第六章 間歇運動機構.ppt

1、第六章 其他常用機構,6-1 棘輪機構,6-2 槽輪機構,6-3 擒縱輪機構,6-4 凸輪式間歇運動機構,6-5 不完全齒輪機構,6-6 非圓柱齒輪機構,6-7 螺旋機構,6-8 萬向鉸鏈機構,6-9 組合機構,返回,是由搖桿、棘爪、棘輪、 止動爪等組成。,6-1 棘輪機構,1棘輪機構的組成及工作特點,（1）機構組成,棘輪機構,（2）工作特點,可實現(xiàn)單向間歇運動、機構簡單、 制造方便、運動可靠、棘輪轉角可調(diào)。,但沖擊和噪聲大、運動精度低，適用于低速輕載的場合。,棘輪轉角大小的調(diào)節(jié)方法：,改變主動搖桿擺角的大小,加裝一棘輪罩以遮蓋部分棘齒,2棘輪機構的類型及應用,（1）棘輪機構的類型,1）齒嚙式

2、棘輪機構,2）摩擦式棘輪機構,棘輪機構(2/3),（2）棘輪機構的應用,例6-1 牛頭刨床工作臺的進給機構,棘輪機構(3/3),3棘輪設計的要點,是由主動撥盤、從動槽 輪和機架等組成。,6-2 槽輪機構,1槽輪機構的組成及工作特點,（1）機構組成,（2）工作特點,槽輪機構,槽輪機構可將主動撥盤的等速回 轉運動轉變?yōu)椴圯啎r動時停的間歇運動，并具有結構簡單、外形尺寸小、 機械效率高，以及能較平穩(wěn)、間歇 地進行轉位等優(yōu)點，但存在柔性沖擊 的缺點，故常用于速度不太高的場合。,2槽輪機構的類型及應用,（1）槽輪機構的類型,（2）槽輪機構的應用,例6-2 蜂窩煤制機模盤轉位機構,例6-3 電影膠片抓片機構

3、,槽輪機構(2/5),是指當主動撥盤回轉一周時，槽輪的運動時間 td 與主動撥盤轉一周的總時間t之比，,3普通槽輪機構的運動系數(shù)及特性,（1）普通槽輪機構的運動系數(shù),1）外槽輪機構,槽輪機構的運動系數(shù),以k表示。,21/(2）,= (22)/(2）,(2/z)/(2),1/21/z (a),由于k 0，故槽數(shù)z3。,又因k 0.5，故此種單銷槽輪機構的 槽輪運動時間總是小于其靜止時間。,具有 n 個均布圓銷的槽輪機構的運動 系數(shù) k 為,k n (1/21/z ),槽輪機構(3/5),因k1，則有 n 2z/(z-2),由此可知，槽數(shù)與圓銷數(shù)間的關系為,z3，n16； z4，n14； z5、6

4、，n13； z7，n12。,2）內(nèi)槽輪機構,其單銷內(nèi)槽輪機構的運動系數(shù)為,k 21/(2) (22)/(2) (2/z)/(2）,1/21/z,故 k 0.5。,槽輪機構(4/5),槽輪機構的角速度及角加速度的最大值隨槽輪數(shù) z 的增多 而減少；,當圓銷開始進入和離開徑向槽時，此兩瞬時有柔性沖擊， 且隨槽數(shù) z 的減少而增大；,在機構運轉速度較高時，或槽輪軸承慣性較大的情況下， 就顯得更為突出。,槽輪機構(5/5),（2）普通槽輪機構的運動特性,內(nèi)槽輪機構與外槽輪機構一樣，有加速度突變，且其值與 外槽輪者相等，但當| |0 時，角加速度值迅速下降并趨 于零。,6-3 擒縱輪機構,1擒縱輪機構的

