棘輪機構 (1) (公開課)

第5章其他常用機構

5.1螺旋機構5.2棘輪機構5.3槽輪機構5.4不完全齒輪機構第5章其他常用機構

5.1螺旋機構5.2棘輪機構5.3槽輪機構5.4不完全齒輪機構本章知識導讀

1.主要內容

螺旋機構的工作原理、特點和適用場合。棘輪機構、槽輪機構的工作原理、特點、功用及適用場合。

2.重點、難點的提示

重點是螺旋機構及各種間歇運動機構的工作原理、特點、功用及適用場合。5.1螺旋機構螺旋機構由螺桿、螺母和機架組成。它主要用于將旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力.

螺紋按其功用可分為兩種:一種是利用螺紋連接件如螺釘、螺栓和螺母等將需要相對固定在一起的零件連接起來，稱為螺紋連接.另一種是由螺桿、螺母和機架組成的螺旋機構，其工作原理是將旋轉運動轉化為直線運動，同時傳遞運動與動力。

螺紋的形成

5.1.1螺紋的形成與類型

1螺紋的形成螺紋的牙型2.螺紋的類型

5.1.2螺紋的主要幾何參數（1）大徑d與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體直徑，在有關螺紋的標準中規(guī)定為公稱直徑。（2）小徑d1與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體直徑，在強度計算中作為危險剖面的計算直徑。（3）中徑d2在軸向剖面內牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱體直徑，近似等于螺紋的平均直徑。

d2≈0.5（d+d1）（4）螺距P相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應兩點間的軸向距離。（5）線數n

螺紋螺旋線的數目，一般為便于制造取n≤4。（6）導程S同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對應兩點間的軸向距離。螺距、導程、線數之間的關系為S=nP.螺紋的主要幾何參數

螺紋的主要幾何參數

（7）螺旋升角ψ（8）牙型角α及牙型斜角β在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面之間的夾角。

ψ=arctanS/πd2=arctannP/πd2在軸向剖面內螺紋牙型兩側邊的夾角稱為牙型角α;牙型斜角β是指螺紋牙型的側邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角。若牙型角對稱，則β=α/2。

5.1.3常用螺紋的特點和應用

1.普通螺紋普通螺紋即三角形米制螺紋，牙型角α=60°，大徑d為公稱直徑，單位為mm。

管螺紋的牙型角α=55°，牙頂呈圓弧形，內外螺紋旋合后無徑向間隙，緊密性好。2.管螺紋牙型為正方形，牙型角α=0°，牙厚為螺距的一半。其傳動效率較其他螺紋高，但牙根強度較低，精加工較困難，且螺紋磨損后軸向間隙難以補償。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角α=30°。其傳動效率比矩形螺紋低，但工藝性較好，牙根強度高，對中性好。4.梯形螺紋3.矩形螺紋5.鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋工作面的牙型斜角為3°，非工作面的牙型斜角為30°。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高和梯形螺紋牙根強度高的優(yōu)點

機床手搖進給機構1—螺桿2—螺母3—機架

5.1.4螺旋機構的應用和類型

螺旋機構可以用來把回轉運動變?yōu)橹本€移動，在各種機械設備和儀器中得到廣泛的應用。螺旋機構的形式1.單速式螺旋機構臺虎鉗1—螺桿2—活動鉗口3—固定鉗口

2.差速式螺旋機構

差速式螺旋機構常用于較精密的機械或儀器中，如測微器、分度機構及機床刀具的微調機構等。

差速式螺旋機構1—螺桿2—螺母（或滑塊）3—機架

3.增速式螺旋機構增速式螺旋機構1—螺桿2、2′—螺母3—機架5.1.5滾動螺旋機構

普通的螺旋機構，由于齒面之間存在相對滑動摩擦，所以傳動效率低。為了提高效率并減輕磨損，可采用以滾動摩擦代替滑動摩擦的滾動螺旋機構。滾動螺旋機構1—螺母2—絲杠3—滾珠4—滾珠循環(huán)裝置

