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《机械原理》(第七版)孙桓主编第12章其他常用机构84第第第第12121212章章章章其它常用机构其它常用机构其它常用机构其它常用机构§§§§11112222————1111棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构一一一一....棘轮机构的组成及其工作特点棘轮机构的组成及其工作特点棘轮机构的组成及其工作特点棘轮机构的组成及其工作特点1.组成:摇杆1,棘爪2,棘轮3,制动爪4,弹簧5,机架。2.工作原理:1朝一方向摆动时,2插入棘轮齿槽,推动3转一角度。1反向摆动时,2滑过3的齿背,4阻止3反转,3静止。3.优缺点:优:1)结构简单,运动可靠。2)棘轮转角可调。3)棘轮运动具有超越性(棘轮转得比主动件快时,其运动不受限制的特性)。缺:冲击、噪音大,运动平稳性差、精度低4.应用:较广泛(主要用于低载低速低要求处)二二二二....棘轮机构的棘轮机构的棘轮机构的棘轮机构的类型类型类型类型1、单向式:棘轮只能朝一个方向转动(P.238.图12-2)2、双向式:棘轮可朝正反二个方向转动(P.238.图12-3)3、双动式:摇杆往复摆动时都驱动棘轮转动(P.238.图12-4a)4、单动式:摇杆朝一个方向摆动时棘轮转动,摇杆朝另一个方向摆动时棘轮静止(P.238.图12-4b)5、摩擦式:棘爪通过摩擦驱动棘轮转动(P.239.图12-8、图12-9)。三三三三....棘轮机构的设计要点棘轮机构的设计要点棘轮机构的设计要点棘轮机构的设计要点1.棘爪的啮入条件:设:棘爪2与棘轮3在齿顶A接触时,3对2的正压力为Fn、摩擦力为Ff。则:为使2能顺利滑入3的齿槽,Fn与Ff=fFn的径向分力应:Fnsinα>Ffcosα=fFncosα即应:tgα>f=tgφO′O123αααFn45FfA《机械原理》(第七版)孙桓主编第12章其他常用机构85也即:α>φ(φ一棘爪2与棘轮3之间的摩擦角)2.棘爪轴心O′的位置:O′的位置应使爪与轮在齿顶A接触时,O′A⊥OA,因为这样棘爪的受力最小。3.α的大小:通常取α=20°∵f=0.2时φ=tg-1f=11°30′∴α=20°总能满足棘爪的啮入条件§§§§11112222————2222槽轮机构槽轮机构槽轮机构槽轮机构::::一一一一....槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点1.组成:带圆销的主动拨盘1,从动槽轮2,机架2.工作原理:拨盘连续转动,当圆销未进入径向槽时,槽轮上的内凹圆弧nn被拨盘上的外凸圆弧mm′m锁住,槽轮静止;当圆销于A进入径向槽到于B退出径向槽时,nn被松开,槽轮在圆销驱动下转过2φ2。3.特点:优:1)结构简单,工作可靠,效率高;2)传动平稳准确。缺:1)槽轮的角加速度变化较大,有柔性冲击;2)槽轮的转角不可调。二二二二....槽轮机构的槽轮机构的槽轮机构的槽轮机构的类型及应用类型及应用类型及应用类型及应用1.外槽轮机构:径向槽分布在槽轮的外侧(如上图)2.内槽轮机构:径向槽分布在槽轮的内侧(如P.241.图12-12)3.球面槽轮机构:槽轮呈半球形(如P.241.图12-16)三三三三....槽轮机构的槽轮机构的槽轮机构的槽轮机构的运动系数运动系数运动系数运动系数1.机构结构:应保证圆销进入和退出径向槽时,圆销的中心轨迹圆与槽中线相切即应:∠O1AO2=∠O1BO2=90°①OOAB122φ2α1122ωω12mmnnRsm′L《机械原理》(第七版)孙桓主编第12章其他常用机构862.运动系数k:1)定义:一个运动循环中,槽轮的运动时间td与循环周期t之比,即:k=td/t2)计算公式:∵t和td分别对应于拨盘转一周(即2π)和2α1又2α1=π-2φ2=π-2π/z(见式①机构结构要求)∴k=td/t=2α1/2π=(π-2π/z)/2π=(z-2)/2z②3)多圆销机构的k:⑴由式②可见,单圆销机构运动系数的最大值kmax=0.5(出现于z→∞时)⑵要增大运动系数k,可在拨盘上加装n个圆销,此时:k=n(z-2)/2z③4)n与z的关系:∵槽轮机构是间歇运动机构∴应:0<k<1由k>0得:z≥3由k<1得:n<2z/(z-2)于是:z34、5≥6n1~51~31~2四四四四....槽轮机构的槽轮机构的槽轮机构的槽轮机构的几何尺寸计算几何尺寸计算几何尺寸计算几何尺寸计算设计时,先根据使用要求确定槽轮槽数z和拨盘圆销数n,再根据允许的安装空间确定中心距L,最后计算其他尺寸:圆销中心转动半径R=Lsinφ2=Lsin(π/z)槽轮半径s=Lcosφ2=Lcos(π/z)§§§§11112222————3333擒纵擒纵擒纵擒纵机构机构机构机构不要求§§§§11112222————4444凸轮式间歇运动凸轮式间歇运动凸轮式间歇运动凸轮式间歇运动机构机构机构机构不要求§§§§11112222————5555不完全齿轮不完全齿轮不完全齿轮不完全齿轮机构机构机构机构不要求§§§§11112222————6666星轮星轮星轮星轮机构机构机构机构不要求§§§§11112222————7777非圆齿轮非圆齿轮非圆齿轮非圆齿轮机构机构机构机构不要求§§§§11112222————8888螺旋螺旋螺旋螺旋机构机构机构机构不要求《机械原理》(第七版)孙桓主编第12章其他常用机构87§§§§11112222————9999万向万向万向万向铰链机构铰链机构铰链机构铰链机构一一一一....单万向单万向单万向单万向铰链机构铰链机构铰链机构铰链机构1.组成:主、从动叉轴1、3,十字头2,机架2.传动特点:1)轴1、3可成一锐角α,且传动中α可改变2)轴1转一周,轴3也转一周,但瞬时速比(ω3/ω1)是变化的。3.瞬时传动比ω3/ω1:(推导过程可参见其他教科书)ω3/ω1=cosα/(1-sin2αcos2φ1)(φ1一1轴自图示位置起的转角)1)α改变时:a)α=0,ω3/ω1≡1(相当于两轴固联)b)α=90°ω3/ω1的波动→∞,不能传动。2)α恒定时:a)φ1=0、π时,(ω3/ω1)max=1/cosαb)φ1=π/2、3π/2时,(ω3/ω1)min=cosα4.应用:用于两轴相交且轴交角不恒定的场合,如汽车、机床等。二二二二....双万向联轴节双万向联轴节双万向联轴节双万向联轴节::::单万向联轴节的瞬时传动比是波动,这使得主动轴等速转动时,从动轴作周期变速运动,若要使从动轴也作等速转动,可采用图示双万向节,并应满足以下条件:1)中间轴的两个叉面共面。2)主、从动轴与中间轴的轴交角相等,即:α12=α13§§§§11112222————10101010组合组合组合组合机构机构机构机构不要求321αOα12312α12α13
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