機(jī)械原理課件：第十一章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

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1、浙江大學(xué)專用 第十一章第十一章 棘輪傳動(dòng)、槽輪傳動(dòng)和不完全齒輪傳動(dòng)棘輪傳動(dòng)、槽輪傳動(dòng)和不完全齒輪傳動(dòng)11111 1 棘輪傳動(dòng)棘輪傳動(dòng)11112 2 槽輪傳動(dòng)槽輪傳動(dòng)11113 3 不完全齒輪傳動(dòng)不完全齒輪傳動(dòng)浙江大學(xué)專用 一、一、棘輪傳動(dòng)棘輪傳動(dòng)的工作原理的工作原理組成：組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。工作原理：工作原理：擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度

2、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、摩擦棘輪摩擦棘輪 演示模型外緣外緣、內(nèi)緣內(nèi)緣、端面端面棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。單向單向、雙向運(yùn)動(dòng)雙向運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)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(dòng)式單動(dòng)式、雙動(dòng)式雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。調(diào)桿長擺角、加滑動(dòng)罩11111 1 棘輪傳動(dòng)棘輪傳動(dòng)浙江大學(xué)專用 雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪

3、可雙向運(yùn)動(dòng)棘輪可雙向運(yùn)動(dòng)ABB浙江大學(xué)專用 可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角023451023451調(diào)滑動(dòng)罩調(diào)滑動(dòng)罩浙江大學(xué)專用 21摩擦棘輪摩擦棘輪超越離合器超越離合器13231324浙江大學(xué)專用 ABCD運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。應(yīng)用：應(yīng)用：在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。實(shí)例：實(shí)例：止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn) 位、超

4、越離合器（單車飛輪）。位、超越離合器（單車飛輪）。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)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浙江大學(xué)專用 dao1Ao2=90LprpnptF三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)要求在工作時(shí)，棘爪在要求在工作時(shí)，棘爪在Pn和和F的作用下，能自動(dòng)滑入棘的作用下，能自動(dòng)滑入棘輪齒槽。輪齒槽。Pn sin F=Pn f 代入得：代入得：tg f 當(dāng)當(dāng) f=0.2 時(shí)，時(shí)，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(duì)條件是兩者對(duì)O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=tg齒偏角齒偏角F

5、cosLL浙江大學(xué)專用 棘輪幾何尺寸計(jì)算公式棘輪幾何尺寸計(jì)算公式模數(shù)模數(shù)m1、1.5、2、2.5、3、3.5、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h(yuǎn) h=0.75m 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h(yuǎn)1、齒斜高、齒斜高h(yuǎn) h1=h 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=2pa1Lp6080hada

6、o1o2 齒數(shù)齒數(shù)z 1225 棘輪參數(shù)棘輪參數(shù) 計(jì)算公式或取值計(jì)算公式或取值hh1rfr1齒槽角齒槽角浙江大學(xué)專用 1 12一、一、槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理的工作原理作用：作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。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(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過程中角速能平穩(wěn)地、間

7、歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過程中角速度有變化度有變化，不適合高速運(yùn)動(dòng)場合。，不適合高速運(yùn)動(dòng)場合。o1工作過程：工作過程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。o2鎖止弧鎖止弧槽輪槽輪撥盤撥盤圓銷圓銷11112 2 槽輪傳動(dòng)槽輪傳動(dòng)浙江大學(xué)專用 二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：電影放映機(jī)電影放映機(jī)、自動(dòng)攝影機(jī)、自動(dòng)攝影機(jī)、六角車床轉(zhuǎn)塔六角車床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)槽輪槽輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)類型類型軸線平行軸線平行軸線相交軸線相交放映機(jī)的

8、反應(yīng)用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)o1o21 122 2浙江大學(xué)專用 三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)1.運(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù)撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t2/2/1 1定義：定義：k=td/t 為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，即：為運(yùn)動(dòng)系數(shù)，即：k=td/t為減少?zèng)_擊，進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，槽中心線與撥銷中為減少?zèng)_擊，進(jìn)入或退出嚙合時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)間為：槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：=21 1/221

9、1=2 22 2=(2(2/z)/z)=2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 29090浙江大學(xué)專用 將將21 1代入得：代入得：k0k0可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷時(shí)，可知：當(dāng)只有一個(gè)圓銷時(shí)，k=1/2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到k0.5k0.5的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在撥盤上多裝幾個(gè)撥盤上多裝幾個(gè)圓銷，設(shè)裝有圓銷，設(shè)裝有n個(gè)均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽個(gè)均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動(dòng)輪被撥動(dòng)n次。故運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷的次。故運(yùn)動(dòng)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

10、：n2z/2z/(z-2)z-2)提問：why k1？事實(shí)上，當(dāng)k=1時(shí)，槽輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)不具備間歇運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)系數(shù)運(yùn)動(dòng)系數(shù)k 3 16 1/61 4 14 0.251 5、6 13 0.31 即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。即槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于其靜止時(shí)間。0.5 0.5當(dāng)當(dāng)z=4及及n=2時(shí)時(shí)說明此時(shí)槽輪的說明此時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)間和和靜止時(shí)間靜止時(shí)間相等。相等。k=n(1/21/z)=0.5浙江大學(xué)專用 1四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算圓銷半徑圓銷半徑r 由受力大小確定由受力大小確定

11、 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)參參 數(shù)數(shù) 計(jì)算公式或依據(jù)計(jì)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(cè)壁厚槽頂側(cè)壁厚b b=35 mm 經(jīng)驗(yàn)確定經(jīng)驗(yàn)確定b鎖止弧半徑鎖止弧半徑r0 r0=R-r-bRLh2浙江大學(xué)專用 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)工作原理工作原理：在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)：在主動(dòng)齒輪只做

12、出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從動(dòng)輪靜止。動(dòng)輪靜止。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng) 時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。2.類型及應(yīng)用類型及應(yīng)用類型：類型：外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完

13、全齒輪機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)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。11113 3 不完全齒輪傳動(dòng)不完全齒輪傳動(dòng)浙江大學(xué)專用 外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專用機(jī)械中。應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專用機(jī)械中。如乒乓球拍周緣如乒乓球拍周緣銑削加工機(jī)床銑削加工機(jī)床、蜂窩煤餅壓制機(jī)蜂窩煤餅壓制機(jī)等。等。浙江大學(xué)專用 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

14、凸輪靠模凸輪不完全齒輪不完全齒輪1浙江大學(xué)專用 瞬心線附加桿瞬心線附加桿蜂窩煤餅壓制機(jī)蜂窩煤餅壓制機(jī)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(yùn)動(dòng)平穩(wěn)壓制壓制不完全齒輪不完全齒輪浙江大學(xué)專用 64 凸輪式凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動(dòng)均布有柱銷的從動(dòng)圓盤間歇圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動(dòng)均布有柱銷的從動(dòng)圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：特點(diǎn)：從動(dòng)圓盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。從動(dòng)圓盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律來減小動(dòng)載荷、避可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律來減小動(dòng)載荷、避 免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定

15、位精確、且免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且 結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。2.類型及應(yīng)用類型及應(yīng)用類型：類型：圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)浙江大學(xué)專用 R2圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)牙膏灌漿機(jī)牙膏灌漿機(jī)應(yīng)用：應(yīng)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(jī)械制瓶機(jī)、紙煙、包裝機(jī)、度轉(zhuǎn)位機(jī)械制瓶機(jī)、紙煙、包裝機(jī)、拉鏈嵌齒、高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)拉鏈嵌齒、高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)等機(jī)械。等機(jī)械。封口封口灌漿灌漿習(xí)題習(xí)題:11-1