机械原理课件--间歇运动机构.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,章 间歇运动机构,本章通过棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的原理、类型介绍来讲解间歇运动机构的工作原理。,重点：,间歇机构的工作原理、结构特点及运用条件和运用的环境,难点：,间歇运动机构的工作原理、结构参数的设计过程。,7.3,棘轮机构,7.3.1,棘轮机构的组成和工作原理,组成：有棘轮、主动棘爪（主动摆杆）、止回棘,爪和机架,工作原理：由主动棘爪带动棘轮完成间歇转动，,止回棘爪阻止棘轮转动,。,一、按结构分：,齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构,1,、,齿式棘轮机构特点：结构简单；运动可靠；主、从动关系可互换；动程可在较大范围内调,7.3.2,类型和特点,节；动停时间比可通过选择合适的驱动机构来实现，但动程只能有机调节；有噪声、冲击及磨损，不适用于高速。,、,摩擦式棘轮机构特点：传动平稳，无噪音；传递扭矩较大；动程可无级调节；但由于靠摩擦力传动，会出现打滑现象，由此可起过载保护作用，但也使传动精度不高，适合低载。,二、按啮合方式分：外啮合和内啮合,1,、外啮合特点：棘爪或楔块安装在棘轮的外部,2,、内啮合特点：棘爪或楔块安装在棘轮的内部，,结构紧凑,3,、按运动形式分：,单向间歇转动,单向间歇移动,双动式棘轮机构,：与单动式棘轮机构相比，结构紧凑，承载较大。双向式棘轮机构：,可实现两,方向,间歇转动,。,三、摩擦式棘轮机构,(,1,),偏心楔块式棘轮机构,偏心楔块式棘轮机构的工作原理与轮齿式棘轮机构相同，只是用偏心扇形楔块代替棘爪，用摩擦轮代替棘轮。利用楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何条件来实现摩擦轮的单向间歇转动，,如图所示,。,(2),滚子楔紧式棘轮机构,图为常用的摩擦式棘轮机构，构件,1,逆时针转动或构件,3,顺时针转动时，在摩擦力作用下能使滚子,2,楔紧在构件,1,、,3,形成的收敛狭隙处，则构件,1,、,3,成一体，一起转动；运动方向相反时，即当构件,1,顺时针或构件,3,逆时针转动时，构件,1,、,3,成脱离状态，主动件不能带动,从动件转动,。,四、棘轮机构的特点和应用,轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重，故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。,摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪声，从动件的转角可作无级调整。但难以避免打滑现象，因而运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。,7.3.3,棘轮机构的功能,1,、,间歇送进：,在牛头刨床上通过棘轮机构实现工作台横向间歇送进功能。,2,、,制动：,在卷扬机中通过棘轮机构实现制度功能，防止链条断裂时卷筒逆转。,3,、,转位分度,：手枪盘中通过棘轮机构实现。,4,、,超越离合器：,在车床中以棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进給和快慢速进给。,7.3.4,棘轮机构设计,中的主要问题,1.,棘轮齿形的选择,最常见的棘轮齿形为不对称梯形。为了便于加,工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采用三角形,棘轮轮齿，三角形轮齿的非工作齿,面可做成直线型和圆弧型。双向式棘轮机构，由,于需双向驱动，因此常采用矩形或对称梯形作为,棘轮齿形。,非工作面,2.,棘轮转角大小的调整,采用棘轮罩,采用棘轮罩，使棘爪的,部分行程沿棘轮罩表面,滑过，改变棘轮罩位,置，即可调整棘轮转角,的大小，如图所示。,(,2,),改变摆杆摆角,图所示棘轮机构,中，通过改变曲柄摇杆,机构曲柄长度,OA,的方法,来改变摇杆摆角的大,小，从而调整棘轮机构,转角的大小。