《間歇運動機構 》PPT課件

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1、第第6章章 間歇運動機構間歇運動機構61 棘輪機構棘輪機構62 槽輪機構槽輪機構63 不完全齒機構不完全齒機構64 凸輪式間隙運動機構凸輪式間隙運動機構 特點特點將主動件的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換成從動件有規(guī)律的運動和停歇。將主動件的連續(xù)運動轉(zhuǎn)換成從動件有規(guī)律的運動和停歇。幾種常見的間歇運動機構幾種常見的間歇運動機構槽輪機構槽輪機構(Geneva drive)棘輪機構棘輪機構(Ratchet mechanism)不完全齒輪機構不完全齒輪機構(Intermittent gearing)凸輪式間歇運動機構凸輪式間歇運動機構(Cam-type index mechanism)一、一、棘輪機構棘輪機構的組成及其工

2、作原理的組成及其工作原理組成：組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。61 棘輪機構棘輪機構工作原理：工作原理：擺桿往復擺動，棘爪推動棘輪間歇轉(zhuǎn)動。擺桿往復擺動，棘爪推動棘輪間歇轉(zhuǎn)動。優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡單、制造方便、運動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。結構簡單、制造方便、運動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點：缺點：工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。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。適用于速度較低和載荷不大的場合。棘輪棘輪類型類型按工作方式：按工作方式：按輪齒分布：按輪齒分布：按轉(zhuǎn)角是否可調(diào)按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):固定轉(zhuǎn)角固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角可調(diào)轉(zhuǎn)角輪齒棘輪輪齒棘輪、摩擦

3、棘輪摩擦棘輪外緣外緣、內(nèi)緣內(nèi)緣、端面端面棘輪機構。棘輪機構。單向單向、雙向運動雙向運動棘輪機構。棘輪機構。二、棘輪機構的類型與應用二、棘輪機構的類型與應用按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào)按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):按工作原理分按工作原理分:單動式單動式、雙動式雙動式棘輪機構。棘輪機構。調(diào)桿長擺角、加滑動罩（一）（一）棘輪機構棘輪機構的組成的組成組成組成搖桿搖桿 1 1 主動構件，作往復擺動運動主動構件，作往復擺動運動棘輪棘輪 3 3 單向的間歇運動單向的間歇運動驅(qū)動棘爪驅(qū)動棘爪 2 2 止動棘爪止動棘爪 4 4 彈簧彈簧 5 5 設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云ABB雙向棘輪雙向棘輪1 雙動棘輪機構

4、雙動棘輪機構1雙動棘輪機構雙動棘輪機構2棘輪可雙向運動棘輪可雙向運動雙向棘輪雙向棘輪2 可變向設計：潘存云設計：潘存云可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪023451023451調(diào)滑動罩調(diào)滑動罩牛頭刨床進給調(diào)整機構牛頭刨床進給調(diào)整機構通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云2113231324摩擦棘輪摩擦棘輪超越離合器超越離合器傳動平穩(wěn)，噪聲小，接觸表面易發(fā)生滑動，運動準確性差。內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合輪齒式超越棘輪機構輪齒式超越棘輪機構自行車后輪軸上的單向傳動運動設計：潘存云設計：潘存云ABCD運動特點：運動特點：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉(zhuǎn)角為步進可調(diào)，但運動輪齒

5、式棘輪工作時噪音大且轉(zhuǎn)角為步進可調(diào)，但運動準確。而摩擦棘輪正好相反。準確。而摩擦棘輪正好相反。應用：應用：在各類機床中實現(xiàn)進給、轉(zhuǎn)位、或分度。在各類機床中實現(xiàn)進給、轉(zhuǎn)位、或分度。實例：實例：止動器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)止動器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn) 位、超越離合器（單車飛輪）。位、超越離合器（單車飛輪）。間歇轉(zhuǎn)動間歇轉(zhuǎn)動沖頭沖頭卸料工位卸料工位裝料工位裝料工位沖壓工位沖壓工位設計：潘存云dao1Ao2=90LprpnF三、設計要點三、設計要點要求在工作時，棘爪在要求在工作時，棘爪在Pn和和F的作用下，能自動滑入棘的作用下，能自動滑入棘輪齒槽。輪齒槽。Pn sin F=Pn f 代入得：代入得：tan f

