机械原理计算机辅助教与学习-第6章间歇运动机构

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1、单击此处编辑母版标题样式,第六章,间,间歇运动机,构,构,6.1,内,内容提要及,基,基本概念,6.2,本,本章重点、,难,难点,6.3,典,典型例题精,解,解,6.1,内,内容提要及,基,基本概念,6.1.1,内,内容提要,掌握棘轮,机,机构、槽轮,机,机构的工作,原,原理、类型,、,、特点、功,用,用及适用场,合,合，学会借,助,助手册对其,进,进行运动设,计,计。,了解不完,全,全齿轮机构,、,、凸轮式间,歇,歇运动机构,、,、星轮机构,的,的工作原理,、,、特点、功,用,用及其设计,要,要点。,6.1.2,基,基本概念,复,复习,1）棘轮机,构,构的组成及,其,其工作原理,组成：摆杆、

2、棘爪,、,、棘轮、止,动,动爪。,工作原理：摆杆往复摆,动,动，棘爪推,动,动棘轮间歇,转,转动。,优点：结构简单、,制,制造方便、,运,运动可靠、,转,转角可调。,缺点：工作时有较,大,大的冲击和,噪,噪音，运动,精,精度较差。,适,适用于速度,较,较低和载荷,不,不大的场合,。,。,作者：潘存云教授,棘轮,摆杆,棘爪,止动爪,1.棘轮,机,机构,2）棘轮机,构,构的类型与,应,应用,按轮齿分布,：,：外缘、内,缘,缘、端面棘,轮,轮机构。,作者：潘存云教授,外缘,作者：潘存云教授,端面,作者：潘存云教授,内缘,2）棘轮机,构,构的类型和,应,应用,按轮齿分布,：,：外缘、内,缘,缘、端面棘

3、,轮,轮机构。,按,工,工作方式：,单,单动式、双,动,动式棘轮机,构,构。,作者：潘存云教授,单动式,双动式棘轮,机,机构2,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,双动式棘轮,机,机构1,棘轮双向运,动,动1,棘轮双向运,动,动2,作者：潘存,云,云教授,作者：潘存,云,云教授,A,B,B,2）棘轮机,构,构的类型和,应,应用,按轮齿分布,：,：外缘、内,缘,缘、端面棘,轮,轮机构。,按工作方式,：,：单动式、,双,双动式棘轮,机,机构。,按棘轮转向,是,是否可调:,单,单向、双向,运,运动棘轮机,构,构。,2）棘轮机,构,构的类型和,应,应用,按轮齿分布,：,：外缘、内,缘,缘、端面棘,轮,

4、轮机构。,按工作方式,：,：单动式、,双,双动式棘轮,机,机构。,按棘轮转向,是,是否可调：,单,单向、双向,运,运动棘轮机,构,构。,按转角是否,可,可调：固定,转,转角、可调,转,转角。,作者：潘存,云,云教授,作者：潘存,云,云教授,牛头刨床进,给,给调整机构,通过调整杆,长,长来调摆角,0,2,3,4,5,1,0,2,3,4,5,1,通过调滑动,罩,罩来调角度,2）棘轮机,构,构的类型和,应,应用,按轮齿分布,：,：外缘、内,缘,缘、端面棘,轮,轮机构。,按工作方式,：,：单动式、,双,双动式棘轮,机,机构。,按棘轮转向,是,是否可调：,单,单向、双向,运,运动棘轮机,构,构。,按转角

5、是否,可,可调：固定,转,转角、可调,转,转角。,按工作原理,分,分：轮齿,棘,棘轮、摩,擦,擦棘轮。,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,1,3,2,1,3,2,摩擦棘轮,作者：潘存云教授,2,1,3,4,超越离合器,作者：潘存,云,云教授,运动特点：,轮,轮齿式棘轮,工,工作时噪音,大,大且转角为,步,步进可调，,但,但运动准确,。,。而摩擦棘,轮,轮正好相反,。,。,应用：在各,类,类机床中实,现,现进给、转,位,位、或分度,。,。,实例：止动,器,器、牛头刨,床,床、冲床转,位,位、超越离,合,合器（单车,飞,飞轮）。,作者：潘存,云,云教授,A,B,C,D,间歇转动,作者：潘存云教授

