机械设计基础第六章.ppt

1、机械设计基础机械设计基础成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院机械工程教研室机械工程教研室机械工程教研室机械工程教研室唐克岩唐克岩唐克岩唐克岩10/31/20241第六章第六章 间歇运动机构间歇运动机构本章要求：本章要求：本章要求：本章要求：掌握棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机掌握棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机掌握棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机掌握棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的常用间歇机构的工作原理和主要参数。构的常用间歇机构的工作原理和主要参数。构的常用间歇机构的工作原理和主要参数。构的常用间歇机构的工作原理和主要参数。本章

2、重点：本章重点：本章重点：本章重点：1.1.棘轮机构的工作原理棘轮机构的工作原理棘轮机构的工作原理棘轮机构的工作原理2.2.槽轮机构的工作原理和主要参数槽轮机构的工作原理和主要参数槽轮机构的工作原理和主要参数槽轮机构的工作原理和主要参数10/31/20242 61 61 棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构 62 62 槽轮机构槽轮机构槽轮机构槽轮机构 64 64 凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构 63 63 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 教学内容：教学内容：10/31/202436-1 棘轮机构棘轮机构一、一、棘轮机构的棘轮机构的基本结

3、构基本结构和和工作原理工作原理二、二、常见的棘轮机构的类型常见的棘轮机构的类型三、三、棘轮机构的特点和应用棘轮机构的特点和应用10/31/20244一、棘轮机构的一、棘轮机构的基本结构基本结构和和工作原理工作原理1.棘轮机构棘轮机构的的组成组成：主：主要由棘轮、要由棘轮、棘爪、主动棘爪、主动摆杆和机架摆杆和机架所组成。所组成。16524310/31/20245 主动摆杆主动摆杆1空套在与空套在与棘轮棘轮3固联的从动轴上，固联的从动轴上，驱动棘爪驱动棘爪2与主动摆杆与主动摆杆1用用转动副相联，止动棘爪转动副相联，止动棘爪4与机架用转动副连接，弹与机架用转动副连接，弹簧簧5是保证棘爪与棘轮啮是保证

4、棘爪与棘轮啮合。合。10/31/20246 当摆杆当摆杆1左摆时，棘爪左摆时，棘爪2插入插入棘轮棘轮3的齿内推动棘轮转过某一的齿内推动棘轮转过某一角度。角度。这种有齿的棘轮其进程的这种有齿的棘轮其进程的变化最少是变化最少是1个齿距，且工作个齿距，且工作时有响声。时有响声。当摆杆右摆时，棘爪当摆杆右摆时，棘爪2滑过滑过棘轮棘轮3，而棘轮静止不动，往，而棘轮静止不动，往复循环。制动爪复循环。制动爪4防止棘轮反防止棘轮反转。转。2.工作过程：工作过程：当主动摆杆当主动摆杆1作往复摆动时，从动作往复摆动时，从动棘轮棘轮3作作单向间歇转动单向间歇转动。10/31/20247二、常见的棘轮机构的类型：二、

5、常见的棘轮机构的类型：1.轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构 根据根据啮合方式啮合方式分为分为外啮合外啮合与与内啮合内啮合式。式。2.摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构 根据根据棘轮运动棘轮运动方式分为方式分为单向式棘轮机构单向式棘轮机构 和和可变向棘轮机构可变向棘轮机构 根据根据原动件的结构原动件的结构分为分为双动式棘轮机构双动式棘轮机构。10/31/20248外啮合式外啮合式内啮合式内啮合式10/31/20249摆杆向一个方向摆动时，摆杆向一个方向摆动时，棘轮棘轮沿同一个方向沿同一个方向转过某一转过某一角度角度；而摆杆向另一个方向摆动时，；而摆杆向另一个方向摆动时，棘轮静止

