常用間歇運動機構.ppt

第八章 其它常用機構 了解常用間歇運動機構有哪些； 掌握槽輪機構、棘輪機構的工作原理、運動特 點、應用情況； 了解凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機構、 螺旋機構、萬向鉸鏈機構工作原理、運動特點及 應用情況； 了解常見組合機構的組合方式、工作特點及應 用情況。 本章教學目標 本章教學內容 第八章 其它常用機構 8-1 棘輪機構 8-2 槽輪機構 8-3 凸輪式間歇運動機構 8-4 不完全齒輪機構 8-5 螺旋機構 8-6 萬向鉸鏈機構 8-7 組合機構 本章重點： 了解槽輪機構、棘輪 機構的組成、工作原理 和運動特性，并了解其 適用場合。 常見組合機構的組 合方式、工作特點 及應用情況。 8-1棘輪機構 一、棘輪機構的組成及工作原理 二、棘輪機構的類型 外接棘輪機構 只能夠實現(xiàn)單向間歇運動 內接棘輪機構 二、棘輪機構的類型（續(xù)） 棘爪可翻轉的矩形棘齒可以獲得不同轉向的間歇運動。 雙向式棘輪機構 二、棘輪機構的類型（續(xù)） 雙動式棘輪機構 二、棘輪機構的類型（續(xù)） 運動特點：搖桿來回擺動都能使棘輪向同一方向轉動。 鉤頭棘爪 直推棘爪 二、棘輪機構的類型（續(xù)） 摩擦式棘輪機構 外接式 外接式 運動特點：通過摩擦力推動從動輪間歇轉動，克服了齒式棘 輪機構噪聲大、轉角不能無級調節(jié)的缺點，但運動準確性差。 三、棘輪機構的應用和功能 1. 應用場合 各種機床中，以實現(xiàn)進給、轉位或分度功能。 2. 功能 轉位、分度 沖床工作臺自動轉位棘輪機構 的工作過程： 沖頭 D上升時通過棘爪帶動棘輪 和工作臺順時針轉位。沖頭下 降時，搖桿 AB逆時針擺動，工 作臺不動。 牛頭刨床工作臺橫向進給過程：運動通過齒輪機構、連桿機 構傳遞給棘輪機構，帶動與棘輪固聯(lián)的絲杠做間歇運動，從 而實現(xiàn)工作臺間歇進給運動。 間歇送進 超越、離合 單向離合器工作原理 ：主動 星輪 1逆時針轉動時，滾柱 靠摩擦力滾向空隙小端，將 套筒 2楔緊，使之與星輪一 同轉動；反之，滾柱滾到大 端，套筒因松開而靜止。 超越離合器工作原理 ：主動 星輪 1逆時針轉動時，套筒 2 逆時針轉動的速度超過星輪 1的轉速，套筒以高速自由 轉動。 應用實例： 自行車飛輪（內接棘輪） 星輪 滾柱 套筒 彈簧頂桿 四、棘輪機構的設計 1. 棘輪齒面傾斜角的設計 是棘輪設計的首要問題 齒面傾斜角：指棘輪齒面與徑向線所夾的角 。 為保證棘爪順利進 入棘輪，要求 ： < 又 90 為使棘爪受力最?。?一般取 90 90 20常取 四、棘輪機構的設計（續(xù)） 2. 模數(shù) m的選擇 從標準值表中選取 3. 齒數(shù) z的選擇 可根據(jù)棘輪最小轉角 min確定 min 2 z 4. 動程或動停比的調節(jié) 思考：要改變棘輪每次的轉角，可以采取哪些措施？ 要改變棘輪每次的轉角可以采取的措施： 驅動機構設計成 行程可調機構 加裝棘輪罩，以遮蓋搖桿擺 角范圍內的一部分棘齒 一、槽輪機構的組成及工作特點 8-2 槽輪機構 典型槽輪機構的組成 ：由主動 撥盤、從動槽輪和機架等組成。 槽輪機構的工作原理 ：主動撥 盤連續(xù)轉動，當主動撥盤的圓 銷 A未進入槽輪徑向槽時，槽 輪在鎖，靜止不動；當主動撥 盤的圓銷 A進入槽輪徑向槽時， 槽輪受圓銷 A驅動而轉動。從 而使槽輪做間歇運動。 動畫演示 二、槽論機構的類型 外槽輪機構 主、從動輪轉向相反， 且具有傳動較平穩(wěn)、 停歇時間短、所占空 間小等特點。 主、從動輪轉向相反 內槽輪機構 二、槽論機構的類型（續(xù)） 特點：徑向槽徑向 尺寸不同，撥盤上 銷分布不均勻。