间歇运动机构(棘轮结构)

第5章间歇运动机构5.1棘轮机构5.2槽轮机构概述：在机器工作时，当主动件作连续运动时，常需要从动件产生周期性的运动和停歇，实现这种运动的机构，称为间歇运动机构。最常见的间歇运动机构有棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构等，它们广泛用于自动机床的进给机构、送料机构、刀架的转位机构、精纺机的成形机构等。5.1棘轮机构5.1.1、棘轮机构的工作原理棘轮机构是一种常用的间歇机构,主要由棘轮、棘爪和机架组成。棘轮机构是一种常用的间歇机构,其工作原理见图5-1。棘轮3与轴用键连接,弹簧5用来使制动棘爪4和棘轮3保持接触，驱动棘爪2与连杆机构的摇杆1组成回转副N。摇杆空套在轴上,可自由摆动。当摇杆逆时针摆动时,驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中,推动棘轮转过一定角度,而制动棘爪则在棘轮的齿上滑过；当摇杆顺时针摆动时，驱动棘爪在棘轮的齿上滑过,而制动棘爪将阻止棘轮作顺时针转动,故棘轮静止不动。因此,摇杆作连续的往复摆动时,棘轮作单向间歇转动。图5-1棘轮机构的工作原理图5-1棘轮机构的模型如果要求摇杆往复摆动时都能使棘轮向同一方向转动,则可采用图5-2所示的双动式棘轮机构。驱动棘爪可制成钩头(见图5-2(a))或直头(见图5-2(b))。图5-2双动式棘轮机构(a)钩头双动式棘爪;(b)直头双动式棘爪图5-2双动式棘轮机构模型(a)钩头双动式棘爪;2.常用棘轮机构的类型(1)单向外啮合棘轮机构，如图5-3所示。其特点是棘轮上的齿做在棘轮的外缘上，作单向间歇运动。图5-3(2)内啮合的棘轮机构，如图5-4所示。其特点是棘轮上的齿做在棘轮的内缘上，作单向间歇运动图5-4(3)双向棘轮机构，如图5-5所示。图5-5(a)所示为矩形齿双向棘轮机构,当棘爪1处于实线位置时,棘轮2作逆时针间歇转动；当棘爪处于图示虚线位置时,棘轮作顺时针间歇转动。图5-5(b)所示为回转棘爪式双向棘轮机构。图5-5双向棘轮机构(a)矩形齿双向棘轮机构;(b)回转棘爪双向棘轮机构图5-5(a）双向棘轮机构模型图5-5(a）可变向棘轮机构模型5.1.2、棘轮转角的调节上述各种棘轮机构,在原动件摇杆摆角一定的条件下,棘轮每次的转角是不变的。若要调节棘轮的转角,则可改变摇杆的摆动角或改变拨过棘轮齿数的多少。如图5-6所示,在棘轮上加一遮板,变更遮板的位置,即可使棘爪行程的一部分在遮板上滑过,不与棘轮的齿接触,从而改变棘轮转角的大小。图5-6转角可调的棘轮机构图5-6转角可调的棘轮机构模型5.1.3、棘轮机构的特点与应用棘轮机构结构简单,加工容易,改变转角大小方便,可实现送进(如图5-7所示)、制动(如图5-8所示)及超越(如图5-9所示)等功能,故广泛应用于各种自动机械和仪表中。其缺点是在运动开始和终止时,棘轮和棘爪间都产生冲击,因此不宜用在具有很大质量的轴上。图5-7所示的牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘轮机构实现正反间歇转动,然后通过丝杠螺母带动工作台作横向间歇送进运动。图5-7牛头刨床进给棘轮机构图5-7牛头刨床进给棘轮机构模型图5-8所示为防止机构逆转的停止器。这种棘轮停止器广泛应用于卷扬机、提升机以及运输机等设备中。图5-8提升机棘轮停止器图5-8提升机棘轮停止器模型图5-9所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。当脚蹬踏板时,经链轮1和链条2带动内圈具有棘齿的小链轮3顺时针转动,再经过棘爪推动后轮轴顺时针转动,从而驱使自行车前进。图5-9自行车后轴上的棘轮机构图5-9自行车后轴上的棘轮机构模型5.2槽轮机构5.2.1、概述1.槽轮机构的工作原理槽轮机构如图5-10所示,由带圆(柱)销A的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮2和机架组成。拨盘作匀速转动时,驱动槽轮作时转、时停的单向间歇运动。图5-10外啮合槽轮机构1213213图5-10双圆销外啮合槽轮机构2.槽轮机构的基本形式槽轮机构有两种基本形式,一是外啮合槽轮机构,如图5-11所示,其拨盘1与槽轮2转向相反；12图5-11二是内啮合槽轮机构,如图5-12所示,其拨盘1与槽轮2转向相同。一般常用外啮合槽轮机构。拨盘12图5-123.槽轮机构的特点与应用槽轮机构结构简单、工作可靠,机械效率高,在进入和脱离接触时运动比较平稳,能准确控制转动的角度。但槽轮的转角不可调节,故只能用于定转角的间歇运动机构中,如自动机床、电影机械、包装机械等。图5-13所示的是电影放映机卷片机构,槽轮2具有四个径向槽,拨盘1上装一个圆销A。拨盘转一周,圆销A拨动槽轮转过1/4周,胶片移动一个画格,并停留一定时间(即放映一个画格)。拨盘继续转动,重复上述运动。利用人眼的视觉暂留特性,当每秒放映24幅画面时即可使人看到连续的画面。图5-13卷片槽轮机构图5-13卷片槽轮机构模型又如图5-14所示的六角车床刀架的转位槽轮机构,刀架3上可装六把刀具并与具有相应的径向槽的槽轮2固连,拨盘上装有一个圆销A。拨盘每转一周,圆销A进入槽轮一次,驱使槽轮(即刀架)转60°,从而将下一工序的刀具转换到工作位置图5-14刀架转位槽轮机构