機(jī)械設(shè)計(jì) 間歇機(jī)構(gòu)

1、第第7章章 間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)71 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)72 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)73 不完全齒機(jī)構(gòu)不完全齒機(jī)構(gòu)74 凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)一、一、棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)的組成及其工作原理的組成及其工作原理組成：組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。7 71 棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)工作原理：工作原理：擺桿往復(fù)擺動，棘爪推動棘輪間歇轉(zhuǎn)動。擺桿往復(fù)擺動，棘爪推動棘輪間歇轉(zhuǎn)動。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運(yùn)動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：工作時有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動精度較差。工作時有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動精度較差。 適用于速度較低和載荷

2、不大的場合。適用于速度較低和載荷不大的場合。棘輪棘輪類型類型按工作方式：按工作方式：按輪齒分布：按輪齒分布：按轉(zhuǎn)角是否可調(diào)按轉(zhuǎn)角是否可調(diào): 固定轉(zhuǎn)角固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角可調(diào)轉(zhuǎn)角輪齒棘輪輪齒棘輪、 摩擦棘輪摩擦棘輪 演示模型外緣外緣、 內(nèi)緣內(nèi)緣、 端面端面棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。單向單向、雙向運(yùn)動雙向運(yùn)動棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào)按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):按工作原理分按工作原理分 :單動式單動式、 雙動式雙動式棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)。調(diào)桿長擺角、加滑動罩當(dāng)當(dāng)CD左擺時左擺時,棘爪4 推動棘輪轉(zhuǎn)(逆向)一角度。當(dāng)當(dāng)CD右擺時右擺時,制動爪 6阻止棘輪反向

3、轉(zhuǎn)動， 棘爪4 在棘輪上滑過棘輪靜止不動。 棘輪單向間歇轉(zhuǎn)動。構(gòu)成構(gòu)成:棘輪5、驅(qū)動棘爪4、 制動棘爪6 、機(jī)架7。棘爪4 固定于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD的搖桿上, 搖桿CD作左右擺動。設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABB雙向棘輪雙向棘輪1 雙向棘輪雙向棘輪2 棘輪可雙向運(yùn)動棘輪可雙向運(yùn)動雙動棘輪機(jī)構(gòu)雙動棘輪機(jī)構(gòu)2雙動棘輪機(jī)構(gòu)雙動棘輪機(jī)構(gòu)1設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪可調(diào)轉(zhuǎn)角的棘輪023451023451調(diào)滑動罩調(diào)滑動罩牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角通過調(diào)整桿長來調(diào)擺角設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云2113231324摩擦

4、棘輪摩擦棘輪超越離合器超越離合器設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云ABCD運(yùn)動特點(diǎn)：運(yùn)動特點(diǎn)：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動輪齒式棘輪工作時噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。應(yīng)用：應(yīng)用：在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。實(shí)例：實(shí)例：止動器止動器、牛頭刨床牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)、沖床轉(zhuǎn) 位、超越離合器（單車飛輪）。位、超越離合器（單車飛輪）。間歇轉(zhuǎn)動間歇轉(zhuǎn)動沖頭沖頭卸料工位卸料工位裝料工位裝料工位沖壓工位沖壓工位設(shè)計(jì)：潘存云dao1Ao2=90LprpnF三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)要求在工作時，棘爪在要求在工作時

5、，棘爪在Pn和和F的作用下，能自動滑入棘的作用下，能自動滑入棘輪齒槽。輪齒槽。Pn sin F= Pn f 代入得：代入得：tg f 當(dāng)當(dāng) f=0.2 時，時，1130 通常取通常取20FtFr正壓力正壓力Pn摩擦力摩擦力F條件是兩者對條件是兩者對O2的力的力矩要滿足如下條件：矩要滿足如下條件：MpnMF將力分解成切向和徑向分量將力分解成切向和徑向分量M=tg齒偏角齒偏角FcosLLpt棘輪幾何尺寸計(jì)算公式棘輪幾何尺寸計(jì)算公式模數(shù)模數(shù)m1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10 頂圓直徑頂圓直徑da da =mz 與齒輪不同 齒間距齒間距p P=m 齒高齒高h(yuǎn) h=0.75m 齒

6、頂弦長齒頂弦長a a=m棘爪工作面長度棘爪工作面長度a1 a1=(0.50.7)a 齒偏角齒偏角 20棘輪寬棘輪寬b b=(14)m棘爪斜高棘爪斜高h(yuǎn)1 、齒斜高、齒斜高h(yuǎn) h1=h h/cos棘輪齒根圓角半徑棘輪齒根圓角半徑rf rf =1.5 mm棘爪尖端圓角半徑棘爪尖端圓角半徑r1 r1 =2 mm 棘爪長度棘爪長度L 一般取一般取 L=2pa1Lp6080hadao1o2 齒數(shù)齒數(shù)z 1225 棘輪參數(shù)棘輪參數(shù) 計(jì)算公式或取值計(jì)算公式或取值hh1rfr1齒槽角齒槽角設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云o21 127 72 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)）一、一、槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的組成及

7、其工作特點(diǎn)的組成及其工作特點(diǎn)作用：作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動。將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動。組成：組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上止?。翰圯喩系陌紙A弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。的凸圓弧，起鎖定作用。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動過程中角速能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動過程中角速度有變化度有變化 ，不適合高速運(yùn)動場合。，不適合高速運(yùn)動場合。o1工作過程：工作過程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止

