第七章其他常见机构.PPT

第七章第七章 其他常用机构其他常用机构7-1 棘轮机构棘轮机构7-2 槽轮机构槽轮机构*7-3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构7-4 万向联轴器万向联轴器*7-5 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构 7-1 7-1 棘轮机构棘轮机构一、棘轮机构的基本结构和工作原理一、棘轮机构的基本结构和工作原理主动摆杆主动摆杆驱动棘爪驱动棘爪棘轮棘轮止动棘爪止动棘爪棘轮不动棘轮不动棘棘轮轮运运动动二、棘轮机构的类型二、棘轮机构的类型常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类单向式棘轮机构单向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构轮轮齿齿式式棘棘轮轮机机构构摩摩擦擦式式棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构单动式棘轮机构单动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构单动式棘轮机构单动式棘轮机构外啮式外啮式内啮式内啮式双动式棘轮机构双动式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构摩擦式摩擦式滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构： （1）结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容）结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容易实现有级调整。易实现有级调整。（2）棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为）棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重。严重。（3）轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇）轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制。运动的控制。 棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮的单向间歇转动，也常作为防逆转装置的单向间歇转动，也常作为防逆转装置摩擦式棘轮机构：摩擦式棘轮机构： （1）传递运动较平稳、无噪声，从动件的转）传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整角可作无级调整 （2）易出现打滑现象，运动准确性较差，）易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合不适合用于精确传递运动的场合各种棘轮机构在生产实际中的应用各种棘轮机构在生产实际中的应用用于进给、超越、制动和转位等工艺动作的控制用于进给、超越、制动和转位等工艺动作的控制棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构实现进给运动实现进给运动牛头刨床工作台的进给机构牛头刨床工作台的进给机构棘棘轮轮机机构构实现快速超越运动实现快速超越运动athtDDf（1）不对称梯形齿）不对称梯形齿 不对称梯形齿强度不对称梯形齿强度较高，已经标准化，较高，已经标准化，是最常用的一种齿形是最常用的一种齿形=153030m模数，模数， z齿数齿数a=m, t=m，b=0.75mD=mz，Df=D-2h，四、棘轮机构设计中的主要问题四、棘轮机构设计中的主要问题、棘轮齿形的选择、棘轮齿形的选择（2）直线型三角形齿）直线型三角形齿 这种齿形的齿顶尖锐，这种齿形的齿顶尖锐，强度较低，用于小载荷场强度较低，用于小载荷场合。合。直线直线（3）圆弧型三角形齿）圆弧型三角形齿这种齿形较直线型这种齿形较直线型三角形齿强度高，三角形齿强度高，冲击也小一些。冲击也小一些。圆弧圆弧（4）对称型矩形齿）对称型矩形齿 这种齿用于双这种齿用于双向驱动的棘轮向驱动的棘轮2、棘轮转角大小的调整、棘轮转角大小的调整（1）采用棘轮罩采用棘轮罩通过改变棘轮罩的通过改变棘轮罩的位置实现棘轮转角位置实现棘轮转角大小的调整大小的调整（2）改变摆杆摆角改变摆杆摆角 通过改变滑块通过改变滑块A的位置，改变摆杆摆角的大小，的位置，改变摆杆摆角的大小，从而实现棘轮转角大小的调整。