《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》項(xiàng)目5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)項(xiàng)目五 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 任務(wù)：間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析 。重點(diǎn)：棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理難點(diǎn)：如何應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu) 基本學(xué)習(xí)要點(diǎn) 典型的棘輪機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)為輪齒式外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)，由棘輪3、棘爪2、搖桿1和止動(dòng)爪4、彈簧5和機(jī)架所組成。棘輪3固裝在傳動(dòng)軸上，棘輪的齒可以制作在棘輪的外緣、內(nèi)緣或端面上，而實(shí)際應(yīng)用中以作在外緣上居多。搖桿1空套在傳動(dòng)軸上。 當(dāng)搖桿沿逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，棘爪2嵌入機(jī)輪3上的齒間，推動(dòng)機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)搖桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，止動(dòng)爪4阻止棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)棘爪2在棘輪齒背上滑過(guò)，此時(shí)棘輪靜止。這樣，當(dāng)搖桿往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪便可以得到單向的間歇運(yùn)動(dòng)。 如圖所示為

2、一內(nèi)接式棘輪機(jī)構(gòu)。 如果工作需要，要求棘輪能作不同轉(zhuǎn)向的間歇運(yùn)動(dòng)，則可把棘輪的齒作成矩形，而將棘爪作成圖所示的可翻轉(zhuǎn)的棘爪。 如圖所示為一種棘爪可以繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)棘爪按圖示位置安放時(shí)，棘輪可以得到逆時(shí)針?lè)较虻膯蜗蜷g歇運(yùn)動(dòng)；而當(dāng)棘爪提起，并繞本身軸線旋轉(zhuǎn) 后再放下時(shí)，就可以使棘輪獲得順時(shí)針?lè)较虻膯蜗蜷g隙運(yùn)動(dòng)。 棘輪上加一個(gè)遮板，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)棘輪上的一部分齒。這樣，當(dāng)搖桿逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，棘爪先在遮板上滑動(dòng)，然后才插入棘輪的齒槽推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。被遮住的齒越多，棘輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就越小。 如圖所示為摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。這種棘輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)棘輪與棘爪之間的摩擦而使棘爪實(shí)現(xiàn)間歇傳動(dòng)的。

3、棘輪機(jī)構(gòu)常用在各種機(jī)床、自動(dòng)機(jī)、自行車(chē)、螺旋千斤頂?shù)雀鞣N機(jī)械中。棘輪還被廣泛低用作防止機(jī)械逆轉(zhuǎn)的制動(dòng)器中，這類棘輪制動(dòng)器常用在卷?yè)P(yáng)機(jī)、提升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和牽引設(shè)備中。圖所示為一提升機(jī)中的棘輪制動(dòng)器，重物Q被提升后，由于棘輪受到止動(dòng)爪的制動(dòng)作用，卷筒不會(huì)在重力作用下反轉(zhuǎn)下降。槽輪機(jī)構(gòu)1、槽輪工作原理和類型如圖所示為一外槽輪機(jī)構(gòu)。 如圖所示為槽輪機(jī)構(gòu)在電影放映機(jī)中的間歇抓片機(jī)構(gòu)。 槽輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高，并能較平穩(wěn)地進(jìn)行間歇轉(zhuǎn)位的優(yōu)點(diǎn)，故在工程上得到了廣泛應(yīng)用。內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理與外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)一樣。相比之下，內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)比外槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊。但是槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角不

4、能調(diào)節(jié)，且運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度變化比較大，所以一般只用于轉(zhuǎn)速不高的定角度分度機(jī)構(gòu)中。 2、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù) 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間 與撥盤(pán)運(yùn)動(dòng)時(shí)間 之比稱為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，用 來(lái)表示。 由于撥盤(pán)通常作等速運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)系數(shù) 也可以用撥盤(pán)轉(zhuǎn)角表示，如圖410所示的單圓銷槽輪機(jī)構(gòu)，時(shí)間 和 分別對(duì)應(yīng)的撥盤(pán)轉(zhuǎn)角為 和 ，所以有： 為避免剛性沖擊，在圓銷進(jìn)入或脫出槽輪徑向槽時(shí)，圓銷的速度方向應(yīng)與槽輪槽的中心線重合，即徑向槽的中心線應(yīng)切于圓銷中心的運(yùn)動(dòng)圓周。因此，若設(shè)z為均勻分布的徑向槽數(shù)目，則可得：所以得到： 由于運(yùn)動(dòng)系數(shù) 必須大于零，故由上式可知徑向槽數(shù)最少等于3，而 總小于0.5，即槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間總

5、小于停歇時(shí)間。 如果要求槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間大于停歇時(shí)間，即要求0.5，則可以在撥盤(pán)上裝數(shù)個(gè)圓銷。設(shè)K為均勻分布在撥盤(pán)上的圓銷數(shù)目，則運(yùn)動(dòng)系數(shù) 應(yīng)為：由于運(yùn)動(dòng)系數(shù) 應(yīng)小于1，即 ，所以有： 增加徑向槽數(shù)z可以增加機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，但是機(jī)構(gòu)尺寸隨之增大，導(dǎo)致慣性力增大。所以一般取 z =48。 槽輪機(jī)構(gòu)中撥盤(pán)上的圓銷數(shù)、槽輪上的徑向槽數(shù)以及徑向槽的幾何尺寸等均視運(yùn)動(dòng)要求的不同而定。每一個(gè)圓銷在對(duì)應(yīng)的徑向槽中相當(dāng)于曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。因此，該機(jī)構(gòu)為分析槽輪的速度、加速度帶來(lái)了方便，有興趣的同學(xué)可以下去自學(xué)。 如圖所示為不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪作時(shí)動(dòng)時(shí)停的往復(fù)移動(dòng)。 與普通漸開(kāi)線齒輪機(jī)構(gòu)一樣，當(dāng)主動(dòng)輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其從動(dòng)輪在運(yùn)動(dòng)期間也保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，但在從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，即進(jìn)入嚙合和脫離嚙合的瞬時(shí)，速度是變化的，故存在沖擊。 不完全齒輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周