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模块6其他常用机构 学习情境1棘轮机构学习情境2槽轮机构学习情境3不完全齿轮机构学习情境4螺旋机构学习情境5机构的组合简介 知识目标 认知常见间歇机构的类型与应用 了解螺旋机构和机构的组合原理 模块6其他常用机构 技能目标 根据机构要实现的运动 选择间歇机构的类型 能够设计简单的间歇机构 并分析其能实现的运动特性 模块6其他常用机构 学习情境1棘轮机构 6 1 1棘轮机构的工作原理1 工作原理棘轮机构是一种常用的间歇机构 其工作原理如图6 1所示 6 1 1棘轮机构的工作原理2 主要参数1 棘轮的齿数通常取z 8 30 2 齿距在棘轮齿顶圆的圆周上 相邻两个齿对应点之间的弧长称为棘轮的齿距 用p表示 如图6 2所示 6 1 2棘轮机构的类型1 单向式棘轮机构如图6 1所示为单向式棘轮机构 如图6 4所示的双动式棘轮机构 常用的是锯齿形 见图6 1 和直角三角形 见图6 3 6 1 2棘轮机构的类型2 双向式棘轮机构当棘轮齿制成方形时 则可成为如图6 5 a 所示的可变向棘轮机构 图6 5 b 为另一种可变向棘轮机构 6 1 2棘轮机构的类型2 双向式棘轮机构如图6 6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 6 1 2棘轮机构的类型3 摩擦式棘轮机构为了能无级调节棘轮转角的大小并降低冲击和噪声 在机械中应用了摩擦式棘轮机构 图6 7所示的为外摩擦式棘轮机构 靠棘爪与棘轮之间的摩擦力来驱动 6 1 3棘轮机构的特点与应用1 棘轮机构的特点齿式棘轮机构一般只宜用于低速轻载的场合 例如工件或刀具的转位 工作台的间歇送进等 棘爪在棘齿齿背上滑过时 在弹簧力作用下将一次次地打击棘齿根部 发出噪音 摩擦式棘轮机构的结构十分简单 工作起来没有噪音 因此有时也称为 无声棘轮 棘轮的转角可调 主动与从动的关系也可以互换 但是由于是利用摩擦力楔紧之后传动 因此从动件的转角准确程度较差 通常只适用于低速轻载场合 6 1 3棘轮机构的特点与应用2 应用实例在生产中 棘轮机构的单向间歇运动的特性可满足多种要求 棘轮机构还可以起到制动的作用 图6 8所示的是一种单向离合器 6 1 3棘轮机构的特点与应用2 应用实例如图6 9所示为防止逆转的棘轮机构 可使提升的重物停止在任何位置 以防止突然断电等原因造成的事故 6 1 3棘轮机构的特点与应用2 应用实例棘轮机构除了能够实现间歇运动外 还能实现超越运动 图6 10所示为自行车后轴上的飞轮结构 这是一种典型的超越机构 6 2 1槽轮机构的组成和工作原理1 槽轮机构的组成如图6 11所示为单圆柱销外啮合槽轮机构 它由带有圆柱销A的拨盘 具有径向槽的槽轮和机架所组成 2 工作原理在槽轮机构中 通常拨盘为主动件 槽轮为从动件 当拨盘以等角速度 1作逆时针的连续转动时 驱动槽轮作反向间歇运动 学习情境2槽轮机构 6 2 2槽轮机构的类型1 根据啮合情况分类根据啮合的情况 槽轮机构也可分为外啮合和内啮合两种类型 如图6 11和图6 12所示 6 2 2槽轮机构的类型2 根据圆柱销数分类单圆柱销槽轮机构如图6 11所示 图6 13所示为双圆柱销外啮合槽轮机构 6 2 3槽轮机构的特点和应用 槽轮机构结构简单 工作可靠 在进入和脱离啮合时运动比较平稳 但在运动过程中的加速度变化较大 冲击较严重 因而不适用于高速 在每一个运动循环中 