间歇运动机构讲解.docx
23页
第六章间歇运动机构一、教学目的和教学要求1、 教学目的：拓宽学生的知识面，使学生知道存在某一类机构2、 教学要求结合专业需要对棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机 构、星轮机构等一些其他常用机构的工作原理、运动特点及其应用有所了解二、本章重点教学内容及教学难点重点：&解棘轮机构、槽轮応构、不完全齿轮机构的组成、运动特点及其运动设 计的要点至于凸轮式间歇机构和星轮机构，只需了解它们的运动特点难点：如何组织教学内容，使学生没有杂乱无章之感§ 6-1棘轮机构一、棘轮机构的组成、工作特点及类型棘轮机构的典型结构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架组成可将主动摇杆连续往复摆动 变换为从动棘轮的单向间歇转动其棘轮轴的动程可以在较人范闱内调节，且具有结构简单、加工 方便、运动可靠等特点但冲击、噪音大，且运动精度低棘轮上的齿人多做在棘轮的外缘上，构成外接棘轮机构，也有做在圆筒内缘上的，这时构成内 接棘轮机构至于其他形式的齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构仅作为了解，以开阔眼界二、棘轮机构的设计要点在设计棘轮机构时，首要的问题是确定棘轮轮齿的倾斜角，因为为了保证棘轮机构工作的可靠 性，在工作行程时，棘轮应能顺利地滑入棘轮齿底。
棘轮齿面倾斜角5的确定：棘轮齿面倾斜角5为 齿面与轮齿尖向径的夹角为了使棘爪能顺利地进入棘轮齿间，则要b) b)求齿面总作用力R对棘爪轴心的力矩方向应迫使棘爪进入棘轮齿底即应满足条件:(6-1)8>(p其中0为摩擦角§ 6-2槽轮机构一、槽轮机构的组成、工作特点及类型槽轮机构的典型机构是由由主动拨盘、从动槽轮及机架组成可将主动拨盘的连续转动变换为 槽轮的间歇转动并具有结构简单、尺寸小、机械效率高、能较平稳地间歇转位等特点普通槽轮机构有外槽轮机构和内槽轮机构之分为了满足某些特殊的工作要求，在某些机械中 还用到一些特殊型式的槽轮机构，如不等臂长的多销槽轮机构、球面槽轮机构、偏置槽轮机构等从动槽轮圆柱销-主动销轮・二、普通槽轮机构的运动系数及运动特性(1) 普通槽轮机构的运动系数在单销外槽轮机构中，当主动拨盘回转一周时，从动槽轮运动时间0与主动拨盘转一周的总时间f之比称为槽轮机构的运动系数，并以£表示，即(6-2)式中Z—一槽轮的槽数如果在拨盘上均匀地分布〃个圆销，则当拨盘转动一周时，槽轮将被拨动〃次，则该槽轮机构 的运动系数为(6-3)运动系数必须是人于零而小于lo(2) 普通槽轮机构的运动特性主动拨盘以等速度©转动。
当主动拨盘处在件位置角时，从动槽轮所处的位置角卩二、角速度® 及角加速度&三分别为径=arctan[2 sin ® /(I - a cos ® )] (—® o,故槽数zX3,但当z>12时，k值变化不大，故很少使用2>12的槽轮因此，一般取尸3〜 12,而常用槽数为3, 4, 6, 8一般情况下，槽轮停歇时间为机器的工作行程时间；槽轮传动的时间则是空行程时间为了提 高生产率，要求机器的空行程时间尽量短，即斤值要小，也就是槽数要少由于Z愈少，槽轮机构 运动和动力性能愈差，故一般在设计槽轮机构时，应根据工作要求、受力情况、生产率等因素综合 考虑,合理选择R值，再来确定槽数一般多取E 或6。
