其他常用机构

第12章其他常用机构▲实例1灌装冷霜的多工位自动机送出成品盖盒盖贴锡纸灌霜间歇运动机构实例实例2电影放映机§12－1棘轮机构一、棘轮机构的组成和工作特点组成•摇杆1—主动构件，作往复摆动运动•棘轮3—单向的间歇运动•驱动棘爪2•止动棘爪4•弹簧6•棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重。故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。1、轮齿式棘轮机构按啮合方式可分成外啮合、内啮合棘轮机构。二、棘轮机构的类型(1)单向式棘轮机构•单动式棘轮机构特点是摆杆向一个方向摆动时，棘轮沿同一方向转过某一角度；而摆杆向另一个方向摆动时，棘轮静止不动。根据棘轮的运动又可分为两种情况：•双动式棘轮机构摆杆的往复摆动，都能使棘轮沿单一方向转动，棘轮转动方向是不可改变的。翻转变向棘轮机构回转变向棘轮机构若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变动棘爪的放置位置或方向后，可使棘轮在正、反两个转动方向上都可实现间歇转动。(2)双向式棘轮机构(1)偏心楔块式棘轮机构利用偏心扇形楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何条件来实现摩擦轮的单向间歇转动。2、摩擦式棘轮机构内啮合外啮合(2)、滚柱楔紧式棘轮机构（属于内接摩擦式棘轮机构）超越离合器星轮顺时针回转时，滚柱带动套筒一同回转。星轮逆时针回转时，套筒停止不动。套筒只随星轮顺时针方向回转，从这个意义上说，它是一个单向离合器。它也可以成为一个超越离合器：当套筒从另一条传动路线得到一个更快的顺时针回转速度时，楔形空间中的摩擦不再起作用，套筒可以超越星轮以高速转动。超越离合器使正常工作的运动链和快速运动的运动链可并行不悖地起作用。三、棘轮机构的应用1、制动2、送进和输送牛头刨床工作台进给机构模型曲柄2转动，经连杆3带动摇杆4作往复摆动；摇杆4上装有棘爪7，棘爪带动棘轮5以及与棘轮固连的丝杠6转动，使工作台作间歇进给运动。3、超越图5-9自行车后轴上的棘轮机构四、棘轮转角的调节★通过改变曲柄摇杆机构曲柄长度的方法来改变摇杆摆角的大小，摇杆摆动角度的大小，从而实现棘轮机构转角大小的调整。调整摇杆摆角用棘轮罩调节棘轮转角改变棘轮罩位置，使部分行程内棘爪沿棘轮罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。§12－2槽轮机构（马尔它机构）一、槽轮机构的组成及其工作原理槽轮拨盘圆销槽轮内凹锁止弧拨盘外凸锁止弧ω1ω2o2§12－2槽轮机构（马尔它机构）组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。o1工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。锁止弧槽轮拨盘圆销ω1ω2特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化，不适合高速运动场合。o1o2作用：将连续回转变换为间歇转动。外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构ω12φω2二、基本类型:球面槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构轴线平行轴线相交球面槽轮机构单动式外啮合槽轮机构双动式外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构应用实例：电影放映机、自动摄影机、六角车床转塔。