槽 輪轉一周，可以實 現(xiàn)動停時間均不相 同的運動要求。 不等臂長多銷槽輪機構 二、槽輪機構的類型（續(xù)） 球面槽輪機構 特點： 主動輪 1和撥銷 3的 軸線均通過球心。 當只有一個撥銷時， 動停時間相等； 當對稱布置兩個撥 銷時，可以實現(xiàn)連 續(xù)轉動。 二、槽論機構應用 一般用于轉速不很高的自動機械、輕工機 械或儀器儀表中。 電 影 放 映 機 的 送 片 機 構 8-3 凸輪式間歇運動機 構 一、凸輪式間歇運動機構工作原理及特點 1. 組成 主動凸輪、從動盤 2. 工作原理 主動凸輪連續(xù)轉動，推動 從動盤實現(xiàn)間歇分度轉動。 3. 機構特點 結構緊湊，不需定位裝置即 可獲得高的定位精度 廓線設計得當，可使從動件 獲得預期的任意運動； 動載荷小，無沖擊，宜高速； 加工成本高，安裝、調整要 求嚴。 二、凸輪式間歇運動機構類型及應用 圓柱凸輪間歇運動機構 蝸桿凸輪間歇運動機構 共軛凸輪式間歇運動機構 特點：具有較好 的動力特性、較 高的分度精度、 較低的加工成本。 在自動分度機構、 機床換刀機構、 機械手的工作機 構、 X光醫(yī)療診 斷臺等應用廣泛。 二、凸輪式間歇運動機構類型及應用（續(xù)） 凸輪式間歇運動機構應用場合： 輕工機械、沖壓機械等高 速機械中常用作高速、高精度的步進進給、分度轉位等機 構。例如用于高速沖床、多色印刷機、包裝機、折疊機等。 1. 工作原理 由齒輪機構演變而來。主 動輪有一個或幾個齒，根據(jù) 運動與停歇時間要求，在從 動輪上做出主動輪齒相嚙合 的輪齒，當主動輪做連續(xù)轉 動時，從動輪做間歇回轉運 動。從動輪間歇期間，利用 兩輪邊緣的鎖止弧防止從動 輪游動。 8-4不完全齒輪機構 一、不完全齒輪機構工作原理及特點 動畫演示 2. 機構特點 結構簡單、制造容易，工作可靠，從動輪動停時間比 例變化范圍大。但沖擊較大，只宜于低速、輕載場合。 二、不完全齒輪機構類型及應用 內嚙合不完全齒輪機構 外嚙合不完全齒輪機構 二、不完全齒輪機構類型及應用（續(xù)） 不完全齒輪機構應用場合 ：常用于多工位、多工序的自 動機械或生產(chǎn)線上，實現(xiàn)工作臺的間歇轉位和進給運動。 不完全齒輪齒條機構 8-5 螺旋機構 一、螺旋機構組成及特點 1. 組成 螺桿、螺母、機架 2. 機構特點 結構簡單、制造方便、運 動準確、能獲得較大的降速比 和力的增益，工作平穩(wěn)，無噪 音，合理選擇螺紋導程角可具 有自鎖性，但效率低，要反轉 則需要反向裝置。 3. 應用 常用在起重機、壓力機及功率不大的進給系統(tǒng)和微調裝置中。 二、螺旋機構類型 2. 滑動螺旋機構 1. 滾動螺旋機構：滾動絲杠 多用于將轉動 變移動的場合 A、 B段螺旋旋向相同 2)( BA lls 稱其為微調螺旋機構 很小則 相差很小與 s ll BA 鏜刀進刀量的微調螺旋機構 A、 B段螺旋旋向相反 2)( BA lls 稱其為復式螺旋機構 車輛聯(lián)接中的螺旋機構 車輛 聯(lián)接實例 8-6 萬向鉸鏈機構 一、 萬向鉸鏈機構的組成和應用 萬向聯(lián)軸節(jié) 萬向鉸鏈機構用于傳遞兩相交軸間的運動和動力， 廣泛用于汽車、機床等機械中； 傳動過程中，兩軸 夾角可以變動，為 變角傳動機構。 二、萬向鉸鏈機構的類型 單萬向鉸鏈機構 兩軸瞬時角速 比隨時變化，并 不恒等于 1 單萬向鉸鏈機構兩特殊位置的機構運動簡圖 雙萬向鉸鏈機構 主、從動軸角速度恒等的條件： 主、從動軸與中間軸位于同一平面； 主、從動軸線與中間軸線之間的夾角相等； 中間軸兩端叉面應位于同一平面內。 1. 