機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第6章間歇運動機(jī)構(gòu)

第6章間歇運動機(jī)構(gòu)§6－1棘輪機(jī)構(gòu)§6－2槽輪機(jī)構(gòu)§6－3不完全齒機(jī)構(gòu)§6－4凸輪式間隙運動機(jī)構(gòu)天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授一、棘輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪?！?－1棘輪機(jī)構(gòu)工作原理：擺桿往復(fù)擺動，棘爪推動棘輪間歇轉(zhuǎn)動。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點：工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場合。棘輪類型按工作方式：按輪齒分布：按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角輪齒棘輪、摩擦棘輪

演示模型外緣、內(nèi)緣、

端面棘輪機(jī)構(gòu)。單向、雙向運動棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):按工作原理分:單動式、

雙動式棘輪機(jī)構(gòu)。調(diào)桿長擺角、加滑動罩天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云AB’B雙向棘輪1雙動棘輪機(jī)構(gòu)1雙動棘輪機(jī)構(gòu)2棘輪可雙向運動雙向棘輪2天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪023451φ023451φ調(diào)滑動罩牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云2113231324摩擦棘輪超越離合器天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云ABCD運動特點：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運動準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。應(yīng)用：在各類機(jī)床中實現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。實例：止動器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)位、超越離合器（單車飛輪）。間歇轉(zhuǎn)動沖頭卸料工位裝料工位沖壓工位天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云dao1Ao2Σ=90°LprpnF三、設(shè)計要點要求在工作時，棘爪在Pn和F的作用下，能自動滑入棘輪齒槽。Pn

sinα∵

F=Pnf

代入得：tanα>f∴

α>φ當(dāng)

f=0.2

時，φ＝11°30’

通常取α＝20°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=tanφ齒偏角ααFcosα>LLpt天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授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dada=mz與齒輪不同齒間距pP=πm齒高h(yuǎn)h=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棘爪長度L一般取L=2pa1Lp60°~80°hadaαo1o2齒數(shù)z12~25棘輪參數(shù)計算公式或取值h’h1rfr1齒槽角設(shè)計：潘存云天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云o2ω1ω2§6－2槽輪機(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作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動。組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。特點：結(jié)構(gòu)簡單、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。因槽輪運動過程中角速度有變化，不適合高速運動場合。o1工作過程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運動。鎖止弧槽輪撥盤圓銷天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云設(shè)計：潘存云二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用球面槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用實例：

電影放映機(jī)、自動攝影機(jī)、六角車床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)類型軸線平行軸線相交放映機(jī)的反應(yīng)用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)o1o2ω12φω2天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授六槽內(nèi)槽輪撥盤六角車床轉(zhuǎn)塔圓銷車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸牙膏筒5切尾3空閑天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授三、槽輪機(jī)構(gòu)的運動系數(shù)1.運動系數(shù)撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個運動循環(huán)內(nèi)，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(jìn)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°天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授將2α1代入得：

∵

k>0可知：當(dāng)只有一個圓銷時，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圓銷，設(shè)裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)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)提問：whyk≤1？

事實上，當(dāng)k=1時，槽輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)不具備間歇運動特性了。k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽數(shù)z圓銷數(shù)n運動系數(shù)k31~61/6~141~40.25~15、61~30.3~1即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。<0.5當(dāng)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天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授1四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計算圓銷半徑r

由受力大小確定

r≈R/6中心距L

由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑R

R=Lsinφ=Lsin(π/z)槽頂半徑s

s=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深h

h≥s-(L-R-r)撥盤軸徑d1

d1≤2(L-s)槽輪軸徑d2

d2≤2(L-R-r)參數(shù)

計算公式或依據(jù)槽數(shù)z

由工作要求確定圓銷數(shù)nsd1d2rr0槽頂側(cè)壁厚b

b=3~5

mm經(jīng)驗確定b鎖止弧半徑r0

r0=R-r-bRLh2天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授§6－3

不完全齒輪機(jī)構(gòu)1.工作原理及特點工作原理：在主動齒輪只做出一個或幾個齒，根據(jù)運動時間和停歇時間的要求在從動輪上做出與主動輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從動輪靜止。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、從動輪運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。2.類型及應(yīng)用類型：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)缺點：從動輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場合。天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授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)應(yīng)用：適用于一些具有特殊運動要求的專用機(jī)械中。如乒乓球拍周緣銑削加工機(jī)床、蜂窩煤餅壓制機(jī)等。天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云銑刀不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍靠模凸輪不完全齒輪1天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授設(shè)計：潘存云瞬心線附加桿蜂窩煤餅壓制機(jī)退煤餅填料填料鎖止弧鎖止弧使運動平穩(wěn)壓制不完全齒輪天津工業(yè)大學(xué)專用作者：潘存云教授§6－4凸輪式間歇運動機(jī)構(gòu)

1.工作原理及特點圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇轉(zhuǎn)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(dāng)?shù)倪\動規(guī)律來減小動載荷、避免沖擊、適應(yīng)高速運轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且結(jié)構(gòu)緊湊。缺點：凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。