8、弧撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動。接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動。鎖止弧鎖止弧槽輪槽輪撥盤撥盤圓銷圓銷設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例： 電影放映機(jī)電影放映機(jī)、 自動攝影機(jī)、自動攝影機(jī)、六角車床轉(zhuǎn)塔六角車床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)槽輪槽輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)類型類型軸線平行軸線平行軸線相交軸線相交放映機(jī)的反應(yīng)用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)o1o21 122 2六槽內(nèi)槽輪六槽內(nèi)槽輪撥盤撥盤六角車床轉(zhuǎn)塔六

9、角車床轉(zhuǎn)塔圓銷圓銷車螺紋車螺紋41裝牙膏裝牙膏筒筒2 車帽口車帽口6卸牙膏筒卸牙膏筒5切尾切尾3 空閑空閑三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)三、槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動系數(shù)1.運(yùn)動系數(shù)運(yùn)動系數(shù)撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個運(yùn)動循撥盤等速回轉(zhuǎn)，在一個運(yùn)動循環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動時間為：環(huán)內(nèi)，總的運(yùn)動時間為： t2/2/1 1定義：定義： k=td / t 為運(yùn)動系數(shù)，即：為運(yùn)動系數(shù)，即： k=td / t為減少沖擊，進(jìn)入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中為減少沖擊，進(jìn)入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中心連線成心連線成90角。故有：角。故有：221 1222 2td2 21 1/1 1槽輪的運(yùn)動時間為：槽輪的運(yùn)動時間為：=21 1/221 1

10、=2 22 2=(2(2/z)/z)= = 2(z-2)/2z 2(z-2)/2z代入上式1 12 29090將將21 1代入得：代入得： k0k0可知：當(dāng)只有一個圓銷時，可知：當(dāng)只有一個圓銷時，k=1/2-1/zk=1/2-1/z如果想得到如果想得到k0.5k0.5的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在的槽輪機(jī)構(gòu)，則可在撥盤上多裝幾個撥盤上多裝幾個圓銷，設(shè)裝有圓銷，設(shè)裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽個均勻分布的圓銷，則撥盤轉(zhuǎn)一圈，槽輪被撥動輪被撥動n次。故運(yùn)動系數(shù)是單圓柱銷的次。故運(yùn)動系數(shù)是單圓柱銷的n倍，即倍，即: k= n(1/2-1/z)1/2-1/z) k1 k1 槽數(shù)槽數(shù) z3 z3 得：得：

11、n2z/2z/ (z -2)z -2)提問：why k1？ 事實(shí)上，當(dāng)k=1時，槽輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)不具備間歇運(yùn)動特性了。k =1/2-1/z =1/2-1/z7120.361槽數(shù)槽數(shù)z圓銷數(shù)圓銷數(shù)n運(yùn)動系數(shù)運(yùn)動系數(shù)k 3 16 1/61 4 14 0.251 5 、6 13 0.31 即槽輪的運(yùn)動時間總是小于其靜止時間。即槽輪的運(yùn)動時間總是小于其靜止時間。 0.5 0.5當(dāng)當(dāng)z=4及及n=2時時說明此時槽輪的說明此時槽輪的運(yùn)動時間運(yùn)動時間和和靜止時間靜止時間相等。相等。k=n(1/21/z) = 0.51四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算四、槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算圓銷半徑圓銷半徑r 由受力大小確定由受力大小

12、確定 rR/6中心距中心距L 由安裝空間確定由安裝空間確定回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑R R=Lsin=Lsin(/z)槽頂半徑槽頂半徑s s=Lcos=Lcos(/z)槽深槽深h hs-(L-R-r)撥盤軸徑撥盤軸徑d1 d12(L-s)槽輪軸徑槽輪軸徑d2 d22(L-R-r)參參 數(shù)數(shù) 計(jì)算公式或依據(jù)計(jì)算公式或依據(jù)槽數(shù)槽數(shù)z 由工作要求確定由工作要求確定圓銷數(shù)圓銷數(shù)nsd1d2rr0槽頂側(cè)壁厚槽頂側(cè)壁厚b b=35 mm 經(jīng)驗(yàn)確定經(jīng)驗(yàn)確定b鎖止弧半徑鎖止弧半徑r0 r0=R-r-bRLh27 73 不完全齒輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu) 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)工作原理工作原理：在主動齒輪只做出一個或

13、幾個齒，根據(jù)運(yùn)：在主動齒輪只做出一個或幾個齒，根據(jù)運(yùn)動時間和停歇時間的要求在從動輪上做出與主動輪相動時間和停歇時間的要求在從動輪上做出與主動輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從動輪靜止。動輪靜止。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、從動輪運(yùn)動結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠、從動輪運(yùn)動 時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。時間和靜止時間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。2.類型及應(yīng)用類型及應(yīng)用類型：類型：外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)

14、外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：從動輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時有較大從動輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場合。沖擊，故一般只用于低速、輕載場合。外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動要求的專用機(jī)械中。應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動要求的專用機(jī)械中。如乒乓球拍周緣如乒乓球拍周緣銑削加工機(jī)床銑削加工機(jī)床、蜂窩煤餅壓制機(jī)蜂窩煤餅壓制機(jī)等。等。設(shè)計(jì)：潘存云銑刀銑刀不完全齒輪不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍球拍靠模凸輪靠模凸輪不完全齒輪不完全

15、齒輪1設(shè)計(jì)：潘存云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)動平穩(wěn)壓制壓制不完全齒輪不完全齒輪7 74 凸輪式凸輪式間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu) 1.工作原理及特點(diǎn)工作原理及特點(diǎn)圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。特點(diǎn)：特點(diǎn)：從動圓盤的運(yùn)動規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。從動圓盤的運(yùn)動規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動規(guī)律來減小動載荷、避可通過選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動規(guī)律來減小動載荷、避 免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且 結(jié)構(gòu)緊湊。結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。凸輪加