从而实现棘轮转角大小的调整。滑块滑块摆杆摆杆 以上两种调整棘轮转角的方法，以上两种调整棘轮转角的方法，棘轮的最小转角都不小于一个齿距棘轮的最小转角都不小于一个齿距角。若要使棘轮的转角小于一个齿角。若要使棘轮的转角小于一个齿距角，则应采取以下方法：距角，则应采取以下方法：（3）多爪棘轮机构）多爪棘轮机构 1 2棘爪数棘爪数n棘轮齿距角棘轮齿距角 摆杆转角摆杆转角 1棘轮转角棘轮转角 2 13 23 1 1 13 13 2 2 23 23多爪棘轮机构多爪棘轮机构3、棘轮机构的可靠工作条件、棘轮机构的可靠工作条件（1）棘爪的可靠啮合条件）棘爪的可靠啮合条件P PFRFNfFN 欲使棘爪顺利的滑入欲使棘爪顺利的滑入棘轮齿根，则必须有：棘轮齿根，则必须有：sincosNNF LFfLtantanf棘轮齿面角棘轮齿面角 大于摩擦角大于摩擦角 或者棘轮对棘爪的总反力或者棘轮对棘爪的总反力FN的作用线在棘爪轴心的作用线在棘爪轴心O1和和棘轮轴心棘轮轴心O2之间穿过。之间穿过。（2）偏心块楔紧条件）偏心块楔紧条件 FRfFNFN欲使楔块楔紧棘轮，则必须有：欲使楔块楔紧棘轮，则必须有：22sincosNNO AFO AfFtantanf楔块廓线升角楔块廓线升角 小于摩擦角小于摩擦角 （2）滚子楔紧条件）滚子楔紧条件欲使滚子被楔紧，则必须有：欲使滚子被楔紧，则必须有：cossin222ANAdddFFFAFNAFNBFBfFNA tan2楔紧角楔紧角 小于小于2倍的摩擦角倍的摩擦角 楔紧角楔紧角 不宜过小，以防套筒反向运动时滚不宜过小，以防套筒反向运动时滚子不易退出楔紧状态。子不易退出楔紧状态。注意：注意： 7-2 7-2 槽轮机构槽轮机构一、槽轮机构的组成及其工作原理一、槽轮机构的组成及其工作原理主动拨盘主动拨盘从动槽轮从动槽轮锁止弧锁止弧锁止弧锁止弧径向槽径向槽圆柱销圆柱销二、槽轮机构的基本类型及其应用二、槽轮机构的基本类型及其应用常见的槽轮机构有两种类型：常见的槽轮机构有两种类型：外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构槽轮机构的特点槽轮机构的特点1、结构简单、工作可靠。、结构简单、工作可靠。2、机械效率高。、机械效率高。3、容易制造。、容易制造。4、低速时运动较平稳。、低速时运动较平稳。5、有一定程度的冲击，不适于高速。、有一定程度的冲击，不适于高速。槽轮机构在生产中的应用槽轮机构在生产中的应用电影放映机的间歇卷片机构电影放映机的间歇卷片机构间歇转位机构间歇转位机构二、槽轮机构的运动性质二、槽轮机构的运动性质1、槽轮机构的运动系数、槽轮机构的运动系数 主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘与拨盘的运动时间的运动时间t1的比值的比值 为槽轮机构的运动系数。为槽轮机构的运动系数。12tt （1）外槽轮机构）外槽轮机构拨盘转过一周的时间为：拨盘转过一周的时间为：112 t若拨盘上有若拨盘上有1 个圆柱销，则拨盘每个圆柱销，则拨盘每转一周，转一周， 拨动槽轮的运动时间为：拨动槽轮的运动时间为：1212t槽轮机构的运动系数槽轮机构的运动系数2121222/22222zztzt在一个运动循环外槽轮停歇时间：在一个运动循环外槽轮停歇时间：2212111(1)(1)ttttttt 212121022.522/222ttzzzz 从公式从公式可以得出：可以得出：1、与与z z有关。有关。必须等于必须等于0（ 0）z 2槽轮径向槽数最少为槽轮径向槽数最少为32、 0.5，须在主动拨盘上安装若干个柱销。，须在主动拨盘上安装若干个柱销。2122ztktzk运动系数运动系数zzk22 1、要使槽轮运动，其运动时间、要使槽轮运动，其运动时间 t20即即 ： 02z 2、要使槽轮有停歇，其运动时间、要使槽轮有停歇，其运动时间 t2 t1，即：，即：22zkz3 z时时（k=15)，4 z时时（k=13)，5 z时时（k=13)。16k 10 / 3k 4k 外槽轮机构运动系数外槽轮机构运动系数6z 时时1 2k 生产实际中，通常槽轮槽数生产实际中，通常槽轮槽数z取取48思考：思考：2z 4k 及及?当当（2 2）内槽轮机构）内槽轮机构拨盘转过一周的时间为：拨盘转过一周的时间为：112 t 若拨盘上有若拨盘上有1个圆柱销，槽轮运动个圆柱销，槽轮运动时间所对应的拨盘的转角为时间所对应的拨盘的转角为122222(2)22z 1222 z 222 22z22zz运动系数运动系数 1、内啮合槽轮机构的、内啮合槽轮机构的值总大于值总大于0.5；即运动时间；即运动时间 总大于停歇时间。