槽轮转角与其径向槽数和拨盘上的圆柱销数有关 每次转角大小固定而不能任意调节 所以 槽轮机构一般用于转速不很高 转角不需要调节的自动机械和仪器仪表中 如图6 14所示的是电影放映机卷片机构 6 2 3槽轮机构的特点和应用 如图6 15所示的是六角车床的刀架转位机构 刀架上可装六把刀具并与具有相应的径向槽的槽轮2固联 拨盘1每转一周 圆销A驱使槽轮 即刀架 转60 从而将下一工序的刀具转换到工作位置 实现自动换刀 6 3 1不完全齿轮机构的组成和工作原理1 组成不完全齿轮机构主动轮1上的轮齿不是布满在整个圆周上 而只有一个轮齿 如图6 16 a 所示 或者几个轮齿 如图6 16 b 所示 其余部分为外凸锁止弧 从动轮2上加工出与主动轮轮齿相啮合的齿和内凹锁止弧 彼此相间地布置 学习情境3不完全齿轮机构 6 3 1不完全齿轮机构的组成和工作原理2 工作原理在图6 16所示的外啮合不完全齿轮机构中 两个齿轮均作回转运动 当主动轮1上的轮齿与从动轮2的轮齿啮合时 驱动从动轮2转动 当主动轮1的外凸锁止弧与从动轮2的内凹锁止弧接触时 从动轮2停止不动 6 3 2不完全齿轮机构的类型与应用根据传动时的啮合情况 不完全齿轮机构通常分为外啮合与内啮合两种 外啮合不完全齿轮机构见图6 16 内啮合不完全齿轮机构如图6 17所示 6 3 2不完全齿轮机构的类型与应用如图6 18所示的机构 主动轴 上装有两个不完全齿轮A和B 当主动轴I连续回转时 从动轴 能周期性地输出正转 停歇 反转运动 为了防止从动轮在停歇期间游动 应在从动轴上加设阻尼装置或定位装置 学习情境4螺旋机构 6 4 1螺旋机构的工作原理与类型螺旋机构是利用螺旋副传递运动和动力的机构 如图6 19所示为最简单的三构件螺旋机构 它由螺杆 螺母和机架组成 6 4 1螺旋机构的工作原理与类型按螺杆与螺母之间的摩擦状态 螺旋机构可分为滑动螺旋机构和滚动螺旋机构 滑动螺旋机构中的螺杆与螺母的螺旋面直接接触 摩擦状态为滑动摩擦 滚动螺旋机构是在螺杆与螺母的螺纹滚道间有滚动体 如图6 20所示 6 4 2螺旋机构的特点和应用螺旋机构结构简单 制造方便 它能将回转运动变换为直线运动 运动准确性高 降速比大 可传递很大的轴向力 工作平稳 无噪音 有自锁作用 但效率低 需有反向机构才能反向传动 螺旋机构在机械工业 仪器仪表 工装 测量工具等用得较广泛 6 4 2螺旋机构的特点和应用如图6 21所示为定心夹紧机构 如图6 22所示为压榨机构 学习情境5机构的组合简介 6 5 1机构的串联组合将若干个单自由度的基本机构顺序连接 使每一个前置机构的输出运动作为后继机构的输入运动 这种组合方式称为机构串联组合 如图6 23 a 所示的机构中 构件1 2 5组成凸轮机构 构件2 3 4 5组成曲柄滑块机构 构件2是凸轮机构的从动件 同时又是曲柄滑块机构的主动件 这种组合方式可用图6 23 b 所示的框图来表示 6 5 2并联式组合 在机构组合系统中 若几个子机构共用同一输入构件 它们的输出运动又同时输入到一个多自由度的子机构 从而形成自由度为1的机构系统 则这种组合方式称为并联式组合 如图6 24所示的双色胶版印刷机上的接纸机构就是这种组合方式的一个实例 6 5 3反馈式组合将一个多自由度基本机构的一个输出运动输入给一个单自由度基本机构所获得的输出运动再反馈给原来的多自由度基本机构 则这种组合方式称为反馈式组合 如图6 25所示的精密滚齿机中的分度校正机构就是这种组合方式的一个实例 6 5