6、不动棘轮静止不动。单向式棘轮机构单向式棘轮机构10/31/202410双向式棘轮机构，棘双向式棘轮机构，棘轮的轮齿是短梯形或轮的轮齿是短梯形或矩形，当变动棘爪的矩形，当变动棘爪的放置位置或方向后，放置位置或方向后，可以改变棘轮的转动可以改变棘轮的转动方向。棘轮在正、反方向。棘轮在正、反两个转动方向上都可两个转动方向上都可以实现间歇转动。以实现间歇转动。双向式棘轮机构双向式棘轮机构10/31/202411 当摆杆作往复摆动时，都能使棘轮沿单一方向转当摆杆作往复摆动时，都能使棘轮沿单一方向转动，棘轮的转动方向是不可改变的。动，棘轮的转动方向是不可改变的。双动式棘轮机构双动式棘轮机构10/31/20

7、2412 驱动棘爪形状可以制成直的或带钩头的。驱动棘爪形状可以制成直的或带钩头的。10/31/202413 如果需要棘轮作双向的间歇运动，可以把棘轮的轮齿做成矩形，如果需要棘轮作双向的间歇运动，可以把棘轮的轮齿做成矩形，棘爪做成可翻转的结构，棘爪做成可翻转的结构，翻转变向棘轮机构翻转变向棘轮机构 回转变向棘轮机构回转变向棘轮机构10/31/2024142.摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构10/31/202415u利用楔块与摩擦轮间的利用楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何摩擦力与楔块偏心的几何条件实现摩擦轮的单向间条件实现摩擦轮的单向间歇转动。歇转动。u当摆杆

8、逆时针方向转动当摆杆逆时针方向转动时，构件时，构件1（楔块）使摩（楔块）使摩擦轮依同一方向转动，构擦轮依同一方向转动，构件件3是止动楔块。当摆杆是止动楔块。当摆杆顺时针方向摆动时，摩擦顺时针方向摆动时，摩擦轮静止不动。轮静止不动。10/31/202416三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用1、特点、特点 轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，结构简单，易于制造，运动可靠，棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过会引棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过会引起噪音和冲击，经常在低速、轻载、用作间歇运动的起噪音和

9、冲击，经常在低速、轻载、用作间歇运动的控制中。控制中。摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构传递运动平稳，无噪音，从动件传递运动平稳，无噪音，从动件的转角可以做无级调整。但难以避免打滑现象，因此的转角可以做无级调整。但难以避免打滑现象，因此运动的准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。运动的准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。2、应用：、应用：棘轮机构主要用于作进给、超越和转位棘轮机构主要用于作进给、超越和转位 等工艺动作的控制。等工艺动作的控制。10/31/202417实现超越运动的棘轮机构实现超越运动的棘轮机构实现超越运动的棘轮机构实现超越运动的棘轮机构10/31/202418在生产中，棘轮

10、机构的单向间歇运动的特性可满足多种要求。在生产中，棘轮机构的单向间歇运动的特性可满足多种要求。在生产中，棘轮机构的单向间歇运动的特性可满足多种要求。在生产中，棘轮机构的单向间歇运动的特性可满足多种要求。牛头刨床上用于控制工作台横向进给的齿式棘轮机构。当主动牛头刨床上用于控制工作台横向进给的齿式棘轮机构。当主动牛头刨床上用于控制工作台横向进给的齿式棘轮机构。当主动牛头刨床上用于控制工作台横向进给的齿式棘轮机构。当主动曲柄曲柄曲柄曲柄1 1转动时，摇杆转动时，摇杆转动时，摇杆转动时，摇杆3 3作往复摆动，通过棘爪使棘轮作单向间歇作往复摆动，通过棘爪使棘轮作单向间歇作往复摆动，通过棘爪使棘轮作单向间

