機械原理--其他機構(gòu)

1、6 6 其他常用機構(gòu)其他常用機構(gòu) 6.1間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu) 以下機構(gòu)能實現(xiàn)間歇運動嗎？間歇運動嗎？ 特點特點將主動件的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換成從動件有規(guī)律的運動和停歇。將主動件的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換成從動件有規(guī)律的運動和停歇。幾種常見的間歇運動機構(gòu)幾種常見的間歇運動機構(gòu)槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)( (Geneva drive) )棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)( (Ratchet mechanism) )不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)( (Intermittent gearing) )凸輪式間歇運動機構(gòu)凸輪式間歇運動機構(gòu)( (Cam-type index mechanism) ) 槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu) 一、槽輪機構(gòu)一、槽輪機構(gòu)1. 槽

2、輪機構(gòu)的組成及工作特點槽輪機構(gòu)的組成及工作特點槽輪機構(gòu)的組成及工作特點槽輪機構(gòu)的組成及工作特點 2. 槽輪機構(gòu)的應(yīng)用槽輪機構(gòu)的應(yīng)用一般用于轉(zhuǎn)速不很高的自動機械、輕工機械或儀器儀表一般用于轉(zhuǎn)速不很高的自動機械、輕工機械或儀器儀表中，例如電影放映機的送片機構(gòu)，長圖記錄儀的打印機構(gòu)中，例如電影放映機的送片機構(gòu)，長圖記錄儀的打印機構(gòu)等。等。3. 槽輪機構(gòu)的類型槽輪機構(gòu)的類型外槽輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)內(nèi)槽輪機構(gòu)內(nèi)槽輪機構(gòu)槽條機構(gòu)槽條機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)等球面槽輪機構(gòu)等外槽輪機構(gòu)外槽輪機構(gòu)External Geneva drive內(nèi)槽輪機構(gòu)內(nèi)槽輪機構(gòu)Internal Geneva drive槽條機構(gòu)槽條機構(gòu)Gene

3、va rack mechanism球面槽輪機構(gòu)球面槽輪機構(gòu)Spherical Geneva drive不等臂長多銷槽輪機構(gòu)不等臂長多銷槽輪機構(gòu)Nonequivalent arm and multiple-pin Geneva drive偏置外槽輪機構(gòu)偏置外槽輪機構(gòu)Offset external Geneva drive偏置內(nèi)槽輪機構(gòu)偏置內(nèi)槽輪機構(gòu)Offset internal Geneva drive多銷的槽輪機構(gòu)多銷的槽輪機構(gòu) 當(dāng)要求撥盤轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，槽輪當(dāng)要求撥盤轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)，槽輪K次停歇的次停歇的時間不相等，那么可將圓銷不均勻地分布在主時間不相等，那么可將圓銷不均勻地分布在主動撥盤等

4、徑的圓周上。動撥盤等徑的圓周上。 假設(shè)還要求撥盤轉(zhuǎn)一周過程中槽輪假設(shè)還要求撥盤轉(zhuǎn)一周過程中槽輪K次運動時次運動時間也互不相等時，那么還應(yīng)使各圓銷中心的回間也互不相等時，那么還應(yīng)使各圓銷中心的回轉(zhuǎn)半徑也互不相等。轉(zhuǎn)半徑也互不相等。一、槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理一、槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作原理1 2 1O2OG 工作原理：撥盤的連工作原理：撥盤的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換為槽輪的續(xù)運動轉(zhuǎn)換為槽輪的單向間歇運動。單向間歇運動。撥盤撥盤槽輪槽輪定位盤定位盤定位弧定位弧鎖止弧鎖止弧張角張角槽輪每轉(zhuǎn)動一次和停槽輪每轉(zhuǎn)動一次和停歇一次構(gòu)成一個運動歇一次構(gòu)成一個運動循環(huán)。循環(huán)。槽輪機構(gòu)的設(shè)計n運動系數(shù)運動系數(shù) 在一個運動循環(huán)中，

