机械原理A间歇运动机构.pptx
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1、甘肃工业大学专用第十二章第十二章 其他常用机构其他常用机构及其设计121 棘轮机构棘轮机构122 槽轮机构槽轮机构123 擒纵轮机构擒纵轮机构124 凸轮式间隙运动机构凸轮式间隙运动机构125不完全齿机构不完全齿机构126 非圆齿轮机构非圆齿轮机构127 螺旋机构螺旋机构128 万向铰链机构万向铰链机构129 组合机构组合机构第1页/共49页甘肃工业大学专用一、一、棘轮机构棘轮机构的组成及其工作原理的组成及其工作原理组成:组成:摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。121 棘轮机构棘轮机构工作原理:工作原理:摆杆往复摆动,棘爪推动棘轮间歇转动。摆杆往复摆动,棘爪推动棘轮间歇转动。
2、优点:优点:结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。缺点:缺点:工作时有较大的冲击和噪音,运动精度较差。工作时有较大的冲击和噪音,运动精度较差。适用于速度较低和载荷不大的场合。适用于速度较低和载荷不大的场合。棘轮棘轮类型类型按工作方式有:按工作方式有:按轮齿分布有:按轮齿分布有:按转角是否可调按转角是否可调:固定转角固定转角、可调转角可调转角 调杆长摆角、加滑动罩轮齿棘轮轮齿棘轮、摩擦棘轮摩擦棘轮 演示模型外缘外缘、内缘内缘、端面端面棘轮机构。棘轮机构。单向单向、双向运动双向运动棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按棘轮转
3、向是否可调按棘轮转向是否可调:按工作原理分有按工作原理分有:单动式单动式、双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。第2页/共49页甘肃工业大学专用双动棘轮机构双动棘轮机构第3页/共49页甘肃工业大学专用ABB棘轮可双向运动棘轮可双向运动第4页/共49页甘肃工业大学专用可调转角的棘轮可调转角的棘轮牛头刨床进给调整机构牛头刨床进给调整机构通过调整杆长来调摆角通过调整杆长来调摆角023451调滑动罩调滑动罩023451第5页/共49页甘肃工业大学专用21摩擦棘轮摩擦棘轮超越离合器超越离合器13243132第6页/共49页甘肃工业大学专用运动特点:运动特点:轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调,但运动准确。
4、轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调,但运动准确。而摩擦棘轮正好相反。而摩擦棘轮正好相反。应用:应用:在各类机床中实现进给、转位、或分度。在各类机床中实现进给、转位、或分度。实例:实例:止动器、牛头刨床、冲床转位、止动器、牛头刨床、冲床转位、超越离合器(单车飞轮)。超越离合器(单车飞轮)。冲头冲头冲压工位冲压工位卸料工位卸料工位装料工位装料工位间歇转动间歇转动ABCD第7页/共49页甘肃工业大学专用dao1Ao2=90LprpnptF三、设计要点三、设计要点要求在工作时,棘爪在要求在工作时,棘爪在Pn和和F的作用下,能自动滑入棘轮齿槽。的作用下,能自动滑入棘轮齿槽。Pn sin F=Pn f
5、 代入得:代入得:tg f 当当 f=0.2 时,时,1130 通常取通常取20FtFr正压力正压力Pn摩擦力摩擦力F条件是两者对条件是两者对O的力矩要的力矩要满足如下条件:满足如下条件:MpnMF将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量M=tg齿偏角齿偏角FcosLL第8页/共49页甘肃工业大学专用棘轮几何尺寸计算公式棘轮几何尺寸计算公式模数模数m1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10 顶圆直径顶圆直径da da=mz 与齿轮不同 齿间距齿间距p P=m 齿高齿高h h=0.75m 齿顶弦长齿顶弦长a a=m棘爪工作面长度棘爪工作面长度a1 a1=(0.50
6、.7)a 齿偏角齿偏角 20棘轮宽棘轮宽b b=(14)m棘爪斜高棘爪斜高h1、齿斜高、齿斜高h h1=h h/cos棘轮齿根圆角半径棘轮齿根圆角半径rf rf=1.5 mm棘爪尖端圆角半径棘爪尖端圆角半径r1 r1=2 mm 棘爪长度棘爪长度L 一般取一般取 L=2pa1Lp6080hadao1o2 齿数齿数z 1225 棘轮参数棘轮参数 计算公式或取值计算公式或取值hh1rfr1齿槽角齿槽角第9页/共49页甘肃工业大学专用1 12 2122 槽轮机构槽轮机构(马尔它机构)(马尔它机构)一、槽轮机构的组成及其工作特点一、槽轮机构的组成及其工作特点作用:作用:将连续回转变换为间歇转动。将连续回
7、转变换为间歇转动。组成:组成:带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧:槽轮上的凹圆弧、拨盘和槽轮上都有锁止弧:槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧,起锁定作用。拨盘上的凸圆弧,起锁定作用。特点:特点:结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高,能平稳结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高,能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化,不适,不适合高速运动场合。合高速运动场合。o1工作过程:工作过程:拨盘连续回转,当两锁止弧拨盘连续回转,当两锁止弧接触时,槽轮静止;反之槽轮运动。接触时,槽轮静止;
