機械基礎（少學時）（第三版） 課件 -第9章-其他常見機構(gòu)

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礎（少學時）（第三版）§9-1變速機構(gòu)§9-2換向機構(gòu)§9-3間歇運動機構(gòu)第9章

其他常見機構(gòu)變速機構(gòu)輸入軸轉(zhuǎn)速不變的條件下，使輸出軸獲得不同轉(zhuǎn)速的傳動裝置稱為變速機構(gòu)。汽車、機床、起重機等都需要變速機構(gòu)。變速機構(gòu)分為有級變速機構(gòu)和無級變速機構(gòu)。§9-1一、有級變速機構(gòu)有級變速機構(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)速級數(shù)的變速機構(gòu)。有級變速機構(gòu)的特點優(yōu)點：可以實現(xiàn)在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的分級變速。變速可靠、傳動比準確、結(jié)構(gòu)緊湊。缺點：高速旋轉(zhuǎn)時不夠平穩(wěn)，變速時有噪聲。1．塔輪變速機構(gòu)塔帶輪變速機構(gòu)大多采用平帶傳動，也可以用V帶傳動。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)。但尺寸較大，變速不方便。塔齒輪變速機構(gòu)的特點是能用較少數(shù)目的齒輪獲得較多的變速級數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。2．滑移齒輪變速機構(gòu)改變滑移齒輪的嚙合位置就可改變輪系的傳動比，具有變速可靠、傳動比準確等優(yōu)點；但其零件種類和數(shù)量較多，變速有噪聲。3．離合式齒輪變速機構(gòu)離合式齒輪變速機構(gòu)的優(yōu)點是可以采用斜齒輪或人字齒輪，使傳動平穩(wěn)；若采用摩擦式離合器，可在運轉(zhuǎn)中變速。缺點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．掛輪變速機構(gòu)掛輪變速機構(gòu)通過更改不同齒數(shù)的掛輪來獲得不同的傳動比。變速級數(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數(shù)。在模數(shù)相同時，要求配換的各對掛輪齒數(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的運動由雙聯(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擺動的位置可使惰輪3與雙聯(lián)齒輪1正確嚙合。掛輪變速機構(gòu)的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。由于用作主動齒輪、從動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數(shù)。掛輪變速機構(gòu)的缺點：變速麻煩，調(diào)整齒輪費時費力。該機構(gòu)主要用于不需要經(jīng)常變速的機械。二、無級變速機構(gòu)機械式無級變速機構(gòu)一般是依靠摩擦力工作，通過改變主動件和（或）從動件的傳動半徑使輸出軸的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)無級變化。1．滾子平盤式無級變速機構(gòu)主、從動輪靠接觸處產(chǎn)生的摩擦力傳動，傳動比i＝R2/R1。R2可在一定范圍內(nèi)任意改變，從動軸2可以獲得無級變速。2．寬V帶式無級變速機構(gòu)通過軸向同步移動錐輪1a和2b，可改變工作半徑R1和R2的大小，從而實現(xiàn)無級變速。換向機構(gòu)換向機構(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)向的機構(gòu)。常見類型有惰輪換向機構(gòu)、采用離合器的換向機構(gòu)和滑移齒輪換向機構(gòu)等?！?-2一、惰輪換向機構(gòu)惰輪2工作，惰輪6不工作時，從動齒輪3與主動齒輪1的旋轉(zhuǎn)方向相同。惰輪2、惰輪6同時工作，此時從動齒輪3與主動齒輪1的旋轉(zhuǎn)方向相反，實現(xiàn)換向。二、滑移齒輪換向機構(gòu)

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

棘輪的輪齒加工在輪子的內(nèi)壁上，棘爪安裝在內(nèi)部的主動輪上。當主動輪逆時針轉(zhuǎn)動時，棘爪推動棘輪轉(zhuǎn)動。當主動輪順時針轉(zhuǎn)動時，棘爪在棘輪上滑過，不能推動棘輪轉(zhuǎn)動。（2）摩擦式棘輪機構(gòu)摩擦式棘輪機構(gòu)是用偏心扇形楔塊代替齒式棘輪機構(gòu)中的棘爪，以無齒摩擦輪代替棘輪。摩擦式棘輪機構(gòu)分為外摩擦式棘輪機構(gòu)和內(nèi)摩擦式棘輪機構(gòu)。1）外摩擦式棘輪機構(gòu)外摩擦式棘輪機構(gòu)可將搖桿的往復擺動轉(zhuǎn)換為棘輪的單向間歇運動。2）內(nèi)摩擦式棘輪機構(gòu)擺軸帶動棘爪逆時針轉(zhuǎn)動時，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，從而帶動棘輪一起逆時針轉(zhuǎn)動。當擺軸帶動棘爪順時針轉(zhuǎn)動時，棘爪松開，棘輪靜止不動。3．棘輪機構(gòu)的特點（1）棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、運動可靠，常用作防止轉(zhuǎn)動件反轉(zhuǎn)的附加保險機構(gòu)。（2）棘輪的轉(zhuǎn)角和動停時間比可調(diào)，常用于機構(gòu)工況經(jīng)常改變的場合。（3）由于齒式棘輪機構(gòu)的棘輪是在驅(qū)動棘爪的突然撞擊下啟動的，在接觸瞬間理論上是剛性沖擊，工作平穩(wěn)性較差，且產(chǎn)生較大的振動和噪聲。此外，棘爪在棘輪齒背上滑行時會產(chǎn)生噪聲并使齒尖磨損。棘輪機構(gòu)只能用于主動件速度不大、從動件行程需要改變的步進運動場合。（4）當需要無級調(diào)節(jié)棘輪的轉(zhuǎn)角時，則應采用摩擦式棘輪機構(gòu)。摩擦式棘輪機構(gòu)的優(yōu)點是轉(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，傳動平穩(wěn)、無噪聲，動程可無級調(diào)節(jié)。摩擦式棘輪機構(gòu)靠摩擦力傳動，會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，雖然可起到安全保護作用，但是傳動精度不高，常用作超越離合器。摩擦式棘輪機構(gòu)適用于低速輕載的場合。1．槽輪機構(gòu)的組成和工作原理二、槽輪機構(gòu)由槽輪、撥盤、裝有圓銷的曲柄和機架組成的步進運動機構(gòu)稱為槽輪機構(gòu)。（1）當裝有圓銷的曲柄2上的圓銷未進入從動槽輪3的徑向槽時，從動槽輪3上的內(nèi)凹鎖止弧被主動撥盤1上的外凸鎖止弧卡住，從動槽輪3不動。（2）當圓銷要進入從動槽輪3上的徑向槽時，主動撥盤1上的外凸鎖止弧正好與從動槽輪3上的內(nèi)凹鎖止弧脫離接合，從動槽輪3受圓銷的驅(qū)使而轉(zhuǎn)動。（3）當圓銷在另一邊離開徑向槽時，內(nèi)凹鎖止弧又被卡住，從動槽輪3又靜止不動。直至圓銷再次進入從動槽輪3的另一個徑向槽時，又重復上述運動。所以，從動槽輪3做時動時停的間歇運動。2．槽輪機構(gòu)的常見類型及運動特點（1）單圓銷外接槽輪機構(gòu)主動撥盤1每旋轉(zhuǎn)一周，圓銷撥動從動槽輪3運動一次，且從動槽輪與主動撥盤的轉(zhuǎn)向相反。（2）雙圓銷外接槽輪機構(gòu)主動撥盤1每旋轉(zhuǎn)一周，從動槽輪3運動兩次，減少了靜止不動的時間。從動槽輪與主動撥盤的轉(zhuǎn)向相反。（