間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

6.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題6.2棘輪機(jī)構(gòu)6.3槽輪機(jī)構(gòu)6.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6.5不完全齒輪機(jī)構(gòu)

第6章間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒅鲃?dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)和停歇的機(jī)構(gòu)。常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)的基本問題：(1)對從動(dòng)件動(dòng)、停時(shí)間的要求間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性：動(dòng)停時(shí)間比：k=td/tttd：運(yùn)動(dòng)時(shí)間；一般是機(jī)床和自動(dòng)機(jī)做送進(jìn)、轉(zhuǎn)位等輔助工作的時(shí)間；tt：停歇時(shí)間；往往是機(jī)床或自動(dòng)機(jī)進(jìn)行工藝加工的時(shí)間；6.1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題(2)對從動(dòng)件動(dòng)、停位置的要求根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選取從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)行程的大小，注意從動(dòng)件停歇位置的準(zhǔn)確性。(3)對間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力特性的要求盡量保證間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作平穩(wěn)、減少?zèng)_擊，尤其要減少高速運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的慣性負(fù)荷，合理選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。組成：主要由棘輪、主動(dòng)棘爪、止回棘爪和機(jī)架組成；6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.1棘輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理棘輪主動(dòng)棘爪止回棘爪機(jī)架ω?cái)[桿工作原理：擺桿逆時(shí)針擺動(dòng)主動(dòng)棘爪插入棘輪齒內(nèi)推動(dòng)棘輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)；擺桿順時(shí)針擺動(dòng)止回棘爪阻止棘輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)棘爪在棘輪的齒背上滑回原位棘輪靜止不動(dòng)；利用彈簧使棘爪緊壓齒面，保證止回棘爪工作可靠；1.按結(jié)構(gòu)分類齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.2棘輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪音；傳遞扭矩較大；動(dòng)程可無級(jí)調(diào)節(jié)；會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，可起到過載保護(hù)，也使傳動(dòng)精度降低；特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)可靠；動(dòng)程可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；動(dòng)程只能有級(jí)調(diào)節(jié)；有噪聲、沖擊、磨損；2.按嚙合方式分類6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.2棘輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)外嚙合式內(nèi)嚙合式外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪上的齒做在棘輪的外緣；內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪上的齒做在棘輪的內(nèi)緣上；3.按按運(yùn)動(dòng)形式分類6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.2棘輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)雙向運(yùn)動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：作單向間歇傳動(dòng)；雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿來回?cái)[動(dòng)時(shí)，棘輪向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)；雙向運(yùn)動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪的齒為矩形，棘爪可翻轉(zhuǎn)；1.間歇送進(jìn)在牛頭刨床中通過棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)橫向間歇送進(jìn)功能；2.制動(dòng)機(jī)構(gòu)在卷揚(yáng)機(jī)中通過棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能，防止鏈條斷裂時(shí)卷筒逆轉(zhuǎn)；6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.3棘輪機(jī)構(gòu)的功能通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角止動(dòng)器牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)位、分度沖床轉(zhuǎn)位；4.超越離合在機(jī)床中通過棘輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)給和快慢速進(jìn)給功能；自行車6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.3棘輪機(jī)構(gòu)的功能ABCD間歇轉(zhuǎn)動(dòng)沖頭卸料工位裝料工位沖壓工位超越離合器2134沖床轉(zhuǎn)位1.幾何尺寸設(shè)計(jì)(1)齒面傾斜角的選取齒面傾斜角：棘輪齒面與徑向線的夾角；6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.4棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)dao1Ao2Σ=90°LPnFαM齒偏角αprptPn

——正壓力；F——摩擦力工作時(shí)要求，棘爪在Pn和F的作用下，能自動(dòng)滑入棘輪齒槽；將力分解成切向和徑向分量：PnsinαL

>FcosαL；tgα>F/Pn∵F=Pnf

代入得：tgα>f=tgφ∴α>φ；φ為摩擦角當(dāng)f=0.2

時(shí)，φ＝11°30’通常取α＝20°FtFrα條件：兩者對O2的力矩要滿足條件：Mpn>MF1.幾何尺寸設(shè)計(jì)(2)主要幾何尺寸6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.4棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)棘輪參數(shù)計(jì)算公式或取值齒數(shù)z12~25模數(shù)m1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10頂圓直徑dada=mz與齒輪不同

齒間距pP=πm齒高h(yuǎn)h=0.75m

齒頂弦長aa=m棘爪工作面長度a1

a1=(0.5~0.7)a齒偏角αα＝20°棘輪寬bb=(1~4)m棘爪斜高h(yuǎn)1、齒斜高h(yuǎn)’h1=h’≈h/cosα棘輪齒根圓角半徑rfrf=1.5棘爪尖端圓角半徑r1r1=2棘爪長度L一般取

L=2pa1Lp60°~80°adaαo1o2h’h1rfr1齒槽角h2.動(dòng)程和動(dòng)停比的調(diào)節(jié)方法(1)改變棘爪的運(yùn)動(dòng)

(2)改變棘輪遮板位置6.2棘輪機(jī)構(gòu)

6.2.4棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)改變棘爪的運(yùn)動(dòng)改變棘輪遮板位置調(diào)整遮板角度，改變棘輪的轉(zhuǎn)角。調(diào)節(jié)滑塊位置，改變曲柄長度；調(diào)節(jié)螺母，改變連桿的長度；調(diào)節(jié)銷在槽內(nèi)的位置，改變搖桿的長度；改變棘爪的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)停比。組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪；鎖止弧：槽輪凹圓弧、撥盤凸圓??；起鎖定作用。7.3槽輪機(jī)構(gòu)

