《機械設計基礎》項目5間歇運動機構機構

1、機械設計基礎項目五 間歇運動機構 任務：間歇運動機構分析 。重點：棘輪機構和槽輪機構的工作原理難點：如何應用棘輪機構和槽輪機構 基本學習要點 典型的棘輪機構如圖所示。該機構為輪齒式外嚙合棘輪機構，由棘輪3、棘爪2、搖桿1和止動爪4、彈簧5和機架所組成。棘輪3固裝在傳動軸上，棘輪的齒可以制作在棘輪的外緣、內(nèi)緣或端面上，而實際應用中以作在外緣上居多。搖桿1空套在傳動軸上。 當搖桿沿逆時針方向擺動時，棘爪2嵌入機輪3上的齒間，推動機輪轉(zhuǎn)動。當搖桿沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，止動爪4阻止棘輪順時針轉(zhuǎn)動，同時棘爪2在棘輪齒背上滑過，此時棘輪靜止。這樣，當搖桿往復擺動時，棘輪便可以得到單向的間歇運動。 如圖所示為

2、一內(nèi)接式棘輪機構。 如果工作需要，要求棘輪能作不同轉(zhuǎn)向的間歇運動，則可把棘輪的齒作成矩形，而將棘爪作成圖所示的可翻轉(zhuǎn)的棘爪。 如圖所示為一種棘爪可以繞自身軸線轉(zhuǎn)動的棘輪機構。當棘爪按圖示位置安放時，棘輪可以得到逆時針方向的單向間歇運動；而當棘爪提起，并繞本身軸線旋轉(zhuǎn) 后再放下時，就可以使棘輪獲得順時針方向的單向間隙運動。 棘輪上加一個遮板，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)棘輪上的一部分齒。這樣，當搖桿逆時針方向擺動時，棘爪先在遮板上滑動，然后才插入棘輪的齒槽推動棘輪轉(zhuǎn)動。被遮住的齒越多，棘輪每次轉(zhuǎn)動的角度就越小。 如圖所示為摩擦式棘輪機構。這種棘輪機構是通過棘輪與棘爪之間的摩擦而使棘爪實現(xiàn)間歇傳動的。

3、棘輪機構常用在各種機床、自動機、自行車、螺旋千斤頂?shù)雀鞣N機械中。棘輪還被廣泛低用作防止機械逆轉(zhuǎn)的制動器中，這類棘輪制動器常用在卷揚機、提升機、運輸機和牽引設備中。圖所示為一提升機中的棘輪制動器，重物Q被提升后，由于棘輪受到止動爪的制動作用，卷筒不會在重力作用下反轉(zhuǎn)下降。槽輪機構1、槽輪工作原理和類型如圖所示為一外槽輪機構。 如圖所示為槽輪機構在電影放映機中的間歇抓片機構。 槽輪機構具有結(jié)構緊湊、制造簡單、傳動效率高，并能較平穩(wěn)地進行間歇轉(zhuǎn)位的優(yōu)點，故在工程上得到了廣泛應用。內(nèi)嚙合槽輪機構的工作原理與外嚙合槽輪機構一樣。相比之下，內(nèi)嚙合槽輪機構比外槽輪機構運動平穩(wěn)、結(jié)構緊湊。但是槽輪機構的轉(zhuǎn)角不

4、能調(diào)節(jié)，且運動過程中加速度變化比較大，所以一般只用于轉(zhuǎn)速不高的定角度分度機構中。 2、槽輪機構的運動系數(shù) 在一個運動循環(huán)中，槽輪運動時間 與撥盤運動時間 之比稱為運動系數(shù)，用 來表示。 由于撥盤通常作等速運動，故運動系數(shù) 也可以用撥盤轉(zhuǎn)角表示，如圖410所示的單圓銷槽輪機構，時間 和 分別對應的撥盤轉(zhuǎn)角為 和 ，所以有： 為避免剛性沖擊，在圓銷進入或脫出槽輪徑向槽時，圓銷的速度方向應與槽輪槽的中心線重合，即徑向槽的中心線應切于圓銷中心的運動圓周。因此，若設z為均勻分布的徑向槽數(shù)目，則可得：所以得到： 由于運動系數(shù) 必須大于零，故由上式可知徑向槽數(shù)最少等于3，而 總小于0.5，即槽輪的轉(zhuǎn)動時間總

5、小于停歇時間。 如果要求槽輪轉(zhuǎn)動時間大于停歇時間，即要求0.5，則可以在撥盤上裝數(shù)個圓銷。設K為均勻分布在撥盤上的圓銷數(shù)目，則運動系數(shù) 應為：由于運動系數(shù) 應小于1，即 ，所以有： 增加徑向槽數(shù)z可以增加機構運動的平穩(wěn)性，但是機構尺寸隨之增大，導致慣性力增大。所以一般取 z =48。 槽輪機構中撥盤上的圓銷數(shù)、槽輪上的徑向槽數(shù)以及徑向槽的幾何尺寸等均視運動要求的不同而定。每一個圓銷在對應的徑向槽中相當于曲柄擺動導桿機構。因此，該機構為分析槽輪的速度、加速度帶來了方便，有興趣的同學可以下去自學。 如圖所示為不完全齒輪齒條機構，當主動輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時，從動輪作時動時停的往復移動。 與普通漸開線齒輪機構一樣，當主動輪勻速轉(zhuǎn)動時，其從動輪在運動期間也保持勻速轉(zhuǎn)動，但在從動輪運動開始和結(jié)束時，即進入嚙合和脫離嚙合的瞬時，速度是變化的，故存在沖擊。 不完全齒輪機構從動輪每轉(zhuǎn)一周