第七章其他常用机构

1、第七章第七章 其他常用机构其他常用机构 7-1 7-1 万万 向向 联联 轴轴 节节 一、单万向联轴节结构与运动情况一、单万向联轴节结构与运动情况 主动轴主动轴 从动轴从动轴 十字头十字头 转动副转动副 转转 动动 副副 转转 动动 副副 主动轴与从动轴间主动轴与从动轴间 的瞬时角速度比：的瞬时角速度比： 3 主动轴角速度主动轴角速度 1 从动轴角速度从动轴角速度 1 22 1 3 cossin1 cos 0 1 180 1 或或 cos 1 )( max 1 3 90 1 270 1 或或 cos)( min 1 3 二、双万向联轴节二、双万向联轴节 双万向联轴节是由左双万向联轴节是由左 右

2、两单万向节组成右两单万向节组成 从动轴从动轴 主动轴主动轴 主动轴主动轴 从动轴从动轴 1 2 1 2 11 cossin1 cos MM 3 2 3 2 33 cossin1 cos MM 3 2 3 2 2 1 2 1 3 1 cos cossin1 cossin1 cos 3 1 M M 3 2 3 2 2 1 2 1 3 1 cos cossin1 cossin1 cos 3 1 M M 3 2 3 2 2 1 2 1 3 1 cos cossin1 cossin1 cos 3 1 M M 1 2 1 必须满足下列两条件：必须满足下列两条件： 21 （）（）即主动轴与中间轴的夹角等于从

3、动轴与中即主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中 间轴的夹角间轴的夹角 即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。 31MM （）（） 三、万向联轴节的应用三、万向联轴节的应用 在汽车中的在汽车中的 应用应用 在轧钢机在轧钢机 中的应用中的应用 在铣床中在铣床中 的应用的应用 在机床工装中应用在机床工装中应用 72 螺旋机构螺旋机构 组成：螺杆、螺母、机架。组成：螺杆、螺母、机架。 运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。 优点：获得很大的减速比和力的增益。优点：获得很大的减速比和力的增益。 缺点：机械效

4、率较低。缺点：机械效率较低。 应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调 机构等。机构等。 肥皂输送机构 1. 螺旋机构及其应用螺旋机构及其应用 在在v 时时,也可以螺母为作轴向移动，迫使也可以螺母为作轴向移动，迫使 螺杆转动。螺杆转动。如修理摩托车用的起子 2.运动分析运动分析 导程导程l螺旋转一圈螺旋转一圈(2)，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。 螺旋转过任意螺旋转过任意角时，螺母的位移角时，螺母的位移s为：为： s / rr =l /r2 l r r2 s s=l/2 螺距螺距p相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离

5、。 两者的关系为：两者的关系为：l = z p，z为螺纹的头数。为螺纹的头数。强调Z=1 rr 将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是： 2 1 3 K K向向 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 A 3 B 且且: lAlB s =( lAlB)/2 当差当差(lAlB)很小时，很小时，s将很小。将很小。 这种螺旋机构称为微这种螺旋机构称为微(差差)动螺旋机构，用于测微计（千动螺旋机构，用于测微计（千 分尺）、分度机构、调节机构（分尺）、分度机构、调节机构（镗刀微调机构镗刀微调机构）中。）中。 s1=lA/2 螺母螺母2相对于螺杆相对于螺杆1的

6、位移为：的位移为： s2=lB/2 螺母螺母2相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为： K K向向 2 A 3 B A 3 lB lA-lB lA 图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母A固固 定，螺母定，螺母2可沿轴向移动，可沿轴向移动， 当当A、B段螺纹旋向相同时，段螺纹旋向相同时， 螺杆螺杆1相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为： lAlB 2 A 3 B 当当A、B段螺纹旋向相反时，段螺纹旋向相反时， 螺母螺母2的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2 2 A 3 2 A 3 lA LA+lB lB l1=1.25 mm(右右) l2=1 mm(右右) 镗刀进给量调整镗刀

7、进给量调整 微动螺旋机构微动螺旋机构 F E 称为复式螺旋机构，用于车辆的快称为复式螺旋机构，用于车辆的快 速靠近或离开、电杆拉线机构等。速靠近或离开、电杆拉线机构等。 差动螺旋应实例：差动螺旋应实例： 复式螺旋机构复式螺旋机构 7-3 棘 轮 机 构 主动摆杆 驱动棘爪 棘轮 止动棘爪 一、棘轮机构的基本结构和工作原理一、棘轮机构的基本结构和工作原理 棘轮不动 棘 轮 运 动 二、棘轮机构的类型二、棘轮机构的类型 常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类 单向式棘轮机构单向式棘轮机构 双向式棘轮机构双向式棘轮机构 轮轮 齿齿 式式 棘棘 轮轮 机机 构构