7.3.1槽輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理o2ω1ω2o1鎖止弧槽輪撥盤圓銷工作原理：銷輪圓柱銷槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。銷輪順時(shí)針等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；圓銷未進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪靜止；圓銷進(jìn)入徑向槽時(shí)，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)；圓銷脫離徑向槽時(shí)，槽輪又靜止1.槽輪機(jī)構(gòu)的類型平面槽輪機(jī)構(gòu)外槽輪機(jī)構(gòu)；內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)；空間槽輪機(jī)構(gòu)傳遞相交軸的間歇運(yùn)動(dòng)6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.2槽輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用外槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)空間槽輪機(jī)構(gòu)軸線平行2.槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角、工作可靠、效率高；與棘輪機(jī)構(gòu)相比，工作平穩(wěn)性較好；動(dòng)程不可調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)角不可太??；結(jié)構(gòu)要比棘輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求較高，因此制造成本上升；3.槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.2槽輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用電影放映機(jī)的送片機(jī)構(gòu)自動(dòng)流水線的工件傳送或轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)1.槽數(shù)z和銷數(shù)n的選擇運(yùn)動(dòng)系數(shù)：主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與主動(dòng)銷輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比。6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2φ12φ2ω290°90°ω1主動(dòng)銷輪：等速運(yùn)動(dòng)，故：τ=td/t=2φ1/2π；式中：td從動(dòng)槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間，

t主動(dòng)銷輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間；為減少?zèng)_擊，進(jìn)入、退出嚙合時(shí)，槽中心線與撥銷中心連線成90°。故有：τ>0槽數(shù)z>2τ<0.5；單圓銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間總是小于靜止時(shí)間；1.槽數(shù)z和銷數(shù)n的選擇τ>0.5增加圓銷數(shù)目；6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2φ12φ2ω290°90°ω1槽數(shù)z345、6≥7圓銷數(shù)n1~61~41~31~2運(yùn)動(dòng)系數(shù)k1/6~10.25~10.3~10.36~1n個(gè)均布圓銷，撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動(dòng)n次。運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單圓柱銷的n倍；圓銷數(shù)與槽數(shù)的關(guān)系τ<1，故有：2.槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算公式或依據(jù)槽數(shù)由工作要求確定圓銷數(shù)中心距L由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑RR=Lsinφ=Lsin(π/z)圓銷半徑r由受力大小確定槽頂半徑ss=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深hh≥s-(L-R-r)撥盤軸徑d1d1≤2(L-s)槽輪軸徑d2d2≤2(L-R-r)槽頂側(cè)壁厚bb=3~5mm經(jīng)驗(yàn)確定鎖止弧半徑r0r0=R-r-bsd2rbRLh12d1r0φ3.改善槽輪機(jī)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)(1)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)槽輪：靜止→運(yùn)動(dòng)→靜止。角速度是變化的，具有角加速度；6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)其中，λ＝

R/LR：回轉(zhuǎn)半徑L：中心距槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性用i21=ω2/ω1(傳動(dòng)比)和kε=ε2/ω12

來衡量。3.改善槽輪機(jī)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)(1)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性分析：①槽輪運(yùn)動(dòng)的ωmax、

εmax隨槽數(shù)z的增多而減?。虎诖嬖谌嵝詻_擊；

z愈少，沖擊愈大；6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)z=3z=4z=6φ154321-60?-40?-20?020?40?60?-50?-30?-10?10?30?50?6z=3z=4z=6kε=ε2/ω21-60?-40?-20?020?40?60?-50?-30?-10?10?30?50?8642-4-6-8φ1柔性沖擊3.改善槽輪機(jī)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)(2)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)①圓銷進(jìn)入或退出徑向槽時(shí)，角速度有突變，且值與外槽輪相等。②但隨著轉(zhuǎn)角增大，角加速度值迅速下降并趨于零；③曲線呈單調(diào)變化而不象外槽輪那樣有兩個(gè)峰值。④內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性能比外槽輪機(jī)構(gòu)要好得多。6.3槽輪機(jī)構(gòu)

6.3.3槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.00.750.50.250-0.25-0.5-0.75-1.0z=40.80.60.40.2-135?-90?-45?045?90?135?φ1組成由主動(dòng)凸輪、從動(dòng)轉(zhuǎn)盤和機(jī)架組成；類型：1)圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)2)蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

6.4.1凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理及類型圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪：一條突脊猶如蝸桿轉(zhuǎn)盤圓柱面：均布圓柱銷就像蝸輪的齒；蝸桿凸輪圓柱銷從動(dòng)轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動(dòng)。凸輪圓柱面：兩端開口、不閉合的曲線溝槽；凸輪圓柱銷從動(dòng)轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)通過適當(dāng)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和合理設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，可減小動(dòng)載荷和避免剛性與柔性沖擊，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場合；運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、轉(zhuǎn)位精確、無需專門的定位裝置；精度要求較高、加工比較復(fù)雜、安裝調(diào)整比較困難。6.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

6.4.2凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用組成由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和機(jī)架組成；工作原理：主動(dòng)輪上只有一個(gè)或幾個(gè)輪齒；兩輪輪緣上各有鎖止弧，在從動(dòng)輪停歇期間，用來防止從動(dòng)輪游動(dòng)，并起定位作用。6.5不完全齒輪機(jī)構(gòu)

6.5.1不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理從動(dòng)輪主動(dòng)輪內(nèi)凹鎖止弧外凸鎖止弧不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類型外嚙合式內(nèi)嚙合式齒輪齒條嚙合6