第12章_間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

1、第十二章第十二章 其他常用機(jī)構(gòu)其他常用機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)一、棘輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)棘輪2(從動(dòng)件)單向間歇運(yùn)動(dòng)，輪齒分布在輪的外緣（也可分布在內(nèi)緣或端面），固聯(lián)在傳動(dòng)軸4上搖桿1(主動(dòng)件)往復(fù)擺動(dòng)，空套在傳動(dòng)軸4上，上裝驅(qū)動(dòng)棘爪3止動(dòng)爪5阻止棘輪回轉(zhuǎn)用彈簧6使與保持接觸機(jī)架圖12-112- -1 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)(Ratchet Mechanism)1、組成、組成2、工作原理、工作原理: 當(dāng)搖桿1逆時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪3便借助彈簧或自重的作用插入棘輪2的齒槽內(nèi)，推動(dòng)棘輪2隨其轉(zhuǎn)過某一角度。 當(dāng)搖桿1順時(shí)針方向擺動(dòng)時(shí)，棘爪3從棘輪2的齒背上滑過。這時(shí)彈簧6迫使止動(dòng)爪5

2、插入棘輪2的齒槽，阻止棘輪2反轉(zhuǎn)（順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)），故棘輪2靜止不動(dòng)。 當(dāng)搖桿連續(xù)地往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪作單向單向的間歇運(yùn)動(dòng)。1）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn) 棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠；棘輪軸每次轉(zhuǎn)過角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整。 在工作時(shí)有較大的噪音和沖擊，而且運(yùn)動(dòng)精度較差。所以棘輪機(jī)構(gòu)常用在速度較低、載荷不大的場(chǎng)合。3、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)2）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型1）外接棘輪機(jī)構(gòu)：）外接棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪輪齒輪齒分布在輪的外緣，圖12-1。圖12-12）內(nèi)接棘輪機(jī)構(gòu)：）內(nèi)接棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪輪齒輪齒分布在輪的內(nèi)緣，圖12-2。圖12-21、按輪齒的分布

3、方式分：、按輪齒的分布方式分：3 3）端面）端面棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪輪齒輪齒分布在輪的端面。作者：潘存云教授端面端面1搖桿； 2棘爪3棘齒條；4止動(dòng)爪2）平動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：）平動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿擺動(dòng)時(shí)，棘齒條移動(dòng)。1）轉(zhuǎn)動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：）轉(zhuǎn)動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿擺動(dòng)時(shí)，棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。2、按運(yùn)動(dòng)方式：、按運(yùn)動(dòng)方式：圖12-32）可變向棘輪機(jī)構(gòu)：）可變向棘輪機(jī)構(gòu)： 把棘輪的齒制成矩形，當(dāng)變動(dòng)棘爪的放置位置（圖12-3）或轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪方位（右圖）后，可以改變棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。3 3、按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào)、按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào): :1 1）單向）單向棘輪機(jī)構(gòu)（如前）棘輪機(jī)構(gòu)（如前）2）雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：）雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖

4、桿往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，都能使棘輪沿單一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-4a(棘爪為鉤頭)、b（棘爪為直推式）。1搖桿；2、2棘爪；3棘輪 1）單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：）單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿向一個(gè)方向擺動(dòng)時(shí)，棘輪（或棘齒條）沿同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)（或移動(dòng)）。圖12-44、按工作方式：、按工作方式： 為改變棘輪每次轉(zhuǎn)過角度的大小，還可采用圖12-6所示的方法，即在棘輪外加裝一個(gè)棘輪罩4，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)的一部分棘齒。這樣，當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪先在罩上滑動(dòng)，然后才嵌入棘輪的齒間來推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。被罩遮住的齒越多，則棘輪每次轉(zhuǎn)過的角度就越小。圖12-65 5、按轉(zhuǎn)角是否可調(diào)、按轉(zhuǎn)角是否可調(diào): : 1 1）固定轉(zhuǎn)角）固定轉(zhuǎn)角2

