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1、第五章间歇运动机构第1页，共31页，编辑于2022年，星期三案例导入：牛头刨床工作台的进给装置及数控机床的刀架转位案例导入：牛头刨床工作台的进给装置及数控机床的刀架转位机构。机构。间歇运动机构间歇运动机构间歇运动机构间歇运动机构：把原动件的连续转动变为从动件的周期性间歇运动的机：把原动件的连续转动变为从动件的周期性间歇运动的机：把原动件的连续转动变为从动件的周期性间歇运动的机：把原动件的连续转动变为从动件的周期性间歇运动的机构称为构称为构称为构称为间歇运动机构。间歇运动机构。间歇运动机构。间歇运动机构。第2页，共31页，编辑于2022年，星期三5-1 间歇运动机构间歇运动机构一、一、棘轮机构棘
2、轮机构1、棘轮机构的组成：、棘轮机构的组成：如图所示为外啮合曲柄摇杆式棘轮机构。当主动曲柄连续转动时，如图所示为外啮合曲柄摇杆式棘轮机构。当主动曲柄连续转动时，摇杆作摇杆作3往复摆动。当摇杆逆时针摆动时，棘爪往复摆动。当摇杆逆时针摆动时，棘爪2嵌入棘轮嵌入棘轮1的齿槽内，的齿槽内，推动棘轮沿逆时针方向转过一个角度；当摇杆顺时针摆动时，棘爪推动棘轮沿逆时针方向转过一个角度；当摇杆顺时针摆动时，棘爪4在棘轮齿背上滑过，棘轮静止不动。为防止棘轮反转，在机架上安在棘轮齿背上滑过，棘轮静止不动。为防止棘轮反转，在机架上安装止动棘爪可防止棘轮逆转。装止动棘爪可防止棘轮逆转。2、棘轮机构的原理、棘轮机构的原
3、理工作棘爪和止动棘爪均利用弹簧工作棘爪和止动棘爪均利用弹簧5使其与棘轮保持可靠接触，使其与棘轮保持可靠接触，这样，当曲柄连续回转时，棘轮作单向的间歇运动。这样，当曲柄连续回转时，棘轮作单向的间歇运动。棘轮机构由棘轮、主动棘爪、棘轮机构由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架等组成。止回棘爪和机架等组成。第3页，共31页，编辑于2022年，星期三3、棘轮机构的类型和特点：、棘轮机构的类型和特点：2）按啮合方式分：）按啮合方式分：外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构4）按棘轮可运动方向分：）按棘轮可运动方向分：单向式棘轮机构和双向式棘轮机构单向式棘轮机构和双向式棘轮机构1）按结构形
4、式分：）按结构形式分：齿式棘轮机构和摩擦棘轮机构齿式棘轮机构和摩擦棘轮机构 3）按运动形式分：）按运动形式分：单动式棘轮机构单动式棘轮机构、双动式棘轮机构、双动式棘轮机构第4页，共31页，编辑于2022年，星期三自行车后轴的棘轮机构自行车后轴的棘轮机构第5页，共31页，编辑于2022年，星期三4、棘轮机构的应用、棘轮机构的应用棘轮机构常用于低速、要求转角不太大或经常需要改变转角的场合。棘轮机构常用于低速、要求转角不太大或经常需要改变转角的场合。1 1）间歇送进机构）间歇送进机构 在牛头刨床中通过棘轮机构实现工作台横向间歇送进功能在牛头刨床中通过棘轮机构实现工作台横向间歇送进功能。第6页，共31
5、页，编辑于2022年，星期三2）制动机构）制动机构 在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止链条断裂时在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止链条断裂时卷筒逆转。卷筒逆转。第7页，共31页，编辑于2022年，星期三3）转位分度机构）转位分度机构第8页，共31页，编辑于2022年，星期三4）超越离合装置）超越离合装置 钻床的离合器装置钻床的离合器装置第9页，共31页，编辑于2022年，星期三在车床中以棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进给和快慢速进给功能。第10页，共31页，编辑于2022年，星期三棘棘条条机机构构防防逆逆转转棘棘轮轮机机构构第11页，共31页，编辑于2022年，星期三5、
6、棘轮机构的设计、棘轮机构的设计1）棘齿偏斜角）棘齿偏斜角第12页，共31页，编辑于2022年，星期三2）棘轮机构的几何尺寸计算）棘轮机构的几何尺寸计算第13页，共31页，编辑于2022年，星期三二、二、棘轮转角的调节棘轮转角的调节棘轮转角的调节一般为有级机调节。常用方法有：棘轮转角的调节一般为有级机调节。常用方法有：1、改变摇杆摆角、改变摇杆摆角 参见图参见图5.52、利用遮盖罩、利用遮盖罩 参见图参见图5.6三、三、棘轮机构的特点与应用棘轮机构的特点与应用优点：优点：棘轮机构具有结构简单，容易制造和运动可靠，棘轮转角调棘轮机构具有结构简单，容易制造和运动可靠，棘轮转角调节方便，且制动爪有防止