6、 當當 時，時，1130 通常取通常取20FtFr正壓力正壓力Pn摩擦力摩擦力F條件是兩者對條件是兩者對O2的力的力矩要滿足如下條件：矩要滿足如下條件：MpnMF將力分解成切向和徑向分量將力分解成切向和徑向分量M=tan齒偏角齒偏角FcosLLpt摩擦角棘輪幾何尺寸計算公式棘輪幾何尺寸計算公式模數(shù)模數(shù)m1、2、3、4、5、6、8、10 頂圓直徑頂圓直徑da da=mz 與齒輪不同 齒間距齒間距p P=m 齒高齒高 齒頂弦長齒頂弦長a a=m棘爪工作面長度棘爪工作面長度a1 a1=(0.50.7)a 齒偏角齒偏角 20棘輪寬棘輪寬b b=(14)m棘爪斜高棘爪斜高h1、齒斜高、齒斜高h h1=h

7、 h/cos棘輪齒根圓角半徑棘輪齒根圓角半徑rf rf=1.5 mm棘爪尖端圓角半徑棘爪尖端圓角半徑r1 r1=2 mm 棘爪長度棘爪長度L 一般取一般取 L=2p=2ma1Lp6080hadao1o2 齒數(shù)齒數(shù)z 1225 棘輪參數(shù)棘輪參數(shù) 計算公式或取值計算公式或取值hh1rfr1齒槽角齒槽角設計：潘存云（55）設計：潘存云o21 1262 槽輪機構槽輪機構（馬爾它機構）（馬爾它機構）一、槽輪機構的組成及其工作特點一、槽輪機構的組成及其工作特點作用：作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動。將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動。組成：組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖

8、槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。的凸圓弧，起鎖定作用。特點：特點：結構簡單、制造容易、工作可靠、機械效率高，結構簡單、制造容易、工作可靠、機械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進行轉(zhuǎn)位。因槽輪運動過程中角速能平穩(wěn)地、間歇地進行轉(zhuǎn)位。因槽輪運動過程中角速度有變化度有變化，不適合高速運動場合。，不適合高速運動場合。o1工作過程：工作過程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當兩鎖止撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當兩鎖止弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運動。弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運動。鎖止弧鎖止弧槽輪槽輪撥盤撥盤圓銷圓銷設計：潘存云設計：潘存云設計：潘存云二、槽輪機構的類

9、型與應用二、槽輪機構的類型與應用球面槽輪機構球面槽輪機構應用實例：應用實例：電影放映機電影放映機、自動攝影機、自動攝影機、六角車床轉(zhuǎn)塔六角車床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機構外嚙合槽輪機構內(nèi)嚙合槽輪機構內(nèi)嚙合槽輪機構槽輪槽輪機構機構類型類型軸線平行軸線平行軸線相交軸線相交放映機的反應用外嚙合槽輪機構外嚙合槽輪機構內(nèi)嚙合槽輪機構內(nèi)嚙合槽輪機構球面槽輪機構球面槽輪機構o1o21 122 2六槽內(nèi)槽輪六槽內(nèi)槽輪撥盤撥盤六角車床轉(zhuǎn)塔六角車床轉(zhuǎn)塔圓銷圓銷車螺紋車螺紋41裝牙膏裝牙膏筒筒2 車帽口車帽口6卸牙膏筒卸牙膏筒5切尾切尾3 空閑空閑電影放映機電影放映機三、槽輪機構的運動系數(shù)三、槽輪機構的運動系數(shù)撥盤等速回轉(zhuǎn)

10、，在一個運動循撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個運動循環(huán)內(nèi)，總的運動時間為：環(huán)內(nèi)，總的運動時間為：t2/2/1 1定義：定義：k=td/t 為運動系數(shù)，即：為運動系數(shù)，即：k=td/t為減少沖擊，進入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中為減少沖擊，進入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中心連線成心連線成90角。故有：角。故有：221 1222 2td2 21 1/1 1槽輪的運動時間為：槽輪的運動時間為：=21 1/221 1=2 22 2=(2(2/z)/z)=2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 29090將將21 1代入得：代入得：k0k0可知：當只有一個圓銷時，可知：當只有一個圓銷時，k=1/