5、在一個運動循環(huán)中，槽輪的運動時間在一個間歇周期槽輪的運動時間在一個間歇周期中所占的比例。中所占的比例。12ttraA2 1 R1O2O012 G022 槽輪槽數(shù)和撥盤圓銷數(shù)的選擇槽輪槽數(shù)和撥盤圓銷數(shù)的選擇) z2(220201 020122z2)2z(KK22tt110112 2 1 1O2O012 G022 O1G O2Gz為槽數(shù)，為槽數(shù)，K為均布的圓銷數(shù)為均布的圓銷數(shù)設(shè)計槽輪時應(yīng)注意的事項zzKtt2)2(121運動系數(shù)運動系數(shù)應(yīng)大于零，故槽輪的槽數(shù)應(yīng)大于零，故槽輪的槽數(shù)z應(yīng)大于或等于應(yīng)大于或等于3；2運動系數(shù)運動系數(shù)將隨將隨z的增加而增加；的增加而增加；3對于對于K=1的單銷外槽輪機構(gòu)，

6、的單銷外槽輪機構(gòu)，0.5，應(yīng)增加圓銷數(shù)應(yīng)增加圓銷數(shù)K。2zz2K 21K6z 時時，31K4z ，zzKtt2)2(124槽輪必須有停歇時間，所以槽輪必須有停歇時間，所以 1。撥盤的圓銷數(shù)。撥盤的圓銷數(shù)K與槽輪槽與槽輪槽數(shù)數(shù)z的關(guān)系應(yīng)為的關(guān)系應(yīng)為槽輪機構(gòu)應(yīng)用舉例槽輪機構(gòu)應(yīng)用舉例蜂窩煤成型機模盤轉(zhuǎn)位機構(gòu)蜂窩煤成型機模盤轉(zhuǎn)位機構(gòu) 二、棘輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)1. 棘輪機構(gòu)的組成及工作特點棘輪機構(gòu)的組成及工作特點 棘輪機構(gòu)的組成及工作特點棘輪機構(gòu)的組成及工作特點 2. 棘輪機構(gòu)的應(yīng)用棘輪機構(gòu)的應(yīng)用 在工程中廣泛應(yīng)用于在工程中廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)位分度轉(zhuǎn)位分度( (Indexing) )、進給進給( (Feed)

7、)、單向離單向離合器合器( (One-way clutch) ) 、超越離合器超越離合器( (Overrun clutch) ) 、制動器制動器( (Brake) )等。等。 3. 棘輪機構(gòu)的類型棘輪機構(gòu)的類型輪齒式棘輪輪齒式棘輪( (Tooth ratchet) )機構(gòu)機構(gòu)摩擦式棘輪摩擦式棘輪( (Friction ratchet) ) 機構(gòu)機構(gòu) 外嚙合輪齒式棘輪機構(gòu)外嚙合輪齒式棘輪機構(gòu)Externally meshed tooth ratchet mechanism內(nèi)嚙合輪齒式棘輪機構(gòu)內(nèi)嚙合輪齒式棘輪機構(gòu)Internally meshed tooth ratchet mechanism棘條

8、機構(gòu)棘條機構(gòu)Ratchet rack mechanism鉤頭雙動式棘輪機構(gòu)鉤頭雙動式棘輪機構(gòu)Hooked double function ratchet mechanism直推雙動式棘輪機構(gòu)直推雙動式棘輪機構(gòu)Straight double function ratchet mechanism可變向棘輪機構(gòu)可變向棘輪機構(gòu)Changeable direction ratchet mechanism可變向棘輪機構(gòu)可變向棘輪機構(gòu)Changeable direction ratchet mechanism外嚙合摩擦式棘輪機構(gòu)外嚙合摩擦式棘輪機構(gòu)Externally meshed silent ratch

9、et mechanism滾子內(nèi)嚙合摩擦式棘輪機構(gòu)滾子內(nèi)嚙合摩擦式棘輪機構(gòu)Internally meshed roller silent ratchet mechanism內(nèi)嚙合摩擦式棘輪機構(gòu)內(nèi)嚙合摩擦式棘輪機構(gòu)Externally meshed silent ratchet mechanism牛頭刨床工作臺進給機構(gòu)牛頭刨床工作臺進給機構(gòu)棘輪機構(gòu)應(yīng)用舉例棘輪機構(gòu)應(yīng)用舉例制動機構(gòu)制動機構(gòu) 在卷揚機中通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)制動功能，防止鏈條斷裂時卷筒逆轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)動停比調(diào)節(jié)動停比n改變棘輪遮板位置思考：還有哪些方法調(diào)節(jié)動停比？ 三、不完全齒輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu) 1. 不完全齒輪機構(gòu)的工作原理及特點不完全齒輪