5、2）可調(diào)轉(zhuǎn)角）可調(diào)轉(zhuǎn)角 摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無噪音，棘輪的轉(zhuǎn)角可以作無級(jí)調(diào)整。但難以避免打滑現(xiàn)象，因此運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性較差，不適合用于精確傳遞運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。6 6、按工作原理分、按工作原理分 : :1）輪齒棘輪輪齒棘輪2）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)：）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)： 通過楔塊（驅(qū)動(dòng)棘爪）2與摩擦輪（棘輪）3間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)摩擦輪的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-8a、b分別為外接式、內(nèi)接式。圖12-8 由星輪1、套筒2、彈簧頂桿3及滾柱4等組成，如圖12-9 。 當(dāng)星輪1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（或套筒2 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)，在摩擦力作用下，能使?jié)L柱4楔緊在1、2形成的收斂狹隙處，則1、2成一體，一起轉(zhuǎn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)相反時(shí)，1、2成

6、脫離狀態(tài)。（另一例）滾柱楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)（滾柱楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)（屬于內(nèi)接摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)） 稱為單向離合器稱為單向離合器圖12-9三、三、棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)主要用于作進(jìn)給、超越和轉(zhuǎn)位等工藝動(dòng)作的控制。1、牛頭刨床機(jī)構(gòu)、牛頭刨床機(jī)構(gòu) 棘爪的往復(fù)擺動(dòng)變成絲桿的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-5 。若要改變工作臺(tái)橫向進(jìn)給的大小，可改變曲柄長(zhǎng)度O2A的大小來實(shí)現(xiàn)。圖12-52、棘條式千斤頂、棘條式千斤頂3、起重機(jī)防墜棘輪機(jī)構(gòu)起重機(jī)防墜棘輪機(jī)構(gòu)4、實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu) 如圖所示為自行車后輪軸上的棘輪機(jī)構(gòu)。 當(dāng)腳蹬踏板時(shí)，經(jīng)鏈輪1和鏈條2帶動(dòng)內(nèi)圈具有棘齒的鏈輪3順

7、時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過棘爪4的作用，使后輪軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使自行車前進(jìn)。 自行車前進(jìn)時(shí)，如果令踏板不動(dòng)，后輪軸5便會(huì)超越鏈輪3而轉(zhuǎn)動(dòng)，讓棘爪4在棘輪齒背上滑過，從而實(shí)現(xiàn)不蹬踏板的自由滑行。一、槽輪機(jī)構(gòu)的一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成組成、工作原理工作原理和特點(diǎn)和特點(diǎn)12- -2 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)（馬爾它機(jī)構(gòu)）（馬爾它機(jī)構(gòu)）(Geneva Mechanism)從動(dòng)槽輪2（具有徑向槽及內(nèi)凹鎖止?。╅g歇變速轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)撥盤1（帶有圓銷A及外凸鎖止?。┻B續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架1、組成、組成圖12-11是構(gòu)件高副機(jī)構(gòu)2、工作原理、工作原理: 撥盤1上的圓銷A尚未進(jìn)入槽輪2的徑向槽時(shí)，由于槽輪2的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤1的外凸圓弧卡住

8、，故槽輪2靜止不動(dòng)。 當(dāng)圓銷A開始進(jìn)入槽輪2的徑向槽時(shí)，這時(shí)鎖止弧被松開，故槽輪2受圓銷A驅(qū)使沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)圓銷A開始脫離槽輪2的徑向槽時(shí)，槽輪的另一內(nèi)凹鎖止弧又被撥盤1的外凸圓弧卡住，致使槽輪2又靜止不動(dòng)，直到圓銷A再進(jìn)入槽輪2的另一徑向槽時(shí)，兩者又重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 槽輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并且能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。3、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是在傳動(dòng)過程中的加速度變化較大，存在柔性沖擊，故常用于速度不太高的場(chǎng)合。二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型圖12-111、外槽輪機(jī)構(gòu)：、外槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪與撥盤轉(zhuǎn)向相反，如圖12-11。2、內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)：