5、組成及工作原理,（1）機構的組成,由擒縱輪、擒縱叉、游絲擺輪及機架組成。,（2）工作原理,擒縱輪受發(fā)條驅動而轉動，同時受擒縱叉上的左右卡瓦阻擋而停止，并通過游絲擺輪系統(tǒng)控制動停時間，從而實現(xiàn)周期性單向間歇運動。,游絲擺動系統(tǒng)是由游絲、擺輪及圓銷、擒縱叉及叉頭釘?shù)冉M成。,其能量的補充是通過擒縱輪齒頂斜面與卡瓦的短暫接觸傳動來實現(xiàn)的。,因游絲擺輪系統(tǒng)振動頻率固定， 故可用于計量時間，常用于鐘表中。,2擒縱輪機構的類型及應用,（1）有固有振動系統(tǒng)型擒縱輪機構,擒縱輪機構有以下兩大類：,如機械手表中的擒縱輪機構。,（2）無固有振動系統(tǒng)型擒縱輪機構,此種擒縱輪僅由擒縱輪和擒縱叉組成。,擒縱輪機構(2/3

6、),擒縱叉往復振動的周期與擒縱叉轉動慣量（為常數(shù)）的平 方成正比。與擒縱輪給擒縱叉的轉矩大小（基本穩(wěn)定）的平方 根成反比。,故此機構能使擒縱輪作平均轉速基本恒定的間歇運 動。,這種機構結構簡單，便于制造，價格低，但振動周期不很 穩(wěn)定，故主要用于計時精度要求不高、工作時間較短的場合。,擒縱輪機構(3/3),6-4 凸輪式間歇運動機構,1機構的工作原理及特點,由主動凸輪和從動盤組成，主動凸輪作連續(xù)轉動，通過其凸輪 廓線推動從動盤作預期的間歇分度運動。,（2）工作特點,動載荷小，無剛性和柔性沖擊，適合高速運轉，無需定位裝 置，定位精度高，結構緊湊；,但加工成本高，裝配與調(diào)整的要求,（1）工作原理,嚴

7、格。,2機構的類型及應用,（1）圓柱凸輪式間歇運動機構,常取單頭螺桿凸輪，z26。從動盤按正弦加速度規(guī)律設計， 可控制中心距消除間隙，承載能力高，間歇頻率為1200次/min， 分度精度為30。,常取凸輪槽數(shù)為1，柱銷數(shù)一般取z26，在輕載下間歇頻率 為1500次/分。,（2）蝸桿凸輪式間歇運動機構,（3）共軛凸輪式間歇機構,動力特性好，分度精度高，成本較低。,凸輪式間歇運動機構(2/2),6-5 不完全齒輪機構,1機構的工作原理及特點,（1）工作原理,由一個或一部分齒的主動輪與按動停時間要求而作出的從動 輪相嚙合，使從動輪作間歇回轉運動。,（2）工作特點,結構簡單，制造容易，工作可靠，動停時

8、間比可在較大范圍 內(nèi)變化，但在從動輪的運動始末有剛性沖擊，適合于低速、輕載 的場合。,2機構的類型及應用,（1）不完全齒輪機構的類型,（2）不完全齒輪機構的應用,為了改善剛性沖擊的缺點，可在主從動輪上加一對瞬心線附 加桿。,不完全齒輪機構(2/2),即橢圓齒輪機構的傳動比i21是主動輪1轉角1的函數(shù)，且與 橢圓齒輪的偏心率e有關。,*6-6 非圓柱齒輪機構,i212/1r1/r2（1e2)/(1 e22 ecos1）,（2）非圓齒輪機構的應用,非圓齒輪機構在機床、自動機、儀器及解算裝置中均有應用。,非圓齒輪機構是一種變傳動比的齒輪機構。,（1）橢圓齒輪機構的傳動比,1）利用橢圓齒輪帶動曲柄滑塊