6、,冲头,卸料工位,装料工位,冲压工位,3）设计要,点,点,P,n,正压力,，,，,F,摩擦力,要求在工作,时,时，棘爪在,P,n,和,F,的作用下，,能,能自动滑入,棘,棘轮齿槽。,条件是两者,对,对,O,2,的力矩要满,足,足如下条件,：,：,Mp,n,M,F,。,将力分解成,切,切向和径向,分,分量,P,n,sin,L,F,cos,L,F,=,P,n,f,代入得：,tan,f,=tan,当,f=0.2,时,，,，,11,30,通,常,常,取,取,20,作者：潘存云教授,d,a,o,1,A,o,2,=,90,L,p,r,P,n,F,F,t,F,r,M,齿偏角,p,t,棘,轮,轮,几,几,何,

7、何,尺,尺,寸,寸,计,计,算,算,公,公,式,式,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,a,1,L,p,6080,a,d,a,o,1,o,2,h,h,1,r,f,r,1,齿槽角,h,模数,m,1、1.5、2、2.5、3、,3.5,、,、4、5、6,、,、8、10,顶圆直,径,径,d,a,d,a,=,mz,齿间距,pP,=,m,齿高,hh,=0.75,m,齿顶弦,长,长,aa,=,m,棘爪工,作,作面长,度,度,a,1,a,1,=(0.50.7),a,齿偏角,20,棘轮宽,bb,=(14),m,棘爪,斜,斜高,h,1,、齿,斜,斜高,h,h,1,=h,h/,cos,棘轮,齿,齿根,圆,圆角,半,

8、半径,r,f,r,f,=1.5mm,棘爪,尖,尖端,圆,圆角,半,半径,r,1,r,1,=2mm,棘爪,长,长度,L,一般,取,取,L=2p,齿数,z,830,作者,：,：潘,存,存云,教,教授,棘轮,参,参数,计,计算,公,公式,或,或取,值,值,1）,槽,槽轮,机,机构,的,的组,成,成及,其,其工,作,作特,点,点,组成,：,：带圆,销,销的,拨,拨盘,、,、带,有,有径,向,向槽,的,的槽,轮,轮。,拨,拨盘,和,和槽,轮,轮上,都,都有,锁,锁止,弧,弧：,槽,槽轮,上,上的,凹,凹圆,弧,弧、,拨,拨盘,上,上的,凸,凸圆,弧,弧，,起,起锁,定,定作,用,用。,工作,过,过程,：

9、,：拨盘,连,连续,回,回转,，,，当,两,两锁,止,止弧,接,接触,时,时，,槽,槽轮,静,静止,；,；反,之,之槽,轮,轮运,动,动。,作用,：,：将连,续,续回,转,转变,换,换为,间,间歇,转,转动,。,。,特点,：,：结构,简,简单,、,、制,造,造容,易,易、,工,工作,可,可靠,、,、机,械,械效,率,率高,，,，能,平,平稳,地,地、,间,间歇,地,地进,行,行转,位,位。,因,因槽,轮,轮运,动,动过,程,程中,角,角速,度,度有,变,变化,，,，,不,不适,合,合高,速,速运,动,动场,合,合。,2.槽,轮,轮机构,作者：潘存云教授,O,2,1,2,O,1,锁止弧,槽轮,拨

10、盘,圆销,2）槽轮,机,机构的类,型,型与应用,外啮合槽,轮,轮机构,内,啮,啮合槽轮,机,机构,球,面,面槽轮机,构,构,应用实例,：,：电,影,影,放,放,映,映,机,机、自,动,动,摄,摄,影,影,机,机,、,、,六,六,角,角,车,车,床,床,转,转,塔,塔,。,。,轴线平行,轴,线,线,相,相,交,交,外,啮,啮,合,合,槽,槽,轮,轮,机,机,构,构,内,啮,啮,合,合,槽,槽,轮,轮,机,机,构,构,球,面,面,槽,槽,轮,轮,机,机,构,构,作者：潘存云教授,O,1,O,2,作者：潘存云教授,1,2,2,3,）,）,槽,槽,轮,轮,机,机,构,构,的,的,运,运,动,动,系,系

11、,数,数,拨,盘,盘,等,等,速,速,回,回,转,转,，,，,在,在,一,一,个,个,运,运,动,动,循,循,环,环,内,内,，,，,总,总,的,的,运,运,动,动,时,时,间,间,为,为,：,：,t,2,/,1,槽轮的运动,时,时间为：,t,d,2,1,/,1,定义：,k=t,d,/t,为运动系数,，,，即：,k=t,d,/t=2,1,/2,为减少冲击,，,，进入或退,出,出啮合时，,槽,槽中心线与,拨,拨销中心连,线,线成90,角。故有,2,1,=,2,2,=,(2,/,z,),=,2(,z,-2)/2,z,作者：潘存云教授,2,1,2,2,1,2,90,90,将,2,1,代入得,k,=1