,(3),多爪棘轮机构要使棘轮每次转动小于一个轮齿所对的中心角,时，可采用棘爪数为,n,的多爪棘轮机构。如图所,示,n,=3,的棘轮机构，三棘爪位置依次错开,/3,，当,摆杆转角,1,在,/3,，,范围内变化时，三棘爪,依次落入齿槽，推动棘轮转动的相应角度,2,为,/3,，,范围内,/3,的整数倍，即棘轮转角为,/3,或,2,/3,。,3.,棘轮机构的可靠工作条件,(1),棘爪可靠啮合条件图中，,为棘轮齿工作齿面与径向线间的夹角，称为齿面角，,L,为棘爪长，,O,1,为棘爪轴心，,O,2,为棘轮轴心，啮合力作用点为,P,(,为简便起见，设,P,点在棘轮齿顶,),，当传递相同力矩时，,O,1,位于,O,2,P,的垂线上，棘爪轴受力最小。,为使棘爪能顺利地滑入棘轮齿根，要求齿面角,大于摩擦角,，即棘爪受的总反作用力,F,R,的作用线必须在棘爪轴心,O,1,和棘轮轴心,O,2,之间穿过。,(2),偏心块楔紧条件,对于图所示的偏心楔块式棘轮机,构，摆杆逆时针转动时，轮,3,对,楔块,2,在接触点,A,作用正压力,F,N,与,摩擦力,fF,N,。正压力,F,N,有松开楔块的作用，要使楔块楔紧棘轮,3,，应使,F,N,与,fF,N,对,O,2,的力矩满足,tan,f,而,f,=,tan,所以,为摩擦角；,为楔块廓线升角。因此，楔紧条件是楔块廓线升角,小于摩擦角,；或摩擦轮对偏心楔块总反力,F,R,的作用线必须在棘轮轴心,O,1,和棘爪轴心,O,2,之间穿过,。,(,3),滚子楔紧条件,图所示滚子楔紧式棘轮机构，滚子受力情况。当套筒,1,逆时针方向转动时，在摩擦力,F,A,的作用下，滚子,2,有逆时针滚动的趋势，因此星轮,3,在接触点,B,对滚子作用有摩擦力,F,B,。摩擦力,F,A,与,F,B,使滚子楔紧，其夹角为楔紧角,，,而滚子,2,在接触点,A,、,B,的正压力,F,NA,和,F,NB,欲将滚子挤向楔形大端而松开。因此滚子楔紧条件是楔紧角小于两倍的摩擦角。但,角选择过小，反向运动时滚子将不易退出楔紧状态。即,0,，必须有,z,2,，因而槽轮机构的运动系数,0.5,为增大运动系数,，可在主动拨盘上安装,k,个均布的圆柱销，这时其运动系数,可比原来增大,k,倍，即,为保证槽轮机构仍为间隙运动，必须有,2,时，,k,总小于,2,，所以内槽轮机构只可以用一个圆销。,槽轮机构的运动和动力特性随着槽数的增加而趋于平稳，动力特性也得到改善，但槽数过多，使槽轮体积过大，惯性力增加，亦不利于平稳运动，设计时取槽数为,48,。,主要尺寸：,见表,7-4,组成：主动轮、,从动轮和机架,7.5,不完全齿轮机构,类型：,外啮合,、,内啮合,和,不完全齿轮齿条机构,特点：设计灵活、从动轮的运转角范围大、很容易实现一个周期中的多次动、停时间不等的间歇运动，但加工复杂；在进入和推出啮合时速度有突变，引起刚性冲击，不宜用于高速转动；主、从动轮不能互换。,应用：多用于多工位、多工序的自动机械或生产线上，作为工作台的间歇转位机构和进给机构。,实例：蜂窝煤制煤机,灯泡抽气机,设计注意：,1,、主动轮首、末齿齿顶需降低，以避免齿顶干涉；,2,、加瞬心线附加板，减少啮入及啮出阶段的冲击（,即有一个送人过程）。,运动系数：当主动销轮回转一周时，从动槽轮的运动时间,t,2,与主动销轮的运动时间,t,1,之比,，用,K,表示，即,k=t,2,/t,1,1,、,槽数,z,和圆销数,n,选择：,外槽轮：,7.4.4,槽轮机构的设计,若使槽轮运动时间和静止时间相等，令,K=1,，得,k=2,，,z=4,，,图,7-24,；若使槽轮每次停歇时间不等，圆柱销应不均匀分配；若使槽轮每次运动时间不等，圆销的回转半径不等，,图,7-25,。,7.3.4,棘轮机构设计,中的主要问题,齿面倾斜角,、模数、齿数及主要几何齿寸计算,：棘轮齿面与径向线所夹角。,棘爪轴心位置角,：,棘爪轴心,O,1,与轮齿顶点,A,的连线,O,1,A,与过,A,点的齿面法线,nn,的夹角。,为保证棘爪在受力时能紧紧抵住棘轮轮齿的齿根而不致滑脱，满足 摩擦角,取,=,。当,f,=0.150.2,，,=10 15,。当棘轮齿受力较大时，为保证齿的强度，可取,小于摩擦角，甚至取,=0,或,0,见表,7-1,所示,