤(pán)上多裝幾個(gè)撥

10、盤(pán)上多裝幾個(gè)圓銷(xiāo)，設(shè)裝有圓銷(xiāo)，設(shè)裝有n個(gè)均勻分布的圓銷(xiāo)，則撥盤(pán)轉(zhuǎn)一圈，槽個(gè)均勻分布的圓銷(xiāo)，則撥盤(pán)轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動(dòng)輪被撥動(dòng)n次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷(xiāo)的次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷(xiāo)的n倍，即倍，即: k= n(1/2-1/z)1/2-1/z) k1 k1 槽數(shù)槽數(shù) z3 z3 得：得：n2z/2z/ (z -2)z -2)提問(wèn)：why k1？ 事實(shí)上，當(dāng)k=1時(shí)，槽輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)不具備間歇運(yùn)動(dòng)特性了。k =1/2-1/z =1/2-1/z7120.361槽數(shù)槽數(shù)z圓銷(xiāo)數(shù)圓銷(xiāo)數(shù)n運(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù)k 3 16 1/61 4 14 0.251 5 、6 13 0.31 即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。即槽

11、輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。 0.5 0.5當(dāng)當(dāng)z=4及及n=2時(shí)時(shí)說(shuō)明此時(shí)槽輪的說(shuō)明此時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間和和靜止時(shí)間靜止時(shí)間相等。相等。k=n(1/21/z) = 0.51四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算圓銷(xiāo)半徑圓銷(xiāo)半徑r 由受力大小確定由受力大小確定 rR/6中心距中心距L 由安裝空間確定由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑R R=Lsin=Lsin(/z)槽頂半徑槽頂半徑s s=Lcos=Lcos(/z)槽深槽深h hs-(L-R-r)撥盤(pán)軸徑撥盤(pán)軸徑d1 d12(L-s)槽輪軸徑槽輪軸徑d2 d22(L-R-r)參參 數(shù)數(shù) 計(jì)算公式或依據(jù)計(jì)算公式或依據(jù)槽數(shù)槽數(shù)z

12、 由工作要求確定由工作要求確定圓銷(xiāo)數(shù)圓銷(xiāo)數(shù)nsd1d2rr0槽頂側(cè)壁厚槽頂側(cè)壁厚b b=35 mm 經(jīng)驗(yàn)確定經(jīng)驗(yàn)確定b鎖止弧半徑鎖止弧半徑r0 r0=R-r-bRLh24 43 不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu) 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)工作原理工作原理：在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)：在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無(wú)齒部分由鎖止弧定位使從合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無(wú)齒部分由鎖止弧

13、定位使從動(dòng)輪靜止。動(dòng)輪靜止。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng) 時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。2.類(lèi)型及應(yīng)用類(lèi)型及應(yīng)用類(lèi)型：類(lèi)型：外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：從動(dòng)輪在開(kāi)始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大從動(dòng)輪在開(kāi)始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。沖擊，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專(zhuān)用機(jī)械中。應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)