8、反之槽轮运动。o2锁止弧锁止弧槽轮槽轮拨盘拨盘圆销圆销第10页/共49页甘肃工业大学专用二、槽轮机构的类型与应用二、槽轮机构的类型与应用球面槽轮机构球面槽轮机构应用实例:应用实例:电影放映机电影放映机、自动摄影机、自动摄影机、六角车床转塔六角车床转塔。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槽轮机构类型构类型轴线平行轴线平行轴线相交轴线相交放映机的反应用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1 122 2球面槽轮机构球面槽轮机构第11页/共49页甘肃工业大学专用六槽内槽轮六槽内槽轮拨盘拨盘六角车床转塔六角车床转塔圆销圆销车螺纹车螺纹41装牙膏筒装牙膏筒2
9、车帽口车帽口6卸牙膏筒卸牙膏筒5切尾切尾3空闲空闲第12页/共49页甘肃工业大学专用三、槽轮机构的运动系数及运动特性三、槽轮机构的运动系数及运动特性1.运动系数运动系数拨盘等速回转,在一个运动循环内,拨盘等速回转,在一个运动循环内,总的运动时间为:总的运动时间为:t2/2/1 1定义:定义:k=td/t 为运动系数,即:为运动系数,即:k=td/t为减少冲击,进入或退出啮合时,槽中为减少冲击,进入或退出啮合时,槽中心线与拨销中心连线成心线与拨销中心连线成90角。故有:角。故有:221 1222 2td2 21 1/1 1槽轮的运动时间为:槽轮的运动时间为:=21 1/2909021 1=2 2
10、2 2=(2(2/z)/z)=2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 2第13页/共49页甘肃工业大学专用将将21 1代入得:代入得:k0k0可知:当只有一个圆销时,可知:当只有一个圆销时,k=1/2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到k0.5k0.5的槽轮机构,则可在的槽轮机构,则可在拨盘上多装几个圆销,设拨盘上多装几个圆销,设装有装有n个均匀分布的圆销,则拨盘转一圈,槽轮被拨动个均匀分布的圆销,则拨盘转一圈,槽轮被拨动n次。故运次。故运动系数是单圆柱销的动系数是单圆柱销的n倍,即倍,即:k=n(1/2-1/z)1/2-1/z)k1k1 槽轮的槽数槽轮的槽数 z3
11、z3 得:得:n2z/2z/(z-2)z-2)提问:why k1?事实上,当k=1时,槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。k=1/2-1/z=1/2-1/z7120.361槽数槽数z圆销数圆销数n运动系数运动系数k 3 16 1/61 4 14 0.251 5、6 13 0.31 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。00运动特性曲线运动特性曲线z=3z=3z=4z=6z=4z=6分析:分析:槽轮运动的槽轮运动的maxmax、amaxmax随随z z的增多而减小。圆销进入或退出的增多而减小。圆销进入或退出径向槽时,角速度有突变,故存在柔性冲击。径向槽时,角速度有
12、突变,故存在柔性冲击。Z Z愈少,冲击愈大。愈少,冲击愈大。后半段正好相反。后半段正好相反。第17页/共49页甘肃工业大学专用四槽内槽轮的角速度四槽内槽轮的角速度和角加速度变化曲线和角加速度变化曲线z=4(2)内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构用同样方法可求得内啮合槽轮机构用同样方法可求得内啮合槽轮机构的运动曲线如图所示。的运动曲线如图所示。分析:分析:圆销进入或退出径向槽时,与圆销进入或退出径向槽时,与外槽轮一样,角速度有突变,且值相外槽轮一样,角速度有突变,且值相等。但随着转角增大,角加速度值迅等。但随着转角增大,角加速度值迅速下降并趋于零;然后负角加速度又速下降并趋于零;然后负角加速度又逐渐增
13、大到开始时的数值,而不象外逐渐增大到开始时的数值,而不象外槽轮那样有两个峰值。可见,内槽轮槽轮那样有两个峰值。可见,内槽轮机构的动力性能比外槽轮机构要好得机构的动力性能比外槽轮机构要好得多。多。第18页/共49页甘肃工业大学专用1四、槽轮机构的几何尺寸计算四、槽轮机构的几何尺寸计算圆销半径圆销半径r 由受力大小确定由受力大小确定 rR/6中心距中心距L 由安装空间确定由安装空间确定回转半径回转半径R R=Lsin=Lsin(/z)槽顶半径槽顶半径s s=Lcos=Lcos(/z)槽深槽深h hs-(L-R-r)拨盘轴径拨盘轴径d1 d12(L-s)槽轮轴径槽轮轴径d2 d22(L-R-r)参参
14、 数数 计算公式或依据计算公式或依据槽数槽数z 由工作要求确定由工作要求确定圆销数圆销数nRsd1d2rhLr0槽顶侧壁厚槽顶侧壁厚b b=35 mm 经验确定经验确定b锁止弧半径锁止弧半径r0 r0=R-r-b第19页/共49页甘肃工业大学专用123 擒纵轮机构擒纵轮机构一、擒纵轮机构的组成及其工作原理一、擒纵轮机构的组成及其工作原理组成:组成:擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮。擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮。工工作作原原理理:擒擒纵纵轮轮受受发发条条力力矩矩的的驱驱动动,游游丝丝摆摆轮轮系系统统往往复复摆摆动动,带带动动擒擒纵纵叉叉往往复复摆摆动动,卡卡住住或或释释放擒纵轮,并使它间歇转动。放擒纵轮,并
15、使它间歇转动。4612133785461213378546121337854612133785第20页/共49页甘肃工业大学专用二、擒纵轮轮机构的类型与应用二、擒纵轮轮机构的类型与应用固有振动系统型擒纵轮轮机构固有振动系统型擒纵轮轮机构无固有振动系统型擒纵轮轮机构无固有振动系统型擒纵轮轮机构134212434612133785-计时精度高,用于钟表。计时精度高,用于钟表。-结结构构简简单单、成成本本低低、计计时时精精度度不不高高,用用于于自自动动记记录录仪仪、时时间间继继电电器器、计计数数器器、定定时时器器、测测速速器器、照照相机快门和自拍器等。相机快门和自拍器等。第21页/共49页甘肃工业大
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