9、機構實現(xiàn)急回運動,2）利用橢圓齒輪帶動轉位槽輪機構縮短運動時間，增 加停歇時間。,效率較低，特別是具有自鎖性的螺旋機構效率低 于50。,能獲得很大的減速比和力的增益；選擇合適的螺 旋機構導程角，可獲得機構的自鎖性。,6-7 螺旋機構,1螺旋機構的組成及特點,（1）螺旋機構的組成,通常它是將旋轉運動轉換為直線運動。但當導程角大于當量摩擦角時，它還可以將直線運動轉換為旋轉運動。,螺旋機構是由螺桿、螺母和機架組成。,（2）螺旋機構的特點,主要優(yōu)點：,主要缺點：,因此，螺旋機構常用于起重機、壓力機以及功率不大的進給 系統(tǒng)和微調(diào)裝置中。,2螺旋機構的運動分析,當螺桿轉過 時，螺母沿其軸向移動的距離為,s

10、 l /(2),其中l(wèi)為螺旋的導程， mm；,（1）微動螺旋機構,設螺旋機構中A、B段的螺旋導 程分別為lA、lB , 且兩端螺旋的旋向 相同（即同為左旋或右旋），,則當 螺桿1轉過時，螺母2的位移s 為,s(lAlB) /(2）,因lA、lB 相差很小時，位移s可能很小，故這種螺旋機構稱 為微動螺旋機構。,螺旋機構(2/4),動 畫,如用于調(diào)節(jié) 鏜刀進刀量的螺旋機構。,此種機構常用于測微計、分度機構及調(diào)節(jié)機構中。,（2）復式螺旋機構,如果螺旋機構的兩段螺旋導 程分別為lA、lB，且兩端螺旋的旋 向相反。,這種螺旋機構稱為復式 螺旋機構。,此種螺旋機構常用于車輛的連接。,螺旋機構(3/4),動

11、 畫,3螺旋機構的設計要點,螺旋機構設計的關鍵是選擇確定合適的螺旋導程角、導程及頭數(shù) 等參數(shù)。,根據(jù)不同的工作要求，螺旋機構應選擇不同的幾何參數(shù)。,若要求螺旋機構具有自鎖性或具有較大的減速比（微動）時，宜 選用單頭螺旋，宜選用較小的導程及導程角，但效率較低。,若要求傳遞大的功率或快速運動的螺旋機構時，宜采用具有 較大導程角的多頭螺旋。,螺旋機構(4/4),但角速度比卻不 恒等于1，而是隨時間變化的。,6-8 萬向鉸鏈機構,1機構的組成及特點,（1）機構的組成,單萬向鉸鏈機構是指末端各有一叉的主、從動軸和中間“十” 字構件鉸接而成的。,（2）工作特點,為變角傳動機構，兩軸的平均傳動比為1；,2機

12、構的運動特性,單萬向鉸鏈機構，當主動軸以1等速回轉時，從動軸的2變化范圍為,1cos 21/cos,其變化幅度與兩軸夾角有關，一般30。,3機構的恒等速條件,雙萬向鉸鏈機構的主、從動軸的角速度恒等的條件為,軸1、3和中間軸2應位于同一平面內(nèi)；,軸1、3的軸線與中間軸2的軸線之間的夾角相等；,中間軸的兩端的叉面應位于同一平面內(nèi)。,中間軸 2,動 畫 動 畫,萬向鉸鏈機構(2/2),6-9 組合機構,1組合機構及其特點,（1）組合機構的概念,由于現(xiàn)代機械工程對機械的運動形式、運動規(guī)律和動力性能 等方面要求的多樣化和復雜性，以及前述各種基本機構性能的局 限性，使得僅采用某種基本機構往往不能很好地滿足設計要求。,因而常把幾個基本機構組合起來加以應用，這就構成了所謂的組合機構。,組合機構并不是幾個基本機構的一般串聯(lián)，而往往是一種封閉式的傳動機構。,而封閉機式傳動機構則是利用一個機構去約束或封閉另一個 多自由度機構，使其不僅具有確定的運動，,而且可使從動件具有更為多樣化的運動形式或運動規(guī)律。,現(xiàn)比較兩個例子來看什么是組合機構。,（2）組合機構的特點,組合機構不僅能滿足多 種設計要求，,因此，組合機構越來越 得到廣泛應用。,甚至能產(chǎn)生基本機構所 不具有的運轉特性和運動形 式，以及更為多樣的運動規(guī) 律。,而且能綜合應 用和發(fā)揮