9、、內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪與撥盤轉(zhuǎn)向相同，如圖12-12。圖12-123、槽條機(jī)構(gòu)、槽條機(jī)構(gòu)4、單銷槽輪機(jī)構(gòu)、單銷槽輪機(jī)構(gòu)5、雙銷槽輪機(jī)構(gòu)、雙銷槽輪機(jī)構(gòu)三、槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用三、槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 槽輪機(jī)構(gòu)在電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)（圖12-13）、單軸六角自動(dòng)機(jī)床轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)（圖12-14）等自動(dòng)機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。圖12-13圖12-14一、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、工作原理一、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)和特點(diǎn)12- -3 凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)凸輪1連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)盤2間歇分度運(yùn)動(dòng)。圖12-22a)1、組成和工作原理、組成和工作原理 只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可使從動(dòng)盤

10、獲得所預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其動(dòng)載荷小，無剛性和柔性沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求；同時(shí)，它無需采用其他的定位裝置，就可獲得高的定位精度，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。是當(dāng)前被公認(rèn)的一種較理想的高速高精度的分度機(jī)構(gòu)。 其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是加工成本較高，對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。 常用于傳遞交錯(cuò)軸間的分度運(yùn)動(dòng)和需要間歇轉(zhuǎn)位的機(jī)械裝置中。2、特點(diǎn)、特點(diǎn)二、二、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型的類型 如圖12-22，a)所示。主動(dòng)凸輪1呈圓柱形，滾子3均勻分布在從動(dòng)盤2的端面。當(dāng)凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。1、圓柱、圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖12-22a) 這種機(jī)構(gòu)常用于兩交錯(cuò)軸間的分度傳動(dòng)。2、蝸桿形

11、凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿形凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 如圖12-22，b)所示。凸輪形狀如同圓弧面蝸桿一樣，滾子均勻分布在從動(dòng)盤的圓柱面上，猶如蝸輪的齒。可以通過調(diào)整凸輪和轉(zhuǎn)盤的中心距來消除滾子與凸輪接觸面間的間隙以補(bǔ)償磨損。圖12-22b) 這種機(jī)構(gòu)可在高速下承受較大的載荷，常用在要求高速、高精度的分度轉(zhuǎn)位機(jī)械（如高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)、包裝機(jī)等）中。一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理組成、工作原理和特點(diǎn)和特點(diǎn)主動(dòng)輪1只有一個(gè)齒或幾個(gè)齒的不完全齒輪；從動(dòng)輪2正常齒和帶有鎖止弧的厚齒彼此相間地組成。1、組成、組成12- -4 不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖12-25 當(dāng)主動(dòng)輪1的有齒部分

12、作用時(shí)，從動(dòng)輪2就轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)主動(dòng)輪1的無齒圓弧部分作用時(shí)，從動(dòng)輪2停止不動(dòng)。因而當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪獲得時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)。2、工作原理、工作原理圖12-25b 每當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)過一圈時(shí)，圖12-25a、b所示機(jī)構(gòu)的從動(dòng)輪分別間歇轉(zhuǎn)過1/8圈和1/4圈。圖12-25a 不完全齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，設(shè)計(jì)時(shí)從動(dòng)輪的運(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。 當(dāng)從動(dòng)輪由停歇而突然到達(dá)某一轉(zhuǎn)速，以及由某一轉(zhuǎn)速突然停止時(shí)，此機(jī)構(gòu)具有較大沖擊（剛性沖擊）。因此，它只宜用于主動(dòng)輪低速、輕載的場(chǎng)合。3、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類型二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)

13、的類型1、外嚙合外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)：兩輪轉(zhuǎn)向相反，如圖12-25。2、內(nèi)嚙合內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)：兩輪轉(zhuǎn)向相同，如圖12-26。圖12-25圖12-263、圓錐圓錐不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)乒乓球拍專用靠模銑床乒乓球拍專用靠模銑床12345897三、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用三、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 不完全齒輪機(jī)構(gòu)多用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專業(yè)機(jī)械中。如圖12-27所示的用于銑削乒乓球拍的專用靠模銑床。圖12-27銑刀銑刀不完全齒輪不完全齒輪16球拍球拍靠模凸輪靠模凸輪不完全齒輪不完全齒輪1 如圖12-29所示為蜂窩煤餅壓制機(jī)的工作臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。圖12-29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螺桿螺母機(jī)架12-5 螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)、主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)是：能獲得很大的減速