11、歇作往复摆动，通过棘爪使棘轮作单向间歇运动，从而带动工作台运动，从而带动工作台运动，从而带动工作台运动，从而带动工作台4 4作横向进绐运动。作横向进绐运动。作横向进绐运动。作横向进绐运动。10/31/202419 多爪棘轮机构实现棘轮每次转过小于一个多爪棘轮机构实现棘轮每次转过小于一个轮齿所对的中心角。轮齿所对的中心角。10/31/2024206-2 槽轮机构槽轮机构二、二、槽槽轮机构的特点和应用轮机构的特点和应用一、一、槽轮机构的槽轮机构的基本结构基本结构和和工作原理工作原理10/31/202421一、一、槽轮机构的槽轮机构的基本结构基本结构和和工作原理工作原理 槽轮机构是由装槽轮机构是由装

12、有有圆柱销圆柱销的的主动拨盘主动拨盘和开有径向槽的和开有径向槽的从动从动槽轮槽轮及安装两者的及安装两者的机机架架组成的高副机构。组成的高副机构。主动拨盘连续转主动拨盘连续转动时，从动件槽轮作动时，从动件槽轮作单向间歇转动。单向间歇转动。10/31/202422工作原理工作原理：在槽轮机构中，通常拨盘在槽轮机构中，通常拨盘1为主动件，槽轮为主动件，槽轮2为从动件。为从动件。当拨盘当拨盘1以等角速度以等角速度作逆作逆时针的连续转动时，驱动槽时针的连续转动时，驱动槽轮轮2作反向间歇运动。作反向间歇运动。10/31/202423二、槽轮机构的类型二、槽轮机构的类型1根据啮合情况分类根据啮合情况分类分为

13、外啮合和内啮合两种类型分为外啮合和内啮合两种类型 外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构10/31/2024242根据圆柱销数分类根据圆柱销数分类圆柱销可以是一个，也可以是多个在单圆柱销槽轮机构中，圆柱销可以是一个，也可以是多个在单圆柱销槽轮机构中，拨盘转动一周，槽轮转动一次，如果有多个圆柱销，拨盘转动拨盘转动一周，槽轮转动一次，如果有多个圆柱销，拨盘转动一周，则槽轮转动多次。一周，则槽轮转动多次。10/31/202425槽轮机构的特点及实际应用槽轮机构的特点及实际应用 槽轮机构结构简单，容易制造，工作可靠槽轮机构结构简单，容易制造，工作可靠。但工作时有一定程度的冲击，一般

14、不宜用。但工作时有一定程度的冲击，一般不宜用于高速转动的场合。于高速转动的场合。电影放映机卷片机构电影放映机卷片机构10/31/202426外啮合不完全齿轮外啮合不完全齿轮外啮合不完全齿轮外啮合不完全齿轮内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构63 不完全齿轮机构不完全齿轮机构10/31/2024276-4 6-4 凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构vv凸轮间歇运动机构通常有两种型式。凸轮间歇运动机构通常有两种型式。凸轮间歇运动机构通常有两种型式。凸轮间歇运动机构通常有两种型式。vv一一一一种种种种是是是是圆圆圆圆柱柱柱柱形形形形凸凸凸凸轮轮轮轮间间间间歇

15、歇歇歇运运运运动动动动机机机机构构构构。凸凸凸凸轮轮轮轮1 1呈呈呈呈圆圆圆圆柱柱柱柱形形形形，滚滚滚滚子子子子3 3均均均均匀匀匀匀分分分分布布布布在在在在转转转转盘盘盘盘2 2的的的的端端端端面面面面，滚滚滚滚子子子子中中中中与与与与转转转转盘盘盘盘中中中中心心心心的的的的距距距距离离离离等等等等于于于于R R2 2。当当当当凸凸凸凸轮轮轮轮转转转转过过过过角角角角度度度度 t t时时时时，转转转转盘盘盘盘以以以以某某某某种种种种运运运运动动动动规规规规律律律律转转转转过过过过的的的的角角角角度度度度 2max2max=2/=2/z z（式式式式中中中中z z为为为为滚滚滚滚子子子子数数数

