機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 05機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

掌握螺旋傳動(dòng)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類型和應(yīng)用?！局R(shí)點(diǎn)】1.螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)的組成、分類及特點(diǎn)。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應(yīng)用。第五章其他常用機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低?！尽肮こ虣C(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。

第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-1硬巖掘進(jìn)機(jī)“中鐵859號(hào)”第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)1.滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按螺桿上螺旋副的數(shù)目分為：?jiǎn)温菪龣C(jī)構(gòu)和雙螺旋機(jī)構(gòu)兩種。（1）單螺旋機(jī)構(gòu)

：

1個(gè)螺桿、1個(gè)螺母第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)（2）雙螺旋機(jī)構(gòu)：兩個(gè)螺母、螺桿有兩段不同螺紋分類：差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)1）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)中兩螺旋副的螺紋旋向相同，螺桿為主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母1固定，螺母2只能移動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過(guò)φ角時(shí)，移動(dòng)螺母相對(duì)機(jī)架的位移為s當(dāng)兩處螺紋的導(dǎo)程Ph1和Ph2相差很小時(shí)，位移s可以很小。差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)應(yīng)用于各種微動(dòng)裝置中，如測(cè)微器、分度機(jī)構(gòu)、精密機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)及精密加工力具等。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)1-螺桿2、2'-螺母3-機(jī)架2）復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)

復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)中的螺母能產(chǎn)生很大的位移，可應(yīng)用于需快速移動(dòng)或調(diào)整的裝置中，故也稱為倍速機(jī)構(gòu)或增速機(jī)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用中，如要求兩構(gòu)件同步移動(dòng)，只需使Ph1=Ph2即可。

臺(tái)鉗定心夾緊機(jī)構(gòu)（倍速機(jī)構(gòu)，螺母A和螺母B的旋向相反）第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，臺(tái)鉗的左右兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間移動(dòng)，夾緊工件；當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間外移動(dòng)，工件取下。2.滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)在螺桿和螺母的螺旋面上制出弧形螺旋槽，在螺旋副間形成滾道，并放人鋼球，成為滾動(dòng)摩擦式的螺旋機(jī)構(gòu)，稱為滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程：

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，臺(tái)鉗的左右兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間移動(dòng)，夾緊工件；

當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間外移動(dòng)，工件取下。

二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖

在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動(dòng)效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當(dāng)量摩擦系數(shù)f_v大），傳動(dòng)效率η越低。因此，對(duì)傳動(dòng)用螺旋機(jī)構(gòu)，螺紋牙形的選擇直接影響其傳動(dòng)效率，一般常用矩形、梯形螺紋。1.傳動(dòng)效率——螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。2.自鎖條件

螺紋副被擰緊后，如不加反向外力矩。則不論軸向載荷多大，也不會(huì)自動(dòng)松開(kāi)，此現(xiàn)象稱為螺旋副的自鎖性能。

5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)一，棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

通常鋸齒形齒的棘輪用于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)，棘爪隨搖桿連續(xù)地往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。

外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)

棘輪機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類：齒式棘輪機(jī)構(gòu)

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合式和內(nèi)嚙合式。外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)

內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)

外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類：齒式棘輪機(jī)構(gòu)

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式還可分為單動(dòng)式、雙動(dòng)式和可變向式三種棘輪機(jī)構(gòu)。單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)；雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。棘輪齒形：鋸齒形和矩形。第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)

牛頭刨床中工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)（矩形齒棘輪機(jī)構(gòu)）2.摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)——通過(guò)棘爪與棘輪之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。特點(diǎn)：工作時(shí)噪聲較少，接觸面間容易發(fā)生滑動(dòng)。分類：外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)、滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)組成：棘爪1、棘輪2和止回棘爪3。滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)組成：外套1、星輪2和滾子3。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)

滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)三、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)整方法1.調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度

通過(guò)改變曲柄長(zhǎng)度，可調(diào)節(jié)搖桿的最大擺角ψ的大小，從而改變棘輪轉(zhuǎn)角。2.調(diào)節(jié)覆蓋罩角度

在搖桿擺角ψ不變的前提下，調(diào)節(jié)覆蓋罩的角度，改變棘輪上被遮擋的部分，使棘爪在每次擺動(dòng)過(guò)程中撥動(dòng)的棘齒齒數(shù)發(fā)生變化，因此棘輪轉(zhuǎn)角也隨之變化。

3.用雙動(dòng)棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角

雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，兩個(gè)棘爪交替推動(dòng)棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。

如提起其中一個(gè)棘爪使其不工作，則棘輪隨棘爪的每次往復(fù)擺動(dòng)只轉(zhuǎn)動(dòng)一次。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)組成與分類槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤和機(jī)架組成。平面槽輪機(jī)構(gòu)有兩種型式：外槽輪機(jī)構(gòu)和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)雙圓柱銷外槽輪機(jī)構(gòu)5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)外槽輪機(jī)構(gòu)

槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷數(shù)量k槽輪每一次轉(zhuǎn)動(dòng)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度2π/z（z為槽數(shù)），如果k=2，即為雙圓柱銷外槽輪機(jī)構(gòu)，撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周。槽輪將反向轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度準(zhǔn)確可控。2.應(yīng)用：電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)、自動(dòng)傳送鏈裝置第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)1.電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)，撥盤1使槽輪2轉(zhuǎn)動(dòng)一次便卷過(guò)一張底片，此過(guò)射燈不發(fā)光。

2.當(dāng)槽輪停轉(zhuǎn)時(shí)，射燈發(fā)光照射底片，銀幕上即出現(xiàn)該底片的投影。

3.斷續(xù)出現(xiàn)的投影，在觀眾看來(lái)都是連續(xù)的動(dòng)作，這是利用了人“視覺(jué)暫留”的生理特點(diǎn)。自動(dòng)傳送鏈裝置第五章其他常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)

第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)原理：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。類型：外嚙合式、內(nèi)嚙合式、齒輪齒條式等

。5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合式內(nèi)嚙合式齒輪齒條式二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等3.應(yīng)用：低速或輕載