停顿作用放映机机构转位作用六角车床的刀架转位机构六槽内槽轮拨盘六角车床转塔圆销车螺纹41装牙膏筒2车帽口6卸牙膏筒5切尾3空闲三、槽轮机构的运动系数及运动特性1、运动系数k拨盘等速回转，在一个运动循环内，拨盘运动时间对应的拨盘转角：t→2π2α12φ2td→2α1槽轮的运动时间对应的拨盘转角为：ω1ω2定义：k=td/t为运动系数，即：k=td/t=2α1/2π进入径向槽的瞬间脱离径向槽的瞬间圆柱销的线速度应沿着径向槽的中心线方向vv为避免发生刚性冲击ωω槽中心线与拨销中心连线成90°角。故有：2α12φ22α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2zω1ω2将2α1代入前式得：∵k0∴槽轮的槽数z≥3k=(z-2)/2z0.5可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。即：k0.5设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即:k=n(z-2)/2z∵k＜1得：n＜2z/(z-2)槽数z圆销数n≥61~231~541~351~3ω2ω1o12.运动特性规定:和在圆销进入区为正，在圆销离开区为负，变化区间为：－α1≤α≤α1在△ABO2中有如下关系：BOABtg2－φ2≤φ≤φ2cossinRLR-φ2-α1R槽轮的运动是靠圆销的拨动来实现的，在一个运动循环内，槽轮经历了从静止→运动→静止的过程，因此，槽轮的角速度是变化的，从而具有角加速度，以下将分析槽轮运动的变化规律。O2ABα1αφφ2LcossinRLRtg212cos21)(cos将上式对时间求一阶导数和二阶导数，得：2212212)cos21(sin)1(2221dtddtd其中：　槽轮运动的前半段，槽轮的角速度ω2是增加的，角加速度α20后半段正好相反。运动特性曲线z=3z=3z=4z=6z=4z=6运动特性分析：①槽轮运动的ωmax、amax随槽数z的增多而减小。a=1α2/ω21-60˚-40˚-20˚020˚40˚60˚-50˚-30˚-10˚10˚30˚50˚8642-4-6-8αα54321-60˚-40˚-20˚020˚40˚60˚-50˚-30˚-10˚10˚30˚50˚126②存在柔性冲击。Z愈少，冲击愈大。四、槽轮机构的几何尺寸计算圆销半径rr≈R/6中心距L由安装空间确定回转半径RR=Lsinφ=Lsin(π/z)拨盘轴径d1d1≤2(L-s)参数计算公式或依据槽数z由工作要求确定圆销数nsrRL12d1r0φ564121‘33’86游丝摆轮45擒纵轮121‘33’8擒纵叉§12－3擒纵轮机构一、擒纵轮机构的组成及其工作原理组成：擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮。工作原理：擒纵轮受发条力矩的驱动，游丝摆轮系统往复摆动，带动擒纵叉往复摆动，卡住或释放擒纵轮，并使它间歇转动。33’564121‘8564121‘33’856411‘28二、擒纵轮轮机构的类型与应用固有振动系统型擒纵轮轮机构无固有振动系统型擒纵轮轮机构固有振动系统型擒纵轮轮机构计时精度高，用于钟表。564121‘33’831421243无固有振动系统型擒纵轮轮机构结构简单、成本低、计时精度不高，用于自动记录仪、时间继电器、计数器、定时器、测速器、照相机快门和自拍器等。无固有振动系统型擒纵轮轮机构一、凸轮式间歇运动机构的组成、工作原理§12-4凸轮式间歇运动机构如图所示，由主动凸轮和从动盘组成。主动凸轮作连续转动，从动盘作间歇分度运动。1、组成和工作原理常用于传递交错轴间的分度运动和需要间歇转位的机械装置中。只要适当设计出凸轮的轮廓曲线，就可使从动盘获得所预期的运动规律，其动载荷小，无刚性和柔性冲击，以适应高速运转的要求；并可获得高的定位精度，机构结构紧凑。是一种较理想的高速高精度的分度机构。其缺点是加工成本较高，对装配、调整要求严格。2、特点二、凸轮式间歇运动机构的类型1、圆柱凸轮间歇运动机构这种机构常用于两交错轴间的分度传动。2、蜗杆形凸轮间歇运动机构（应用最多）如图所示。凸轮形状如同圆弧面蜗杆一样，滚子均匀分布在从动盘的圆柱面上，犹如蜗轮的齿。凸轮连续转动时就带动从动盘像蜗轮那样转动。凸轮上的凸脊经过这样的设计：当凸轮在连续回转时，使从动盘作间歇运动。