10、機構(gòu)的工作原理及特點 不完全齒輪機構(gòu)的工作原理及特點不完全齒輪機構(gòu)的工作原理及特點 2. 不完全齒輪機構(gòu)的應(yīng)用不完全齒輪機構(gòu)的應(yīng)用多用于多工位自動機和半自動機工作臺的多用于多工位自動機和半自動機工作臺的間歇轉(zhuǎn)位間歇轉(zhuǎn)位( (Intermittent indexing) ) 、計數(shù)機構(gòu)計數(shù)機構(gòu)( (Counting mechanism) )及某些及某些間歇進給間歇進給( (Intermittent feed) )機構(gòu)中。機構(gòu)中。3. 不完全齒輪機構(gòu)的類型不完全齒輪機構(gòu)的類型外嚙合不完全齒輪機構(gòu)外嚙合不完全齒輪機構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機構(gòu)單齒外嚙合傳動單齒外嚙合傳動External

11、ly meshed single-tooth intermittent gearing局部齒外嚙合傳動局部齒外嚙合傳動Externally meshed several-tooth intermittent gearing單齒內(nèi)嚙合輪傳動單齒內(nèi)嚙合輪傳動Internally meshed single-tooth intermittent gearing齒輪與齒條傳動齒輪與齒條傳動Intermittent pinion and rack 不完全齒輪機構(gòu) 1 圓錐不完全齒輪傳動圓錐不完全齒輪傳動Intermittent bevel gearing 不完全齒輪機構(gòu) 2 四、凸輪式間歇機構(gòu)四、凸輪式

12、間歇機構(gòu) 1. 凸輪式間歇機構(gòu)的工作原理及特點凸輪式間歇機構(gòu)的工作原理及特點凸輪式間歇運動機構(gòu)的工作原理及特點凸輪式間歇運動機構(gòu)的工作原理及特點 2. 凸輪式間歇機構(gòu)的應(yīng)用凸輪式間歇機構(gòu)的應(yīng)用常用于需要高速間歇轉(zhuǎn)位的分度裝置和要求常用于需要高速間歇轉(zhuǎn)位的分度裝置和要求步進步進( (Stepping) )動動作的機械中，例如多工位立式半自動機中工作盤的轉(zhuǎn)位，某些包裝作的機械中，例如多工位立式半自動機中工作盤的轉(zhuǎn)位，某些包裝機、拉鏈嵌齒機的間歇供料傳動系統(tǒng)。機、拉鏈嵌齒機的間歇供料傳動系統(tǒng)。 3. 凸輪式間歇機構(gòu)的類型凸輪式間歇機構(gòu)的類型圓柱凸輪間歇運動機構(gòu)圓柱凸輪間歇運動機構(gòu)蝸桿凸輪間歇運動機構(gòu)

13、蝸桿凸輪間歇運動機構(gòu)圓柱凸輪分度機構(gòu)圓柱凸輪分度機構(gòu)Cylindrical cam index mechanism蝸桿凸輪分度機構(gòu)蝸桿凸輪分度機構(gòu)Hourglass cam index mechanism7-2 具有其他功能的機構(gòu)n組合機構(gòu)是將兩種和幾種根本機構(gòu)通過封閉約束組合而成的，它是具有與原根本機構(gòu)不同結(jié)構(gòu)特點和運動性能的復(fù)合式機構(gòu)。組組 合合 機機 構(gòu)構(gòu)組組 合合 機機 構(gòu)構(gòu)組合機構(gòu)與機構(gòu)組合的不同處在于：機構(gòu)組合中所含的子機構(gòu)，在組合中仍能保持其原有的結(jié)構(gòu)，各自相對獨立，而組合機構(gòu)所含的各子機構(gòu)不能保持相對獨立，而是“有機連接。所以，組合機構(gòu)可以看成是假設(shè)干根本機構(gòu)“有機連接的獨特機

14、構(gòu)，每種組合機構(gòu)具有各自特有的型組合、尺寸綜合和分析設(shè)計方法。齒輪凸輪機構(gòu) n齒輪凸輪機構(gòu)利用凸輪機構(gòu)能實現(xiàn)任意給定的運動規(guī)律的特點，主要用于實現(xiàn)給定運動規(guī)律的整周回轉(zhuǎn)運動，它可使從動件獲得變速運動、間歇運動及復(fù)雜的運動規(guī)律。 齒輪凸輪機構(gòu)齒輪連桿機構(gòu) n齒輪連桿機構(gòu)是種類最多、應(yīng)用最廣的一種組合機構(gòu)，它能實現(xiàn)較復(fù)雜的運動規(guī)律和軌跡，而且它與凸輪連桿機構(gòu)和齒輪凸輪機構(gòu)相比，由于沒有凸輪，制造方便。 齒輪連桿機構(gòu)凸輪連桿機構(gòu) n 齒輪連桿機構(gòu)不能精確實現(xiàn)給定的運動規(guī)律和軌跡，凸輪連桿機構(gòu)能精確滿足上述要求凸輪連桿機構(gòu)組合機構(gòu)的應(yīng)用n1能實現(xiàn)給定的精確軌跡，特別是形狀較復(fù)雜的軌跡。 n2能實現(xiàn)給定