7、棘轮反转的作用。节方便，且制动爪有防止棘轮反转的作用。缺点：缺点：传动时冲击较大，不能传递大的动力，而且传动平稳性较差，传动时冲击较大，不能传递大的动力，而且传动平稳性较差，不适宜于高速传动。不适宜于高速传动。应用：应用：用于低速、轻载的间歇运动的场合。如机床及自动机械的用于低速、轻载的间歇运动的场合。如机床及自动机械的进给机构、送料机构、刀架的转位机构、精纺机的成型机构、牛进给机构、送料机构、刀架的转位机构、精纺机的成型机构、牛头刨床的送进机构等。也广泛用于卷扬机、提升机及牵引设备中，头刨床的送进机构等。也广泛用于卷扬机、提升机及牵引设备中，用它作为防止机械逆转的止动器。用它作为防止机械逆转
8、的止动器。第14页，共31页，编辑于2022年，星期三5-2 槽轮机构槽轮机构一、槽轮机构的工作原理和类型一、槽轮机构的工作原理和类型图中图中1-为销轮；为销轮；2-为槽轮为槽轮1、槽轮机构的组成：槽轮机构又称马耳他机构：、槽轮机构的组成：槽轮机构又称马耳他机构：主要由槽轮、销轮和机架等组成。主要由槽轮、销轮和机架等组成。第15页，共31页，编辑于2022年，星期三内槽轮机构内槽轮机构1）按啮合方式分：）按啮合方式分：外槽轮机构外槽轮机构 特点：主从动轮转向相反特点：主从动轮转向相反2、槽轮机构的类型、槽轮机构的类型特点：主从动轮转向相同；特点：主从动轮转向相同；传动较平稳，停歇时间短，所占传
9、动较平稳，停歇时间短，所占空间小。空间小。第16页，共31页，编辑于2022年，星期三3）按圆销的数目分为）按圆销的数目分为单圆销和多圆销槽轮机构单圆销和多圆销槽轮机构空间槽轮机构空间槽轮机构 特点：传递相交轴的运动特点：传递相交轴的运动2）按是否空间机构）按是否空间机构分平面和空间槽轮机构分平面和空间槽轮机构二、槽轮机构的特点和应用二、槽轮机构的特点和应用1）特点：）特点：结构简单，制造容易，工作可靠；准确控制转角，效率高；但转角结构简单，制造容易，工作可靠；准确控制转角，效率高；但转角不可调整，在销进入和退出径向槽时会产生柔性冲击，不适合高速不可调整，在销进入和退出径向槽时会产生柔性冲击，
10、不适合高速场合。场合。第17页，共31页，编辑于2022年，星期三2）应用：应用于定转角的间歇运动机构中。如在自动机械，轻工）应用：应用于定转角的间歇运动机构中。如在自动机械，轻工机械和仪表中，实现间歇送进和转位功能机械和仪表中，实现间歇送进和转位功能。第18页，共31页，编辑于2022年，星期三刀架转位机构刀架转位机构第19页，共31页，编辑于2022年，星期三钟表齿轮冲压机钟表齿轮冲压机第20页，共31页，编辑于2022年，星期三(1)槽数槽数z几何关系：几何关系：三、三、槽轮槽数槽轮槽数z 和销轮的销数和销轮的销数1、几何要求几何要求 圆销线速度方向与轮槽方向一致圆销线速度方向与轮槽方向
11、一致2、设计要点、设计要点 圆柱销与锁住弧配合圆柱销与锁住弧配合3、基本参数选择、基本参数选择第21页，共31页，编辑于2022年，星期三讨论：讨论：0，z3，一般取，一般取z=4-8(2)销数销数K运动特性系数运动特性系数：讨论：讨论：1，常用，常用K=1 由上式可知：当由上式可知：当z=3时，时，K可取可取15；当；当z=4或或5时，时，K 可取可取l3；当；当z6，则，则K 可取可取12；由于由于z=3 时，工作过程中槽轮的角速度变化大，而时，工作过程中槽轮的角速度变化大，而z 9时，槽轮时，槽轮的尺寸将变得较大，转动时的惯性力矩也较大，但对的尺寸将变得较大，转动时的惯性力矩也较大，但对
12、的变化却不大，的变化却不大，因此槽数因此槽数z常取为常取为4 8。第22页，共31页，编辑于2022年，星期三4、几何尺寸计算几何尺寸计算第23页，共31页，编辑于2022年，星期三1.工作原理和类型：工作原理和类型：如图所示如图所示5-3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构不完全齿轮机构不完全齿轮机构:主动轮圆周上布满轮主动轮圆周上布满轮齿或主动轮和从动轮圆周上没有布满齿或主动轮和从动轮圆周上没有布满轮齿。轮齿。内啮合内啮合外啮合外啮合齿轮齿条啮合齿轮齿条啮合第24页，共31页，编辑于2022年，星期三第25页，共31页，编辑于2022年，星期三2、不完全齿轮机构的特点和应用、不完全齿轮机构的特点