从动盘上的滚子可以绕其自身轴线转动，可减小凸轮面和滚子之间的滑动摩擦。两轴间的中心距可作微量调整，以消除凸轮轮廓面和滚子之间的间隙，实现“预紧”，不但可减小间隙带来的冲击，而且在从动盘停歇时可得到精确的定位。蜗杆式分度凸轮运动机构许多场合正逐渐取代棘轮机构和槽轮机构，已在高速冲床、加工中心、模切机、多色印刷机、包装机和许多轻工自动机械中得到应用，而且会得到越来越广泛的应用。通过从动盘运动规律的合理设计，可减小动载荷和冲击，因此蜗杆式分度凸轮的运转速度可以比棘轮机构和槽轮机构高得多，它的转速已达3000r/min。§12－5不完全齿轮机构1.工作原理及特点工作原理：在主动齿轮只做出几个齿，根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿啮合时，与齿轮传动一样，不啮合时，由锁止弧定位使从动轮静止。优点：结构简单、制造容易、工作可靠、不完全齿轮机构的从动轮在一周转动中可作多次停歇。从动轮运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。2.类型及应用外啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构缺点：在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般只用于低速、轻载场合。外啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构二、不完全齿轮机构的应用不完全齿轮机构多用于一些具有特殊运动要求的专业机械中。如图12-27所示的用于铣削乒乓球拍的专用靠模铣床。铣刀不完全齿轮1乒乓球拍专用靠模铣床123458976球拍靠模凸轮不完全齿轮2蜂窝煤成型机模盘转位机构蜂窝煤饼压制机不完全齿轮压制退煤饼填料填料瞬心线附加杆锁止弧锁止弧使运动平稳§12-8螺旋机构一、螺旋机构的应用和特点回转运动直线运动螺母螺杆机架螺母移动螺杆转移其主要优点是：能获得很大的减速比和力的增益；此外，选择合适的螺纹导程角，还可以使机构具有自锁性。其主要缺点是：机械效率较低，特别是具有自锁性的螺旋机构的效率将低于50%。螺旋机构常用于起重机、压力机以及功率不大的进给系统和微调装置中。二．螺旋机构的运动分析当螺杆转过φ时，螺母沿其轴向移动的距离为：S＝lφ/(2π)其中l为螺旋的导程mm。（1）微动螺旋机构设螺旋机构中A、B段的螺旋导程分别为lA、lB,且两端螺旋的旋向相同（即同为左旋或右旋）螺母B段螺纹A段螺纹当螺杆转过φ时，螺母的位移s为：s＝(lA－lB)φ/(2π）因lA、lB相差很小时，故位移s可能很小，故这种螺旋机构称为微动螺旋机构。如用于调节镗刀进刀量的螺旋机构。此种机构常用测微计、分度机构中。（2）复式螺旋机构如果螺旋机构的两段螺旋导程分别为lA、lB，且两端螺旋的旋向相反。这种螺旋机构称为复式螺旋机构。此种螺旋机构常用于车辆的联接。s＝(lA＋lB)φ/(2π）则：一、单万向铰链机构当主动轴转一周，从动轴也转动一周，但主动轴与从动轴的瞬时传动比不同。§12-9万向铰链机构•当两轴夹角β值变化时，角速度比的值也将改变，图为不同轴夹角β时，传动比i31随φ1变化曲线。由图可知，传动比的变化幅度随轴夹角β增加而增大。为使ω3波动不致过大，一般情况下两轴夹角β最大不超过350～45０。二、双万向联轴机构采用下图所示的双万向联轴机构，可避免从动轴产生角速度变化。①主动、从动、中间三轴共面；②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；ααα2α1C21C要使其传动比恒等于1，则必须满足下列条件：③中间轴两端的叉面应在同一平面内。ααα2α1C21C双万向铰链机构图为双万向联轴机构传递汽车变速箱输出轴与后桥车架弹簧支承上的后桥差速器输入轴间的运动。三、万向联轴机构的应用图为万能铣床进给传动中，为适应工作台升降或水平移动引起主、从动轴间相对位置改变所采用的双万向联轴节传动。