15、復(fù)雜的輸出函數(shù)和復(fù)雜的運動規(guī)律。 n3能實現(xiàn)周期性停歇擺動或移動；機構(gòu)的組合將兩個或兩個以上的單一機構(gòu)按順序連將兩個或兩個以上的單一機構(gòu)按順序連接，每一個前置機構(gòu)的輸出運動是其后續(xù)機接，每一個前置機構(gòu)的輸出運動是其后續(xù)機構(gòu)的輸入運動，這樣的組合方式稱之為機構(gòu)構(gòu)的輸入運動，這樣的組合方式稱之為機構(gòu)的串聯(lián)組合。的串聯(lián)組合。輸入輸入輸出輸出01 23 一機構(gòu)的串聯(lián)組合一機構(gòu)的串聯(lián)組合輸入輸入輸出輸出01 23 1、構(gòu)件固接式串聯(lián)、構(gòu)件固接式串聯(lián)假設(shè)將前一個機構(gòu)的輸出構(gòu)件和假設(shè)將前一個機構(gòu)的輸出構(gòu)件和后一個機構(gòu)的輸入構(gòu)件固接，串聯(lián)組后一個機構(gòu)的輸入構(gòu)件固接，串聯(lián)組成一個新的復(fù)合機構(gòu)，這稱之為構(gòu)件成一個

16、新的復(fù)合機構(gòu)，這稱之為構(gòu)件固結(jié)式串聯(lián)。固結(jié)式串聯(lián)。1將勻速運動機構(gòu)作為前置機構(gòu)將勻速運動機構(gòu)作為前置機構(gòu)與另一機構(gòu)串聯(lián)，可以改變輸出運動與另一機構(gòu)串聯(lián)，可以改變輸出運動的速度和周期。的速度和周期。連桿-棘輪組合 將一個非勻速運動機構(gòu)作為前置機構(gòu)與工作機構(gòu)串聯(lián)，將一個非勻速運動機構(gòu)作為前置機構(gòu)與工作機構(gòu)串聯(lián)，那么可改變機構(gòu)的速度特性。那么可改變機構(gòu)的速度特性。由假設(shè)干個子機構(gòu)串聯(lián)組合可得到傳力性能較好由假設(shè)干個子機構(gòu)串聯(lián)組合可得到傳力性能較好的機構(gòu)系統(tǒng)。的機構(gòu)系統(tǒng)。S8745321 6SS = gf( )S = g( )雙曲柄機構(gòu)與六桿機構(gòu)串聯(lián)雙曲柄機構(gòu)與六桿機構(gòu)串聯(lián)7654321 槽輪機構(gòu)槽輪

17、機構(gòu) 與與導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿機構(gòu) 串聯(lián)串聯(lián)12345BADM、軌跡點串聯(lián)、軌跡點串聯(lián)假假設(shè)前一個根本機構(gòu)的輸出為平面運動構(gòu)件上某假假設(shè)前一個根本機構(gòu)的輸出為平面運動構(gòu)件上某一點的軌跡，通過軌跡點與后一個機構(gòu)相連，這種一點的軌跡，通過軌跡點與后一個機構(gòu)相連，這種連接方式稱為連接方式稱為“軌跡點串聯(lián)軌跡點串聯(lián)“。二機構(gòu)的并聯(lián)組合 以一個多自由度機構(gòu)作為根底機構(gòu)，將一個或幾個自由度為的機構(gòu)可稱為附加機構(gòu)的輸出構(gòu)件接入根底機構(gòu)，這種組合方式稱為并聯(lián)組合。并聯(lián)組合的幾種常見方式：并聯(lián)組合的幾種常見方式：誤差校正機構(gòu)誤差校正機構(gòu)1232123S1 2 1三機構(gòu)的混接式組合 綜合運用串聯(lián)綜合運用串聯(lián)并聯(lián)組合并聯(lián)組