13、和应用特点：特点：结构简单，设计灵活，制造方便，从动轮的运动角范围大；在结构简单，设计灵活，制造方便，从动轮的运动角范围大；在一个周期内能实现多次动、停时间不等的间歇运动；但从动轮在转动一个周期内能实现多次动、停时间不等的间歇运动；但从动轮在转动开始和终止时速度有突变，存在刚性冲击，不适于高速传动。开始和终止时速度有突变，存在刚性冲击，不适于高速传动。应用：用于轻载、低速的场合。应用：用于轻载、低速的场合。不完全齿轮机构常应用与计算器、工位转换和某些往复运动的间歇不完全齿轮机构常应用与计算器、工位转换和某些往复运动的间歇机构中。机构中。第26页，共31页，编辑于2022年，星期三5-4 螺旋机
14、构螺旋机构螺旋机构：螺旋机构：由螺旋副联结相邻构件而构成的机构由螺旋副联结相邻构件而构成的机构螺旋机构可以将回转运动变为直线运动，可以将扭矩形式的螺旋机构可以将回转运动变为直线运动，可以将扭矩形式的动力变为力形式的动力。动力变为力形式的动力。一、螺旋机构的工作一、螺旋机构的工作 原理和类型原理和类型1.工作原理（右图）工作原理（右图）螺旋机构的组成：螺旋机构的组成：螺杆、螺母及机架螺杆、螺母及机架第27页，共31页，编辑于2022年，星期三 2.螺旋机构类型螺旋机构类型根据螺杆与螺母的相对运动关系，螺旋传动运动形式主要有以下四种；根据螺杆与螺母的相对运动关系，螺旋传动运动形式主要有以下四种；1
15、）螺杆原位转动，螺母沿杆作直线移动；）螺杆原位转动，螺母沿杆作直线移动；常用于车床丝杠常用于车床丝杠,刀架移动等操作机构中。刀架移动等操作机构中。2）螺母原位转动，螺杆作直线移动；）螺母原位转动，螺杆作直线移动；常用于输送机构中。常用于输送机构中。3）螺母固定不动，螺杆自身转动并移动；）螺母固定不动，螺杆自身转动并移动；多用于螺旋起重器、千斤顶或螺旋压力机中。多用于螺旋起重器、千斤顶或螺旋压力机中。4）螺杆固定不动，螺母转动并移动；）螺杆固定不动，螺母转动并移动；常用于机器联结件中。常用于机器联结件中。第28页，共31页，编辑于2022年，星期三 2）传力螺旋）传力螺旋 以传递动力为主，能以较
16、小的转矩产生较大的轴向推力，用以传递动力为主，能以较小的转矩产生较大的轴向推力，用 与克服工作阻力。螺旋千斤顶和压力机的螺旋。与克服工作阻力。螺旋千斤顶和压力机的螺旋。1）传导螺旋）传导螺旋以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷，如机床主轴。以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷，如机床主轴。根据使用要求的不同，螺旋传动可分为以下三种类型。根据使用要求的不同，螺旋传动可分为以下三种类型。3）调整螺旋调整螺旋用以调整、固定零件的相对位置。如机床和仪表中微调机构中使用用以调整、固定零件的相对位置。如机床和仪表中微调机构中使用的螺旋。的螺旋。第29页，共31页，编辑于2022年，星期三滑动螺旋滑
17、动螺旋结构简单，便于制造，易于实现自锁。但其缺点是摩结构简单，便于制造，易于实现自锁。但其缺点是摩擦阻力大，传动玫率擦阻力大，传动玫率滚动螺旋滚动螺旋的摩擦阻力小，传动效率高，但结构复杂。的摩擦阻力小，传动效率高，但结构复杂。主要用于数控冲、机床、测试装置或自动控制系统中的螺旋传主要用于数控冲、机床、测试装置或自动控制系统中的螺旋传动。动。二、螺旋机构的特点和应用二、螺旋机构的特点和应用 螺旋机构的特点是结构简单，制造方便，运动准确性高，降速比大，螺旋机构的特点是结构简单，制造方便，运动准确性高，降速比大，可传递很大的轴向力，工作平稳、无噪音，有自锁作用；缺点是效率可传递很大的轴向力，工作平稳、无噪音，有自锁作用；缺点是效率低，磨损较严重。低，磨损较严重。螺旋机构广泛应用于机械、仪器仪表、工装夹具、测量工具等方面。螺旋机构广泛应用于机械、仪器仪表、工装夹具、测量工具等方面。根据螺旋副运动的摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为根据螺旋副运动的摩擦性质的不同，螺旋传动又可分为滑动螺旋和滚动螺旋。滑动螺旋和滚动螺旋。第30页，共31页，编辑于2022年，星期三第31页，共31页，编辑于2022年，星期三