組合機構 組合機構 指的是用一種機構去約束和影響另一個多自 由度機構所形成的封閉式機構系統(tǒng)，或者是由幾種基本 機構有機聯(lián)系、互相協(xié)調和配合所組成的機構系統(tǒng)。 子機構 ：指機構組合系統(tǒng)中單個的基本機構。 組合機構的基礎機構 ：指組合機構中自由度大于 1的差 動機構。 組合機構的附加機構 ：指組合機構中自由度為 1的基本 機構。 2. 組合機構應用 多用來實現(xiàn)一些特殊的運動軌跡或獲得特殊的運動 規(guī)律，因此廣泛應用于紡織、印刷和輕工業(yè)等機械中。 8-7組合機構 一、組合機構及應用 串聯(lián)式組合 是指機構組合系統(tǒng)中前一級子機構的輸出 構件即為后一級子機構的輸入構件。 串聯(lián)式組合 二、組合機構的常見組合方式 子機構 子機構 輸入 輸出 并聯(lián)式組合 并聯(lián)式組合是指機構 組合系統(tǒng)中，幾個子 機構共用同一個輸入 構件，而它們的輸出 運動又同時輸入給一 個多自由度的子機構， 從而形成自由度為 1 的機構系統(tǒng)。 二、組合機構的常見組合方式 子機構 子機構 輸入 輸出 子 機 構 反饋式聯(lián)式組合 反饋式聯(lián)式組合是指 機構組合系統(tǒng) 中，多自由度子機構的一個輸入運動 是通過單自由度子機構從多自由度子 機構的輸出構件回授的，從而形成自 由度為 1的機構系統(tǒng)。 二、組合機構的常見組合方式 子機構 子機構 輸入 輸出 復合式組合 復合式組合是指機構組合系統(tǒng)中，由一個或幾個串聯(lián)的基 本機構去封閉一個具有兩個或多個自由度的基本機構的組 合方式稱為復合式組合。 二、組合機構的常見組合方式 子機構 子機構 輸入 輸出 基礎機構：自由度為 2的連桿機構 附加機構：自由度為 1的凸輪機構 三、組合機構的類型及功能 凸輪 連桿組合機構 組合以實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律或運動軌跡 組合以實現(xiàn)復雜的運動軌跡 平板印刷機上的吸紙機 構，由自由度為 2的五桿 機構和兩個自由度為 1的 擺動從動件凸輪機構所 組成。兩個盤形凸輪固 接再同一個轉軸上。 刻字、成形機構，由 自由度為 2的四桿四移 動副機構作為基礎機 構，兩個自由度為 1的 凸輪機構作為附加機 構，經(jīng)并聯(lián)組合而形 成的凸輪連桿組合 機構 三、組合機構的類型及功能 凸輪 連桿組合機構 組合以實現(xiàn)復雜的運動軌跡 這是機構結構簡單的能實現(xiàn)復雜運動規(guī)律的凸輪連桿組 合機構。基礎機構為自由度為 2的五桿機構，其附加機構 為槽凸輪機構。只要適當?shù)卦O計凸輪的輪廓曲線，就能使 動滑塊 3按照預定的復雜規(guī)律運動 三、組合機構的類型及功能 凸輪 連桿組合機構 組合以實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律 基礎機構為自由度為 2的連桿機構 附加機構為自由度為 1的齒輪機構 三、組合機構的類型及功能（續(xù)） 齒輪 連桿組合機構 組合以實現(xiàn)復雜的運動軌跡 基礎機構：自由度為 2的差動輪系 附加機構：自由度為 1的連桿機構 組合以實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律 基礎機構：自由度為 2的差動輪系 附加機構：自由度為 1的凸輪機構 三、組合機構的類型及功能 凸輪 齒輪組合機構 組合使從動件實現(xiàn)多種預定的運動規(guī)律 凸輪齒輪組合機構應用實 例，主動蝸桿 1在等速轉動 的同時，又受凸輪 2的控制 作軸向移動，適當選擇凸輪 的輪廓曲線，可使蝸輪 3得 到預期的運動規(guī)律。