总大于停歇时间。122zkz3 z时必然有：时必然有：2122zz故内槽轮机构拨盘上的圆柱销只能有一个。故内槽轮机构拨盘上的圆柱销只能有一个。22zz内槽轮机构运动系数内槽轮机构运动系数由上式可知由上式可知 2、要使、要使槽轮有停歇槽轮有停歇，其运动时间，其运动时间 t2 2， 即：即：内啮合槽轮机构的径向槽的数目同样最小应为内啮合槽轮机构的径向槽的数目同样最小应为3。 3、若均布、若均布k个圆柱销，则个圆柱销，则22zkz，当当1k 2、槽轮机构的角速度和角加速度、槽轮机构的角速度和角加速度槽轮的转角槽轮的转角 2 和拨盘的转角和拨盘的转角 1 关系为：关系为：1122cossintan RaRBOAB R圆柱销回转半径圆柱销回转半径;令令lRa112cos1sinarctan l l l l 121122cos21)(cos l l l ll l l l dtd222121221(1)sin(12 cos)dadtl lll 当当 1为常数时，槽轮的角速度与角加速度为常数时，槽轮的角速度与角加速度均为均为槽数槽数z和拨盘位置角和拨盘位置角 1的函数。的函数。 a中心距中心距 为避免圆柱销进入与脱离槽轮径向槽为避免圆柱销进入与脱离槽轮径向槽时发生时发生刚性冲击刚性冲击，圆柱销中心的，圆柱销中心的运动方运动方向向应与径向槽的应与径向槽的中心线相切中心线相切，因而有：，因而有：zaR l lsinsin2 z 222 内槽轮机构的运动参数内槽轮机构的运动参数11211sinsinarctan()arctan()cos1cosRaRll212121(cos)12cosddtllll222121221(1)sin(12 cos)dadtl lllzaR l lsinsin2 其中其中槽轮机构的运动线图槽轮机构的运动线图外槽轮机构外槽轮机构内槽轮机构内槽轮机构z外槽轮机构外槽轮机构内槽轮机构内槽轮机构外槽轮机构外槽轮机构内槽轮机构内槽轮机构36.460.4631.441.7342.410.415.411.0051.430.372.300.7361.000.331.350.5880.620.280.700.411max2 21max2 内、外槽轮机构的角速度和角加速度内、外槽轮机构的角速度和角加速度运动平稳性差，不宜采用运动平稳性差，不宜采用四、槽轮机构的类型选择与设计计算四、槽轮机构的类型选择与设计计算P235自学自学 7-7- 万向联轴器万向联轴器一、单万向联轴器结构与运动情况一、单万向联轴器结构与运动情况主动轴主动轴从动轴从动轴十字头十字头转动副转动副转转动动副副转转动动副副主动轴与从动轴间主动轴与从动轴间的瞬时角速度比：的瞬时角速度比：3 主动轴角速度主动轴角速度1 从动轴角速度从动轴角速度12213cossin1cos 01 1801 或或 cos1)(max13 901 2701 或或 cos)(min13 单万向联轴器的特点单万向联轴器的特点1、可以传递空间交叉轴之间的运动和动力；、可以传递空间交叉轴之间的运动和动力；2、主、从动轴之间的整周传动比为、主、从动轴之间的整周传动比为1；3、运动过程中，当两轴夹角在一定值范围内变化、运动过程中，当两轴夹角在一定值范围内变化不影响正常工作；不影响正常工作；4、当两轴夹角不为、当两轴夹角不为0时，主、从动轴之间的瞬时时，主、从动轴之间的瞬时传动比不为传动比不为1。12213cossin1cos 二、双万向联轴节二、双万向联轴节 双万向联轴节是由左双万向联轴节是由左右两单万向节组成右两单万向节组成从动轴从动轴主动轴主动轴主动轴主动轴从动轴从动轴121211cossin1cosMM 323233cossin1cosMM 3232212131coscossin1cossin1cos31 MM 动 画动 画3232212131coscossin1cossin1cos31 MM 3232212131coscossin1cossin1cos31 MM 121 必须满足下列两条件：必须满足下列两条件：12（）（）即主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中即主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中间轴的夹角间轴的夹角即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。13MM（）（）三、万向联轴节的应用三、万向联轴节的应用在汽车中的在汽车中的应用应用在轧钢机在轧钢机中的应用中的应用在铣床中在铣床中的应用的应用在机床工装中应用在机床工装中应用