2) 圆销数目的确定单销外啮合槽轮机构的k值总是小于0.5,即槽轮的运动时间总是小于其停就时间如果要求k >0.5的间歇运动时，可以采用多销外啮合槽轮机构，其销数兀应满足式n < - 2) (6-6)当Z=3时，”=1〜6；当乙=4时,71=1〜4；当^=5或6时，”=1〜3；当Z>1时，〃=1~2§ 6-3不完全齿轮机构一、不完全齿轮机构的组成、工作特点及类型不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演 变而得的一种间歇运动机构不完全齿轮 机构的主动轮的轮齿不是布满在整个圆周 上，而只有一个或几个齿，并根据运动时 间与停歇时间的要求，在从动轮上加工出 与主动轮相啮合的齿不完全齿轮机构设计灵活、从动轮的 运动角范闱大，很容易实现一个周期中的多次动、停时间不等的间歇运动但加工复杂；在进入和退出啮合时速度有突变，引起刚性冲击, 不宜用于高速转动；主、从动轮不能互换不完全齿轮机构同齿轮啮合相同，可分为外啮合、内啮合及不完全齿轮齿条机构二、设计要点1） 主动轮首末齿齿顶需降低，以避免齿顶干涉2） 改善从动轮动力特性的措施，加瞬心线附加板，减少啮入及啮出阶段的冲击§ 6-6例题精选例6-1有一外啮合槽轮机构，已知槽轮槽数6,槽轮的停歇时间为is,槽轮的运动时间为 2So求槽轮机构的运动特性系数及所需的圆销数目。
解：当主动拨盘1回转一周时，槽轮2的运动时间为0 = 2x6 = 12秒，主动拨盘转一周的总时间为2/ = (l+2)x6 = 18秒，所以k = td/t = 12/lS = -o:.n = 2例6・2在转动轴线互相平行的两构件中，主动件作往复摆动，从动件作单向间歇转动，若要求 主动件每往复一次，从动件转12°试问：(1) 可采用什么机构？(2) 试画出其机构示意图；(3) 简单说明设计该机构尺寸时应注意哪几个问题？解：⑴棘轮机构2) 如图所示(3) 设计时应注意两个问题(保证机构可靠工作)：齿形要符合自动啮紧条件12°应是每齿所对中心角的倍数而主动件的摆角应为12° + 2A^o 为空程角，在12°前后 各加角例6-2图解第七章实现其他功用机构本章重点：了解万向联轴节及螺旋机构的组成、运动特点及其运动设计的要点至于行程增人和可调机构、 供料机构及抓取机构、瞬心线机构、共轨曲线机构以及组合机构只需了解它们的运动特点本章要求：结合专业需要对万向联轴节、螺旋机构等机构的工作原理、运动特点及其应用有所了解§7-1万向联轴节可用于传递两相交轴间的运动和动力，而且在传动过程中，两轴之间的夹角可以变动。
它广泛 用于汽车、机车等机械传动系统中1. 单万向较链机构图7-1单万向联轴节单万向较链机构是由主动轴1、从动轴2、中间十字构件及机架组成当两轴夹角为a时，若主动轴1以等角速度©回转时，则从动轴2的角速度血2将在一定范闱 内变化，即© cosa < ©/cosa (7-1)且变化幅度与两轴夹角a的大小有关a愈大,0：的变化幅度愈人，故一般取a <30°2)双万向较链机构为了消除单万向较链机构中从动轴变速转动的缺点，常采用由两个单万 向较链机构形成的双万向较链机构为了实现主、从动轴的角速度恒相等，其结构必须满足的条件 为：1) 轴1, 3和中间轴2必须位于同一平面内；2) 主动轴1、从动轴3与中间轴2的轴线之间的夹角应相等；3) 中间轴两端的叉面应位于同一平面内图7-3双万向联轴节7-2螺旋机构螺旋机构是由螺杆、螺母及机架组成一般情况下，它是将螺杆的旋转运动转换为螺母沿螺杆 轴向的移动但在Y>（PV的情况下，也可将螺母移动变为螺杆的转动螺旋机构的主要优点是能 获得很大减速比和力的增益町通过选择螺旋导程角使机构具有自锁性，但机构效率较低1.螺旋机构的运动分析简单螺旋机构中，当螺杆1转过角度0时，螺母2将沿螺杆1轴向移动的距离为其值为S = l（p/（27T） （7-2）式中/为螺旋的导程（mm）。
