機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時(shí)）（第三版） 課件 -第9章-其他常見機(jī)構(gòu)

機(jī)

械

基

礎(chǔ)（少學(xué)時(shí)）（第三版）§9-1變速機(jī)構(gòu)§9-2換向機(jī)構(gòu)§9-3間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)第9章

其他常見機(jī)構(gòu)變速機(jī)構(gòu)輸入軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，使輸出軸獲得不同轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)裝置稱為變速機(jī)構(gòu)。汽車、機(jī)床、起重機(jī)等都需要變速機(jī)構(gòu)。變速機(jī)構(gòu)分為有級(jí)變速機(jī)構(gòu)和無級(jí)變速機(jī)構(gòu)。§9-1一、有級(jí)變速機(jī)構(gòu)有級(jí)變速機(jī)構(gòu)是指在輸入軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，使輸出軸獲得一定的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)的變速機(jī)構(gòu)。有級(jí)變速機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的分級(jí)變速。變速可靠、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：高速旋轉(zhuǎn)時(shí)不夠平穩(wěn)，變速時(shí)有噪聲。1．塔輪變速機(jī)構(gòu)塔帶輪變速機(jī)構(gòu)大多采用平帶傳動(dòng)，也可以用V帶傳動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)。但尺寸較大，變速不方便。塔齒輪變速機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是能用較少數(shù)目的齒輪獲得較多的變速級(jí)數(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。2．滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)改變滑移齒輪的嚙合位置就可改變輪系的傳動(dòng)比，具有變速可靠、傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)；但其零件種類和數(shù)量較多，變速有噪聲。3．離合式齒輪變速機(jī)構(gòu)離合式齒輪變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以采用斜齒輪或人字齒輪，使傳動(dòng)平穩(wěn)；若采用摩擦式離合器，可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速。缺點(diǎn)是齒輪始終處于嚙合狀態(tài)，磨損較快；離合器所占空間較大。4．掛輪變速機(jī)構(gòu)掛輪變速機(jī)構(gòu)通過更改不同齒數(shù)的掛輪來獲得不同的傳動(dòng)比。變速級(jí)數(shù)取決于備用齒輪中能相互嚙合且滿足中心距要求的齒輪副的對(duì)數(shù)。在模數(shù)相同時(shí)，要求配換的各對(duì)掛輪齒數(shù)和相等。CA6140型臥式車床交換齒輪箱的掛輪變速機(jī)構(gòu)雙聯(lián)掛輪1固定在輸入軸2上，雙聯(lián)掛輪6固定在輸出軸5上，惰輪3空套在惰輪軸4上。輸入軸2的運(yùn)動(dòng)由雙聯(lián)掛輪1傳給惰輪3，然后通過雙聯(lián)掛輪6經(jīng)輸出軸5輸出。CA6140型臥式車床交換齒輪箱的掛輪變速機(jī)構(gòu)掛輪架8空套在輸出軸5上。惰輪軸4固定在掛輪架8的直槽中。通過調(diào)整惰輪軸在直槽中的位置可使惰輪3與雙聯(lián)掛輪6正確嚙合。通過調(diào)整掛輪架8擺動(dòng)的位置可使惰輪3與雙聯(lián)齒輪1正確嚙合。掛輪變速機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。由于用作主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪的齒輪可以顛倒位置，所以用較少的齒輪可獲得較多的變速級(jí)數(shù)。掛輪變速機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：變速麻煩，調(diào)整齒輪費(fèi)時(shí)費(fèi)力。該機(jī)構(gòu)主要用于不需要經(jīng)常變速的機(jī)械。二、無級(jí)變速機(jī)構(gòu)機(jī)械式無級(jí)變速機(jī)構(gòu)一般是依靠摩擦力工作，通過改變主動(dòng)件和（或）從動(dòng)件的傳動(dòng)半徑使輸出軸的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)無級(jí)變化。1．滾子平盤式無級(jí)變速機(jī)構(gòu)主、從動(dòng)輪靠接觸處產(chǎn)生的摩擦力傳動(dòng)，傳動(dòng)比i＝R2/R1。R2可在一定范圍內(nèi)任意改變，從動(dòng)軸2可以獲得無級(jí)變速。2．寬V帶式無級(jí)變速機(jī)構(gòu)通過軸向同步移動(dòng)錐輪1a和2b，可改變工作半徑R1和R2的大小，從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。換向機(jī)構(gòu)換向機(jī)構(gòu)是指在輸入軸轉(zhuǎn)向不變的條件下，可使輸出軸變換轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)。常見類型有惰輪換向機(jī)構(gòu)、采用離合器的換向機(jī)構(gòu)和滑移齒輪換向機(jī)構(gòu)等。§9-2一、惰輪換向機(jī)構(gòu)惰輪2工作，惰輪6不工作時(shí)，從動(dòng)齒輪3與主動(dòng)齒輪1的旋轉(zhuǎn)方向相同。惰輪2、惰輪6同時(shí)工作，此時(shí)從動(dòng)齒輪3與主動(dòng)齒輪1的旋轉(zhuǎn)方向相反，實(shí)現(xiàn)換向。二、滑移齒輪換向機(jī)構(gòu)