18、合方式可組成更為復(fù)雜的機構(gòu)，方式可組成更為復(fù)雜的機構(gòu)，此種組合方式稱之為機構(gòu)的此種組合方式稱之為機構(gòu)的混接式組合?；旖邮浇M合。四機構(gòu)組合設(shè)計舉例四機構(gòu)組合設(shè)計舉例步驟：步驟：1根據(jù)機械的工作原理確定執(zhí)行構(gòu)件所根據(jù)機械的工作原理確定執(zhí)行構(gòu)件所要完成的運動；要完成的運動；2將執(zhí)行構(gòu)件的運動分解成機構(gòu)易于實將執(zhí)行構(gòu)件的運動分解成機構(gòu)易于實現(xiàn)的根本運動或動作，分別擬訂能完成這現(xiàn)的根本運動或動作，分別擬訂能完成這些根本運動或構(gòu)型的方案；些根本運動或構(gòu)型的方案；3將上述各機構(gòu)構(gòu)型方案按某種組合方將上述各機構(gòu)構(gòu)型方案按某種組合方式組成一個新的復(fù)合機構(gòu)。式組成一個新的復(fù)合機構(gòu)。平臺印刷機平臺印刷機 ADCBD

19、EFABDCEF 版版臺臺傳傳動動機機構(gòu)構(gòu)平平臺臺印印刷刷機機平臺印刷機版臺傳動機構(gòu)n根底機構(gòu)根底機構(gòu)：n齒輪條機構(gòu)。齒輪條機構(gòu)。n附加機構(gòu)：附加機構(gòu)：n雙曲柄機構(gòu)雙曲柄機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)I、凸輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)。n輸入運動：輸入運動：n曲柄的勻速轉(zhuǎn)動。曲柄的勻速轉(zhuǎn)動。n輸出運動：輸出運動：n上齒條固結(jié)的版臺往復(fù)運動。上齒條固結(jié)的版臺往復(fù)運動。73 螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu) 用螺旋副聯(lián)接兩構(gòu)件而形成的機構(gòu)稱為螺旋機構(gòu)常用的螺旋機構(gòu)中，除包含螺旋副以外，還有轉(zhuǎn)動副、移動副螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu) 螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)( (Screw mechanism) )利用螺旋副傳遞運動和動力利用螺旋副傳遞運動和動

20、力。單螺旋副傳動機構(gòu) 圖示為單螺旋副機構(gòu)。圖中，構(gòu)件1為螺桿，構(gòu)件2為螺母，構(gòu)件3為機架； A為轉(zhuǎn)動副；B為螺旋副，其導(dǎo)程為hB ；C為移動副。單螺旋機構(gòu)常用于臺鉗及許多金屬切削機床的走刀機構(gòu)、千斤頂、螺旋拆卸裝置中。千斤頂走刀機構(gòu)螺旋拆卸裝置雙螺旋機構(gòu)雙螺旋機構(gòu)在圖示的雙螺旋機構(gòu)中，A和B均為螺旋副，其導(dǎo)程分別為hA和hB。雙螺旋機構(gòu)的應(yīng)用復(fù)式螺旋被用作火車車箱聯(lián)接器 雙螺旋機構(gòu)的應(yīng)用圖為壓榨機構(gòu)，螺桿1兩端分別與螺母2、3組成旋向相反導(dǎo)程相同的螺旋副，A、B根據(jù)復(fù)式螺旋的原理上下運動壓榨物件。 (1) 能將回轉(zhuǎn)運動變換為直線運動 (2) 速比大?？捎糜谌缜Х殖吣菢拥穆菪郎y微器中。 (3) 傳動平穩(wěn)，無噪音，反行程可以自鎖。 (4) 省力?？捎脠D7-3所示的拆卸工具將配合得很緊的軸和軸承分開。 螺旋機構(gòu)的缺點是: 效率低、相對運動外表磨損快；另外，實現(xiàn)往復(fù)運行要靠主動件改變轉(zhuǎn)動方向來實現(xiàn)。4. 4.螺旋機構(gòu)特點螺旋機構(gòu)特點 萬向聯(lián)軸節(jié)主要用于傳遞兩相交軸間的動力和運動，而且在傳動過程中兩軸之間的夾角可以變動，它廣泛應(yīng)用于汽車、機床、冶金機械等傳動系統(tǒng)中。7-4 萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié)萬向聯(lián)軸節(jié) 作用作用用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，在傳動過程中，用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，在傳動過程中，兩軸