12、/2-1/,z,k,0 槽数,z,3,可知：当只,有,有一个圆销,时,时，,k,=1/2-1/,z,0.5,即槽轮的运,动,动时间总是,小,小于其静止,时,时间。,如果想得到,k,0.5的槽轮机构,，,，则可在,拨盘上多装,几,几个圆销，,设,设装有,n,个均匀分布,的,的圆销，则,拨,拨盘转一圈,，,，槽轮被拨,动,动,n,次。故运动,系,系数是单圆,柱,柱销的,n,倍，即:,k=n,(,1/2-1/,z,),k,1,得：,n,2,z,/,(,z,-2),7,12,0.361,槽数,z,圆销数,n,运动系数,k,3,16,1/61,4,14,0.251,5、6,13,0.31,当,z,=4及

13、,n,=2时,说明此时槽,轮,轮的运动时间和静止时间相等。,k=n(1/21/z,),=0.5,4）槽轮机,构,构的运动特,性,性,槽轮的运动,是,是靠圆销的,拨,拨动来实现,的,的，在一个,运,运动循环内,，,，槽轮经历,了,了从静止,运动,静止的过,程,程，因此，,槽,槽轮的角速,度,度是变化的,，,，从而具有,角,角加速度，,以,以下将分析,槽,槽轮运动的,变,变化规律。,外啮合槽轮,机,机构。,图示槽轮在,运,运动的任一,瞬,瞬时，设拨,盘,盘位置角用,来表示，槽,轮,轮位置角用,表示。,规定:,和在圆销进,入,入区为正，,在,在圆销离开,区,区为负，变,化,化区间为：,1,1,2,2

14、,作者：潘存云教授,2,1,O,1,-,2,-,1,1,2,在,ABO,2,中有如下关,系,系：,作者：潘存云教授,2,1,O,1,-,2,-,1,R,O,2,A,B,1,2,L,令,R/L，,并代入上式,得,得：,分别对时间,求,求一阶导数,、,、和二阶导,数,数，得：,令,i,21,=,2,/,1,(传动比),k,=,2,/,2,1,得：,将上述,i,21,、k,随,的变化绘制,成,成曲线，称,为,为槽轮机构,的,的运动特性曲,线,线。,其中：,d,/,d,t=,1,其中：,d,1,/d,t=,0,上式说明，,当,当拨盘以等,角,角速度运动,时,时，槽轮随,位,位置的变化,而,而变化。因,

15、为,为,随槽数,z,的不同而变,化,化，因此，,不,不仅随机构,位,位置变化，,而,而且随槽数,变,变化。,z,=3,z,=3,z,=4,z,=6,z,=4,z,=6,运动特性分,析,析：,a.,槽轮运动的,max,、,a,max,随,槽数,z,的增,多,多而,减,减小,。,。,b.存在,柔,柔性,冲,冲击,。,。,z,愈少,，,，冲,击,击愈,大,大。,a,=1,作者,：,：潘,存,存云,教,教授,作者,：,：潘,存,存云,教,教授,运动特性曲线,k,=,2,/,2,1,-60,-40,-20,0 20,40,60,-50,-30,-10,10,30,50,8,6,4,2,-4,-6,-8,

16、5,4,3,2,1,-60,-40,-20,0 20,40,60,-50,-30,-10,10,30,50,6,内啮合槽轮机构。,用同样方法可求得内啮合槽轮机构的运动曲线如图所示。,特性分析：,a.,存在柔性冲击。,a,=1,b.,但随着转角增大，角加速度值迅速下降并趋于零。,c.,曲线呈单调变化而不象外槽轮那样有两个,峰值。,d.,内槽轮机构的动力性能比外槽轮机构要好得多。,z,=4,0.8,0.6,0.4,0.2,-135,-90,-45,0 45,90,135,作者：潘存云教授,1.0,0.75,0.5,0.25,0,-0.25,-0.5,-0.75,-1.0,a,=1,5）,槽,槽轮,机,机构,的,的几,何,何尺,寸,寸计,算,算,圆销半径,r,由受力大小确定,r,R,/6,中心距,L,由安装空间确定,回转半径,R,R,=,L,sin,=,L,sin(,/,z,),槽顶半径,s,s,=,L,cos,=,L,cos(,/,z,),槽深,h,h,s,-(,L,-,R,-,r,),拨盘轴径,d,1,d,1,2(,L,-,s,),槽轮轴径,d,2,d,2,2(,L,-,R,-,r,),