学习情境4 间歇运动机构.doc

机械设计基础教案学习情境4 间歇运动机构主讲教师吴明清指导教师授课日期授课班级12模具机电学习情境任务5 认识间歇运动机构学时2能力目标根据实际选择应用间歇运动机构训练项目认识棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的类型及特点；掌握间歇运动机构的工作原理。知识点棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的类型及特点；间歇运动机构的工作原理。教学重点与难点教学方法任务驱动教学与典型案例讲解相结合教学准备课件，黑板，多媒体设备等。检测与评价教师评价与学生自评与互评相结合；职业能力(占70%)、职业素质(30%)；评价成绩采用百分制。教案设计工作过程工作内容课前组织（5min）1 清点学生人数；2 检查授课环境；3 链接多媒体课件。任务导入（5min）机械中尤其是自动机械中，有些运动并不是持续的，常要求某些执行构件实现周期性时动时停的间歇运动。如牛头刨床的工件进给运动，机械加工成品或工件输送运动，以及各种机器工作台的转位运动等。要实现这种运动，需要有能够实现这类动作的机构。请结合实际，阐述几种常见的间歇机构的特点及应用场合。 资讯（30min）2.1棘轮机构棘轮机构是一种间歇运动时间可以调整的间歇运动机构，其传动形式属于啮合传动。图5-1所示为外啮合齿式棘轮机构。它由摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止回棘爪4和机架5、止回弹簧6组成。通常以摆杆为主动件、棘轮为从动件。当摆杆1连同棘爪2顺时针转动时，主动棘爪2在棘轮齿顶上滑过，进入棘轮的相应齿槽；当摆杆1逆时针转动时，主动棘爪推动棘轮转过相应的角度。为了防止棘轮跟随摆杆反转，设置止回棘爪4。这样，摆杆不断地作往复摆动，棘轮便得到单向的间歇运动。 图5-1外啮合齿式棘轮机构2.2槽轮机构常用的槽轮机构如图5-9所示，槽轮机构由具有径向槽的槽轮2和具有圆销的构件1及机架所组成。当构件1的圆销C未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹弧被构件1的外凸圆弧卡住，故槽轮2静止不动。圆销C开始进入槽轮径向槽的位置，这时槽轮2弧被松开，因而圆销C能驱使槽轮沿与构件1相反的方向转动。当圆销C开始脱出槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹弧又被构件1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不动，直至构件1的圆销C再进入槽轮2的另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。这样，当主动构件1做连续转动时，实现从动槽轮2的单向间歇转动。图5-9 外槽轮机构槽轮机构可分为平面槽轮机构和空间槽轮机构。（1）平面槽轮机构平面槽轮机构有两种形式：一种是外槽轮机构，如图5-9所示，其槽轮上径向槽的开口是自圆心向外，主动构件与槽轮转向相反；另一种是内槽轮机构，如图5-10所示，其槽轮上径向槽的开口是向着圆心的，主动构件与槽轮的转向相同，这两种槽轮机构都用于传递平行轴的运动。 图5-10 内槽轮机构（2）空间槽轮机构如图5-11所示的空间槽轮机构为球面槽轮机构，它是用于传递两垂直相交轴的间歇运动机构，从动槽轮呈半球形，主动拨盘的轴线与圆柱销的轴线都通过球心O，当主动拨盘连续转动时，球面槽轮得到间歇转动。图5-11 球面槽轮机构2.3不完全齿轮机构不完全齿轮机构是由普通渐开线齿轮机构演化而成的一种间歇运动机构，其基本结构形式分为外啮合与内啮合两种，如图5-14为不完全齿轮机构的主动轮1只制出一个或几个齿，从动轮2具有若干个与主动轮1相啮合的轮齿及锁止弧，可实现主动轮的连续传动和从动轮的有停歇转动。 （a）外啮合 （b）内啮合图5-14 不完全齿轮机构计划与决策（5min）1.进行自愿分组。2.学习相关知识。3.明确工作思路。4.讨论任务实施注意事项。5.完成任务。6.检查评价。实施（30min）4. 1棘轮机构的类型和特点根据棘轮机构的结构特点，棘轮机构可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。也可根据工作转向，分为单向棘轮机构和双向棘轮机构。（1）齿式棘轮机构在齿式棘轮机构中，棘轮外缘或内缘上具有刚性轮齿，依靠棘爪与棘轮齿间的啮合传递运动。如图5-1所示为外啮合齿式棘轮机构，并且是单向的棘轮机构。如图5-2所示为双向棘轮机构，其棘爪1做有两个对称的爪端，棘轮2的轮齿做成矩形。在图示实线位置，棘爪1在摆杆带动下，推动棘轮2作逆时针方向的间歇转动；若将棘爪1翻转到图示虚线位置，则可推动棘轮2作顺时针方向的间歇转动。图5-3所示双向棘轮机构采用回转棘爪，当棘爪1按图示位置放置时，棘轮2将作逆时针间歇转动。若将棘爪提起，并绕本身轴线转180后再插人棘轮齿槽时，棘轮将作顺时针间歇转动。若将棘爪提起并绕本身轴线转动90，棘爪将被架在壳体顶部的平台上，使轮与爪脱开，此时棘轮将静止不动。 图5-2 矩形齿双向棘轮机构 图5-3 回转棘爪双向棘轮机构（2）摩擦棘轮摩擦式棘轮机构的形式有很多种，如图5-4所示，摩擦式棘轮机构采用没有棘齿的摩擦轮，棘爪为扇形的偏心轮。当摆杆逆时针方向摆动时，偏心轮1楔紧摩擦轮2成为一体，使摩擦轮2也一同逆时针方向转动，这时止回扇形的偏心轮3打滑；当摆杆顺时针方向转动时，偏心轮1在摩擦轮2上打滑，这时止回扇形的偏心轮3楔紧，以防止摩擦轮2倒转。这样当摆杆做连续反复摆动时，摩擦轮2便得到单向的间歇运动。由于摩擦传动会出现打滑现象，所以不适于从动件转角要求精确的地方。如图 5-5所示的摩擦式棘轮机构，当构件1顺时针方向转动时，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。 图5-4 摩擦式棘轮机构原理 图5-5 摩擦式棘轮机构棘轮机构结构简单、制造容易、运动可靠，而且棘轮的转角在很大范围内可调。但工作时有较大的冲击与噪声、运动精度不高，所以常用于低速轻载的场合。4.2槽轮机构的特点槽轮机构的优点是能准确控制转角、结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率较高。与棘轮机构相比，工作平稳性较好。槽轮机构的缺点是槽轮机构动程不可调节、转角不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不适用于高速。槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此制造成本上升。4.3不完全齿轮机构的特点不完全齿轮机构的优点是设计灵活，从动轮的运动角范围大，很容易实现在一个周期内的多次动停时间不等的间歇运动。不完全齿轮机构的缺点是加工复杂，主动轮与从动轮不能互换等。检查与评价（15min）巡回指导检查，及时解答学生疑问。对学生进行评价。评定形式比例评定内容评定标准得分自我评定20%1.学习工作态度 5分2.完成任务情况 5分3.出勤情况 5分4.独立工作能力 5分积极【5】；一般【3】；不积极【0】全部【5】；一半【3】；没有【1】全勤【5】；缺两次【3】；30%【0】强【5】；一般【3】；不强【1】小组评定30%1.学习工作责任意识 5分2.收集材料、调研能力 5分3.汇报、交流、沟通能力 10分4.团队协作精神 10分强【5】；一般【3】；不强【0】强【5】；一般【3】；不强【1】强【10】；一般