1）差动螺旋机构此螺旋机构中存在具有两段不同导程匚和且为螺纹旋向相同的螺杆当螺杆转过角度0时, 螺母相应移动的距离为s,即S = G 一仃）0/（2兀） （7-3）当导程匚与相差很小时，位移s很小这种差动螺旋机构又称为微动螺旋机构，常用于微调、 测微和分度机构中2）复式螺旋机构此螺旋机构中存在具有两段不同导程J和且为螺纹旋向相反的螺杆当螺杆转过角度0时, 螺母相应移动的距离为s,即$ = G+L）0/（2 龙） <7-4）此种螺旋机构可实现螺母的快速移动b)a>图螺旋机构2. 螺旋的螺纹导程角、导程和头数为了满足不同的工作要求，螺旋机构应选用不同的几何参数要求具有自锁性或起微动作用的 螺旋机构，宜选用单头螺纹，使螺纹具有较小的导程及导程角：对于要求传递人的功率或快速运动 的螺旋机构，则采用具有较大导程角的多头螺旋§7-3行程增大和可调机构（不讲）§7-4供料机构及抓取机构（不讲）§7-5组合机构1图7-27实现复亲运动规律的组合机构图7-28有运动反慷的组合机构常把几个基本机构组合起来加以应用，就构成了所谓的组合机构利用组合机构不仅能满足多 种设计要求，而且能综合应用和发挥各种基本机构的特点，所以组合机构越来越得到广泛的应用。
组合机构可以是同一类的基本机构的组合，也可以是不同类型基本机构的组合常见的组合机构有 联动凸轮组合机构、凸轮一齿轮组合机构、齿轮一连杆组合机构等ya) b) c)图7-29实玫停歇运动的组合机枸§7-6瞬心线机构(不讲)§7-7共辘曲线机构(不讲)§7-8例题精选例7-1图示螺旋机构中，螺杆1分别与构件2和3组成螺旋副，导程分别为厶2= 2mm， ^ = 3111111,如呆要求构件2和3如图示箭头方向由距离H严lOOniin快速趋近至型=9Cniiii, 试确定：(1) 两个螺旋副的旋向(螺杆1的转向如图)；(2) 螺杆/应转过多大的角度例7-1图解：(1) 左边的螺旋副为左旋，右边的为右旋2) 片=冋一耳=100- 90= lCmm 设两螺母移动的距离分别为孑和勺，则 q =厶？ 0/(2兀)=2(pl(2n) = (p/itq =厶(p!(2n) =3卩/(2k)/.(p= 4 兀螺杆/应转过4兀例7・2螺旋机构如图所示,4、B、C均为右旋，导程分别为Z4= 6111111,厶=4mm, 2^=24^.试求当构件1按图示方向转1转时，构件2的轴向位移勺及转角径；例7-2图解：设轴向位移向右为正，右旋导程为正，则右视图逆时针方向转动为正。
构件/轴向位移：q=厶 ©/(2兀)(1)其中®为构件/的转角构件2相对于/的轴向位移：勺 I = 輕］/ (2兀)=Lb (0? — 01)/( 2兀)(2)J111102 = 2兀(S)/ 厶^)(3)构件2轴向位移②=€+②1(4)由(1)-(4)可解出:"-_Lb &代入已知量3 = -2兀、La、Lb、厶；得：W = -24mm,即构件向左移2.4mm再将= -2.4代入(3)得： 池=-%,即构件2右视逆时针转36%例7・3如图所示，轴/、2用万向联轴节4相联，轴2、3用万向联轴节B相联，1、2轴线所 在平面与2、3轴线所在平面相互垂直试问：欲使轴/与轴3的角速度相等，须满足哪些条件？例7-3图解:须满足：(1) 中间轴两端的叉平面相互垂直；(2。