11、2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到的槽輪機構，則可在的槽輪機構，則可在撥盤上多裝幾個圓銷，撥盤上多裝幾個圓銷，設裝有設裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥個均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動動n次。故運動系數(shù)是單圓柱銷的次。故運動系數(shù)是單圓柱銷的n倍，即倍，即:k=n(1/2-1/z)1/2-1/z)k1 k1 槽數(shù)槽數(shù) z3 z3 得：得：n2z/2z/(z-2)z-2)提問：why k1？事實上，當k=1時，槽輪機構已經(jīng)不具備間歇運動特性了。k=1/2-1/z=1/2-1/z7120.361槽數(shù)槽數(shù)z圓銷數(shù)圓銷數(shù)n運動系數(shù)運動系數(shù)k 3 16 1/61 4 1

12、4 0.251 5、6 13 0.31 即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。當當z=4及及n=2時時說明此時槽輪的說明此時槽輪的運動時間運動時間和和靜止時間靜止時間相等。相等。k=n(1/21/z)1四、槽輪機構的幾何尺寸計算四、槽輪機構的幾何尺寸計算圓銷半徑圓銷半徑r 由受力大小確定由受力大小確定 rR/6中心距中心距L 由安裝空間確定由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑R R=Lsin=Lsin(/z)槽頂半徑槽頂半徑s s=Lcos=Lcos(/z)槽深槽深h hs-(L-R-r)撥盤軸徑撥盤軸徑d1 d12(L-s)槽輪軸徑槽輪軸徑d2 d22(L-R-r

13、)參參 數(shù)數(shù) 計算公式或依據(jù)計算公式或依據(jù)槽數(shù)槽數(shù)z 由工作要求確定由工作要求確定圓銷數(shù)圓銷數(shù)nsd1d2rr0槽頂側壁厚槽頂側壁厚b b=35 mm 經(jīng)驗確定經(jīng)驗確定b鎖止弧半徑鎖止弧半徑r0 r0=R-r-bRLh263 不完全齒輪機構不完全齒輪機構 工作原理工作原理：在主動齒輪只做出一個或幾個齒，根據(jù)運：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。當兩輪齒進入嚙嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當兩輪齒進入嚙合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從合時，與齒輪傳動一樣，

14、無齒部分由鎖止弧定位使從動輪靜止。動輪靜止。優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡單、制造容易、工作可靠、從動輪運動結構簡單、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。時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。類型：類型：外嚙合不完全齒輪機構、內(nèi)嚙合不完全齒輪機構外嚙合不完全齒輪機構、內(nèi)嚙合不完全齒輪機構缺點：缺點：從動輪在開始進入嚙合與脫離嚙合時有較大從動輪在開始進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。沖擊，故一般只用于低速、輕載場合。外嚙合不完全齒輪機構外嚙合不完全齒輪機構內(nèi)嚙合不完全齒輪機構內(nèi)嚙合不完全齒輪機構應用：適用于一些具有特殊運動要求的專用機械中。應用

15、：適用于一些具有特殊運動要求的專用機械中。如乒乓球拍周緣如乒乓球拍周緣銑削加工機床銑削加工機床、蜂窩煤餅壓制機蜂窩煤餅壓制機等。等。設計：潘存云銑刀銑刀不完全齒輪不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍球拍靠模凸輪靠模凸輪不完全齒輪不完全齒輪1設計：潘存云瞬心線附加桿瞬心線附加桿蜂窩煤餅壓制機蜂窩煤餅壓制機退煤餅退煤餅填料填料填料填料鎖止弧鎖止弧鎖止弧鎖止弧使運動平穩(wěn)壓制壓制不完全齒輪不完全齒輪軸實現(xiàn)正轉(zhuǎn)，停歇，反轉(zhuǎn)。64 凸輪式凸輪式間歇運動機構間歇運動機構 圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)