1．當(dāng)主動(dòng)齒輪2和從動(dòng)齒輪4嚙合，軸Ⅲ的轉(zhuǎn)向與軸Ⅰ相反。2．當(dāng)從動(dòng)齒輪向左滑移并與惰輪3嚙合時(shí)，軸Ⅲ的轉(zhuǎn)向與軸Ⅰ相同，從而實(shí)現(xiàn)換向。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)當(dāng)主動(dòng)件做連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件產(chǎn)生周期性的運(yùn)動(dòng)和停歇的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（又稱間歇機(jī)構(gòu)）。§9-3一、棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)是由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。1．棘輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理當(dāng)主動(dòng)件做連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪做單向間歇運(yùn)動(dòng)。2．常見棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)按照工作原理可分為齒式棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。齒式棘輪機(jī)構(gòu)是通過裝在定軸擺動(dòng)搖桿上的棘爪推動(dòng)棘輪做一定角度間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合齒式和內(nèi)嚙合齒式兩種。（1）齒式棘輪機(jī)構(gòu)1）外嚙合齒式棘輪機(jī)構(gòu)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)棘爪，只有當(dāng)搖桿朝著某一方向擺動(dòng)時(shí)才能推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而反向擺動(dòng)則無法推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。①單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)②雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)棘爪，當(dāng)主動(dòng)件做往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，兩個(gè)棘爪交替帶動(dòng)棘輪朝著同一方向做間歇運(yùn)動(dòng)。棘爪可繞銷軸翻轉(zhuǎn)，棘爪爪端外形兩邊對(duì)稱，棘輪的齒形制成矩形。使用時(shí)，如果將棘爪翻轉(zhuǎn)，則棘輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)。③可變向棘輪機(jī)構(gòu)2）內(nèi)嚙合齒式棘輪機(jī)構(gòu)

棘輪的輪齒加工在輪子的內(nèi)壁上，棘爪安裝在內(nèi)部的主動(dòng)輪上。當(dāng)主動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪上滑過，不能推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)是用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘爪，以無齒摩擦輪代替棘輪。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)分為外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1）外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)可將搖桿的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。2）內(nèi)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)擺軸帶動(dòng)棘爪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦力的作用使棘爪楔緊在擺軸與棘輪之間的狹隙處，從而帶動(dòng)棘輪一起逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)擺軸帶動(dòng)棘爪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪松開，棘輪靜止不動(dòng)。3．棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)（1）棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易制造、運(yùn)動(dòng)可靠，常用作防止轉(zhuǎn)動(dòng)件反轉(zhuǎn)的附加保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。（2）棘輪的轉(zhuǎn)角和動(dòng)停時(shí)間比可調(diào)，常用于機(jī)構(gòu)工況經(jīng)常改變的場(chǎng)合。（3）由于齒式棘輪機(jī)構(gòu)的棘輪是在驅(qū)動(dòng)棘爪的突然撞擊下啟動(dòng)的，在接觸瞬間理論上是剛性沖擊，工作平穩(wěn)性較差，且產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲。此外，棘爪在棘輪齒背上滑行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲并使齒尖磨損。棘輪機(jī)構(gòu)只能用于主動(dòng)件速度不大、從動(dòng)件行程需要改變的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。（4）當(dāng)需要無級(jí)調(diào)節(jié)棘輪的轉(zhuǎn)角時(shí)，則應(yīng)采用摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)角大小的變化不受輪齒限制，在一定范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)角，傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪聲，動(dòng)程可無級(jí)調(diào)節(jié)。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)靠摩擦力傳動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，雖然可起到安全保護(hù)作用，但是傳動(dòng)精度不高，常用作超越離合器。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)適用于低速輕載的場(chǎng)合。1．槽輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理二、槽輪機(jī)構(gòu)由槽輪、撥盤、裝有圓銷的曲柄和機(jī)架組成的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)稱為槽輪機(jī)構(gòu)。（1）當(dāng)裝有圓銷的曲柄2上的圓銷未進(jìn)入從動(dòng)槽輪3的徑向槽時(shí)，從動(dòng)槽輪3上的內(nèi)凹鎖止弧被主動(dòng)撥盤1上的外凸鎖止弧卡住，從動(dòng)槽輪3不動(dòng)。（2）當(dāng)圓銷要進(jìn)入從動(dòng)槽輪3上的徑向槽時(shí)，主動(dòng)撥盤1上的外凸鎖止弧正好與從動(dòng)槽輪3上的內(nèi)凹鎖止弧脫離接合，從動(dòng)槽輪3受圓銷的驅(qū)使而轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）當(dāng)圓銷在另一邊離開徑向槽時(shí)，內(nèi)凹鎖止弧又被卡住，從動(dòng)槽輪3又靜止不動(dòng)。直至圓銷再次進(jìn)入從動(dòng)槽輪3的另一個(gè)徑向槽時(shí)，又重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。所以，從動(dòng)槽輪3做時(shí)動(dòng)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)。2．槽輪機(jī)構(gòu)的常見類型及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)（1）單圓銷外接槽輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)撥盤1每旋轉(zhuǎn)一周，圓銷撥動(dòng)從動(dòng)槽輪3運(yùn)動(dòng)一次，且從動(dòng)槽輪與主動(dòng)撥盤的轉(zhuǎn)向相反。（2）雙圓銷外接槽輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)撥盤1每旋轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)槽輪3運(yùn)動(dòng)兩次，減少了靜止不動(dòng)的時(shí)間。從動(dòng)槽輪與主動(dòng)撥盤的轉(zhuǎn)向相反。（