5.2棘輪機構機構組成一、棘輪機構的工作原理搖桿、棘爪、棘輪、制動爪和機架。搖桿逆時針擺動——棘爪插入齒槽——棘輪轉過角度——制動爪劃過齒背搖桿順時針擺動——棘爪劃過脊背——制動爪組止棘輪作順時針轉動——棘輪靜止不動因此當搖桿作連續(xù)的往復擺動時，棘輪將作單向間歇轉動。工作過程(動畫演示）二、基本類型1）單動式棘輪機構：搖桿逆時針擺動時，棘爪2驅動棘輪1沿同一方向轉過一定角度；搖桿順時針轉動時，棘輪靜止。常用的棘輪機構有齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構兩大類。1.齒式棘輪機構2）雙動式棘輪機構鉤頭雙動式棘輪機構直頭雙動式棘輪機構特點：主動搖桿往復擺動一次，棘輪沿同方向作二次間歇轉動可變向式棘輪機構特點棘輪需要作雙向的間歇運動，可把棘輪的齒形制成矩形，而棘爪制成可翻轉的結構。

2.摩擦式棘輪機構組成：摩擦輪、搖桿、驅動偏心塊、機架。特點：接觸表面易滑動，傳動精度不高。雙棘爪棘輪機構雙向棘輪機構回轉棘爪雙向棘輪機構三、棘輪的應用圖5.4棘輪制動器

1、制動器2、單向離合器單向離合器自動線上的澆注輸送裝置牛頭刨床的橫向進給機構

3、成品輸送圖5.144、牛頭刨床工作臺橫向進給機構三、棘輪轉角的調節(jié)（補充）1.調節(jié)搖桿擺動角度的大小，控制棘輪的轉角2.用遮板調節(jié)棘輪轉角摩擦式棘輪機構1—搖桿2—驅動偏心楔塊3—摩擦輪4—止動楔塊5—機架如果需要無級性改變轉角，可采用摩擦式棘輪機構。3.摩擦式棘輪機構棘輪機構特點

棘輪機構的結構簡單，制造方便，運動可靠。

齒式棘輪機構傳動平穩(wěn)、轉角準確，但運動只能有級調節(jié)，且噪聲、沖擊和磨損都較大。摩擦式棘輪機構傳動平穩(wěn)、無噪聲，可實現運動的無級調節(jié)，但其運動準確性較差。因此，棘輪機構常用于速度較低和載荷不大的場合，實現機械的間歇送料、分度、制動和超越離合器等運動。單圓銷槽輪機構5.3槽輪機構

槽輪機構由帶圓銷的主動撥盤1、具有徑向槽的從動槽輪2和機架組成

單圓銷外嚙合槽輪機構1—主動撥盤2—從動槽輪一、工作原理與分類1、單圓銷外嚙合槽輪機構

2、雙圓銷外嚙合槽輪機構撥盤轉動一周，槽輪轉動兩次雙圓銷槽輪機構3、內槽輪機構槽輪機構的結構簡單，制造方便，轉位迅速，工作可靠，外形尺寸小，機械效率高，因此在自動機械中得到廣泛應用。內嚙合槽輪機構二、應用電影放映機中的槽輪機構

自動車床上的槽輪機構

圖5.11外嚙合槽輪機構三、主要運動參數（補充）槽輪槽數z和撥盤圓柱銷數k是槽輪機構的主要參數分析：由上式可知：1.由于t

必須大于零，所以z應大于或等于3（一般：4~8）2.單圓柱銷槽輪機構的運動系數t總小于0.5，也就是說槽輪的運動時間總小于其靜止的時間運動系數:在一個運動循環(huán)內，槽輪的運動時間tm與撥盤的運動時間t之比，用t表示。3.如果要求槽輪機構的t大于0.5，則可在撥盤上安裝多個圓柱銷。設撥盤1上均勻分布k個圓柱銷，則：由于t應當小于1，故得到：z=3k=1~5z=4或5k=1~3z≧6k=1或2(k、z為整數)三、槽輪機構的工作特點優(yōu)點：結構簡單、工作可靠、機械效率高，能較平穩(wěn)、間歇地進行轉位缺點：圓柱銷突然進入與脫離徑向槽，傳動存在柔性沖擊，不適合高速場合，制造與裝配精度要求高，轉角不可調節(jié),只能用在定角場合5.4不完全齒輪機構

由具有一個或幾個齒的