16、数目目目目）；当当当当凸凸凸凸轮轮轮轮继继继继续续续续转转转转过过过过其其其其余余余余（2-2-t t）时时时时，转转转转盘盘盘盘静静静静止止止止不不不不动动动动。当当当当凸凸凸凸轮轮轮轮继继继继续续续续转转转转动动动动时时时时，第第第第二二二二个个个个圆圆圆圆销销销销与与与与凸凸凸凸轮轮轮轮槽槽槽槽相相相相作作作作用用用用，进进进进入入入入第第第第二二二二个个个个运运运运动动动动循循循循环环环环。这这这这样样样样，当当当当凸凸凸凸轮轮轮轮连连连连续续续续转转转转动动动动时时时时，转转转转盘盘盘盘实实实实现现现现单单单单向向向向间间间间歇歇歇歇转转转转动动动动。这这这这种种种种机机机机构构构构

17、实实实实质质质质上上上上是是是是一一一一个个个个摆摆摆摆杆杆杆杆长长长长度度度度等等等等于于于于R R2 2、只只只只有有有有推推推推程程程程和和和和远远远远休休休休止止止止角角角角的的的的摆摆摆摆动动动动从动件圆柱凸轮机构。从动件圆柱凸轮机构。从动件圆柱凸轮机构。从动件圆柱凸轮机构。10/31/20242810/31/202429vv另另另另一一一一种种种种是是是是蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆形形形形凸凸凸凸轮轮轮轮间间间间歇歇歇歇运运运运动动动动机机机机构构构构。凸凸凸凸轮轮轮轮形形形形状状状状如如如如同同同同圆圆圆圆弧弧弧弧面面面面蜗蜗蜗蜗杆杆杆杆一一一一样样样样，滚滚滚滚子子子子均均均均匀匀匀匀分

18、分分分布布布布在在在在转转转转盘盘盘盘的的的的圆圆圆圆柱柱柱柱面面面面上上上上，犹犹犹犹如如如如蜗蜗蜗蜗轮轮轮轮的的的的齿齿齿齿。这这这这种种种种凸凸凸凸轮轮轮轮间间间间歇歇歇歇运运运运动动动动机机机机构构构构可可可可以以以以通通通通过过过过调调调调整整整整凸凸凸凸轮轮轮轮与与与与转转转转盘盘盘盘的的的的中中中中心心心心距距距距来来来来消消消消除除除除滚滚滚滚子子子子与与与与凸凸凸凸轮轮轮轮接接接接触触触触面面面面间间间间的间隙以补偿磨损。的间隙以补偿磨损。的间隙以补偿磨损。的间隙以补偿磨损。10/31/202430vv凸凸凸凸轮轮轮轮间间间间歇歇歇歇运运运运动动动动机机机机构构构构常常常常用

19、用用用于于于于传传传传递递递递交交交交错错错错轴轴轴轴间间间间的的的的分分分分度度度度运运运运动动动动和和和和需要间歇转位的机械装置中。需要间歇转位的机械装置中。需要间歇转位的机械装置中。需要间歇转位的机械装置中。vv凸凸凸凸轮轮轮轮间间间间歇歇歇歇运运运运动动动动机机机机构构构构的的的的优优优优点点点点是是是是运运运运转转转转可可可可靠靠靠靠、传传传传动动动动平平平平稳稳稳稳、转转转转盘盘盘盘可可可可以以以以实实实实现现现现任任任任何何何何运运运运动动动动规规规规律律律律，还还还还可可可可以以以以用用用用改改改改变变变变凸凸凸凸轮轮轮轮推推推推程程程程运运运运动角来得到所需要的转盘转动与停歇时间的比值动角来得到所需要的转盘转动与停歇时间的比值动角来得到所需要的转盘转动与停歇时间的比值动角来得到所需要的转盘转动与停歇时间的比值。10/31/202431