机械设计基础课程教案讲义间歇机构教案.doc
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1、教学目地:1了解刺轮机构的工作原理和应用场合 2了解槽轮机构的工作原理和应用场合 3了解不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构的工作原理教学重点:1刺轮机构的工作原理、运动特点 2槽轮机构的工作原理、运动特点教学难点: 槽轮机构的运动性能第五章 间歇运动机械5.1 棘轮机构5.1.1 棘轮机构的工作原理和类型如图5-1a 所示,棘轮机构是由棘轮、棘爪及机架所组成。主动杆1空套在与棘轮3固连的从动轴上。驱动棘爪4与主动杆1用转动副A相联。当主动杆1逆时针方向转动时,驱动棘爪4便插入棘轮3的齿槽,使棘轮跟着转过某一角度。这时止回棘爪5在棘轮的齿背上滑过。当杆1顺时针方向转动时,止回棘爪5阻止棘轮发生顺时
2、针方向转动,同时棘爪4在棘轮的齿背上滑过,所以此时棘轮静止不动。这样,当杆1作连续的往复摆动时,棘轮3和从动轴便作单向的间歇转动。杆1的摆动可由凸轮机构、连杆机构或电磁装置等得到。按照结构特点,常用的棘轮机构有下列两大类:1. 轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构有外啮合(图5-1a)、内啮合(图5-1b) 两种型式。当棘轮的直径为无穷大时,变为棘条(图5-1c),此时棘轮的单向转动变为棘条的单向移动。根据棘轮的运动又可分为:图53图51图52图53(1) 单向式棘轮机构可分为单动式和双动式两种,(图5-1)所示为单动式棘轮机构,它的特点是摇杆向一个方向摆动时,棘轮沿同方向转过某一角度;而摇杆反向摆动
3、时,棘轮静止不动。图5-2所示为双动式棘轮机构,当摇杆往复摆动时,都能使棘轮沿单一方向转动。单向式棘轮采用的是不对称齿形,常用的有锯齿形齿(图5-3a)、直线形三角齿 ( 图5-3b)及圆弧形三角齿(图5-3c)。 (2) 双向式棘轮机构(图5-4)它的特点是当棘爪1在图示位置时,棘轮2沿逆时针方向间歇运动;若将棘爪提起(销子拔出),并绕本身轴线转180后放下 (销子插入),则可实现棘轮沿顺时针方向间歇运动。双向式的棘轮一般采用矩形齿(图 5-3d) 。图54 图55 图56 图57轮齿式棘轮机构在回程时,棘爪在齿面上滑过,故有噪音,平稳性较差,且棘轮的步进转角又较小。如要调节棘轮的转角,可以
4、改变棘爪的摆角或改变拨过棘轮齿数的多少。如图5-5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。2. 摩擦式棘轮机构图5-6所示为摩擦式棘轮机构,它的工作原理与轮齿式棘轮机构相同,只不过用偏心扇形块代替棘爪,用摩擦轮代替棘轮。当杆1逆时针方向摆动时,扇形块2楔紧摩擦轮3成为一体 ,使轮3也一同逆时针方向转动,这时止回扇形块4打滑;当杆1顺时针方向转动时,扇形块在轮3上打滑,这时止回扇形块4楔紧,以防止3倒转。这样当杆1作连续反复摆动时,轮3便得到单向的间歇运动。常用的摩擦式棘轮机构如图5-7所示,当构件1顺时针方向转动时
5、,由于摩擦力的作用使滚子2楔紧在构件1、3的狭隙处,从而带动构件3一起转动;当构件1逆时针方向转动时,滚子松开,构件3静止不动。二、棘轮机构的优、缺点和应用轮齿式棘轮机构运动可靠,从动棘轮的转角容易实现有级的调节,但在工作过程中有噪声和冲击,棘齿易磨损,在高速时尤其严重,所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。例如在图5-8所示的牛头刨床工作台的横向进给机构中,运动由一对齿轮传到曲柄1,再经连杆2带动摇杆3作往复摆动;摇杆3上装有棘爪,(见图5-8),从而推动棘轮4作单向间歇转动;由于棘轮与螺杆固连,从而又使螺母5(工作台)作进给运动。若改变曲柄的长度,就可以改变棘爪的摆角,以调节进给量。图58图
6、59图5-9所示为Z7105钻孔攻丝机的棘轮转位机构。蜗杆1经蜗轮2带动分配轴上的定位凸轮3,使摆杆4上的定位块离开定位盘以上的形槽,这时分度凸轮6推动杠杆7带动连杆8,装在连杆上的棘爪便推动棘轮9顺时针方向转动,从而使工作盘10实现转位运动。转位完毕,定位凸轮3和拉簧11使定位块再次插入定位盘的形槽中进行定位。棘轮棘爪机构还可以用来实现快速的超越运动。如图5-10所示,运动由蜗杆1传到蜗轮2,通过装在蜗轮2上的棘爪3使棘轮4逆时针方向转动,棘轮与输出轴5固连,由此得到轴5的慢速转动。当需要轴5快速转动时,可逆时针转动手轮,这时由于手动速度大于由蜗轮蜗杆传动的速度,所以棘爪在棘轮上打滑,从而在
7、蜗杆蜗轮继续转动的情况下,可用快速手动来实现超越运动。此外,棘轮机构还可以用来做计数器。如图5-11所示,当电磁铁1的线圈通入脉冲直流信号电流时,电磁铁吸动衔铁2,把棘爪3 向右拉动,棘爪在棘轮5的齿上滑过;当断开信号电流时,借助弹簧4的恢复力作用,使棘爪向左推动,这时棘轮转过一个齿,表示计入一个数字,重复上述动作,便可实现数字计入运动。图510图511在起重机、绞盘等机械装置中,还常利用棘轮机构使提升的重物能停止在任何位置上,以防止由于停电等原因造成事故。摩擦式棘轮机构传递运动较平稳,无噪音,从动构件的转角可作无级调节,常用来做超越离合器,在各种机械中实现进给或传递运动。但运动准确性差,不宜
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- 机械设计 基础 课程 教案 讲义 间歇 机构
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