16、動。特點：特點：從動圓盤的運動規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。從動圓盤的運動規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。優(yōu)點：優(yōu)點：可通過選擇適當?shù)倪\動規(guī)律來減小動載荷、避可通過選擇適當?shù)倪\動規(guī)律來減小動載荷、避 免沖擊、適應高速運轉(zhuǎn)的要求。運轉(zhuǎn)可靠，傳免沖擊、適應高速運轉(zhuǎn)的要求。運轉(zhuǎn)可靠，傳 動平穩(wěn)，定位精確、且結構緊湊。動平穩(wěn)，定位精確、且結構緊湊。缺點：缺點：凸輪加工較復雜、安裝調(diào)整要求嚴格。凸輪加工較復雜、安裝調(diào)整要求嚴格。類型：類型：圓柱凸輪間歇運動機構、蝸桿凸輪間歇運動機構圓柱凸輪間歇運動機構、蝸桿凸輪間歇運動機構設計：潘存云R2圓柱凸輪間歇運動機構圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動

17、機構牙膏灌漿機牙膏灌漿機應用：應用：適用于高速、高精度的分適用于高速、高精度的分度轉(zhuǎn)位機械制瓶機、紙煙、包裝機、度轉(zhuǎn)位機械制瓶機、紙煙、包裝機、拉鏈嵌齒、高速沖床、多色印刷機拉鏈嵌齒、高速沖床、多色印刷機等機械。等機械。封口封口灌漿灌漿1 1圓柱分度凸輪機構圓柱分度凸輪機構在從動盤上可以布置較在從動盤上可以布置較多的滾子，能實現(xiàn)較大的多的滾子，能實現(xiàn)較大的分度數(shù)。分度數(shù)。難以實現(xiàn)預緊。難以實現(xiàn)預緊。從動盤從動盤主動凸輪主動凸輪滾子分布在從滾子分布在從動盤的端面上動盤的端面上圓柱形凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)盤的單向停歇轉(zhuǎn)動。凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)盤的單向停歇轉(zhuǎn)動。擺桿長度為R2，只有推程和遠休止角的擺動

18、從動件圓柱凸輪機構。推程遠休止角2 蝸桿分度凸輪機構蝸桿分度凸輪機構（應用最多）（應用最多）主動凸輪主動凸輪從動盤從動盤機架機架機架機架凸脊凸脊軸線相互垂直交錯軸線相互垂直交錯滾子滾子l凸輪上有一條凸脊，如果凸脊凸輪上有一條凸脊，如果凸脊沿一條螺旋線布置，就像一個蝸桿，沿一條螺旋線布置，就像一個蝸桿，那么凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時就帶動從動盤那么凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時就帶動從動盤像蝸輪那樣連續(xù)轉(zhuǎn)動。像蝸輪那樣連續(xù)轉(zhuǎn)動。l但凸輪上的凸脊經(jīng)過這樣的設但凸輪上的凸脊經(jīng)過這樣的設計：當凸輪在連續(xù)回轉(zhuǎn)時，使從動計：當凸輪在連續(xù)回轉(zhuǎn)時，使從動盤作間歇運動。盤作間歇運動。l從動盤上的滾子可以繞其自身軸線轉(zhuǎn)動，可減小凸從動盤上的滾子可以繞其自身軸線轉(zhuǎn)動，可減小凸輪面和滾子之間的滑動摩擦。輪面和滾子之間的滑動摩擦。l兩軸間的中心距可作微量調(diào)整，以消除凸輪輪廓面兩軸間的中心距可作微量調(diào)整，以消除凸輪輪廓面和滾子之間的間隙，實現(xiàn)和滾子之間的間隙，實現(xiàn)“預緊預緊”，不但可減小間隙帶，不但可減小間隙帶來的沖擊，而且在從動盤停歇時可得到精確的定位，補來的沖擊，而且在從動盤停歇時可得到精確的定位，補償磨損。償磨損。本本 章章 重重 點點1、掌握確定棘輪齒偏角的計算方法、掌握確定棘輪齒偏角的計算方法2、熟記槽輪運動系數(shù)與槽數(shù)、圓銷個數(shù)之間的關系、熟記槽輪運動系數(shù)與槽數(shù)、圓銷個數(shù)之間的關系