8、摩摩 擦擦 式式 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构 滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构 单动式棘轮机构单动式棘轮机构 双动式棘轮机构双动式棘轮机构 单动式棘轮机构单动式棘轮机构 外外 啮啮 式式 内内 啮啮 式式 双动式棘轮机构双动式棘轮机构 双动式棘轮机构双动式棘轮机构 双向式棘轮机构双向式棘轮机构 双向式棘轮机构双向式棘轮机构 双向式棘轮机构双向式棘轮机构 偏偏 心心 楔楔 块块 式式 棘棘 轮轮 机机 构构 偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构 滚滚 子子 楔楔 紧紧 式式 棘棘 轮轮 机机 构构 滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构

9、 三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用 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、棘轮转角容易实现结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容易实现 有级调整有级调整 棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重 轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制 棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮的单棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮的单 向间歇转动，也常作为防逆转装置向间歇转动，也常作为防逆转装置 摩擦式棘轮机构：摩擦式棘轮机构： 传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可

10、作无级调整传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整 易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递 运动的场合运动的场合 各种棘轮机构在生产实际中的应用各种棘轮机构在生产实际中的应用 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘棘 轮轮 机机 构构 棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘

11、轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构 a t h t D D f （）不对称梯形齿（）不对称梯形齿 不对称梯形齿强度不对称梯形齿强度 较高，已经标准化，较高，已经标准化， 是最常用的一种齿是最常用的一种齿 形形 =15 3030 m模数，模数， z齿数齿数 a=m, t=m，b=0.75m D=mz，Df=D-2h， 三、棘轮机构设计中的主要问题三、棘轮机构设计中的主要问题 、棘轮齿形的选择、棘轮齿形的选择 （2）直线型三角形齿）直线型三角形齿 这种齿形的这种齿形的 齿顶尖锐，齿顶尖锐， 强度较低，强度较低， 用于小载荷用于小载荷 场合。场合。

12、 直线直线 （3）圆弧型三角形齿）圆弧型三角形齿 圆弧圆弧 这种齿形这种齿形 较直线型较直线型 三角形齿三角形齿 强度高，强度高， 冲击也小冲击也小 一些。一些。 （4）对称型矩形齿）对称型矩形齿 这种齿用这种齿用 于双向驱于双向驱 动的棘轮动的棘轮 2、棘轮转角大小的调整、棘轮转角大小的调整 （1）采用棘轮罩）采用棘轮罩 通过改变棘轮通过改变棘轮 罩的位置实现罩的位置实现 棘轮转角大小棘轮转角大小 的调整的调整 滑块滑块 摆杆摆杆 （2）改变摆杆摆角）改变摆杆摆角 通过改变通过改变 滑块滑块A的的 位置，改位置，改 变摆杆摆变摆杆摆 角的大小，角的大小， 从而实现从而实现 棘轮转角棘轮转角

13、大小的调大小的调 整整 以上两种调整棘轮转角的方法，以上两种调整棘轮转角的方法， 棘轮的最小转角都不小于一个齿距棘轮的最小转角都不小于一个齿距 角。若要使棘轮的转角小于一个齿角。若要使棘轮的转角小于一个齿 距角，则应采取以下方法：距角，则应采取以下方法： （3）多爪棘轮机构角）多爪棘轮机构角 1 2 棘爪数棘爪数n 棘轮齿距角棘轮齿距角 摆杆转角摆杆转角 1 棘轮转角棘轮转角 2 1 3 2 3 1 1 1 3 1 3 2 2 2 3 2 3 多爪棘轮机构多爪棘轮机构 3、棘轮机构的可靠工作条件、棘轮机构的可靠工作条件 （1）棘爪的可靠啮合条件）棘爪的可靠啮合条件 P P P FR FN fF

14、N 欲使棘爪顺利的滑入欲使棘爪顺利的滑入 棘轮齿根，则必须有：棘轮齿根，则必须有： cossinfLFLF NN tantan f 棘轮齿面角棘轮齿面角 大于摩擦角大于摩擦角 或者棘轮对棘爪的总反力或者棘轮对棘爪的总反力FN的作用线在棘爪轴心的作用线在棘爪轴心O1和棘轮和棘轮 轴心轴心O2之间穿过之间穿过 O1O1O1 O2O2O2 （2）偏心块楔紧条件）偏心块楔紧条件 FR fFN FN 欲使楔块楔紧棘欲使楔块楔紧棘 轮，则必须有：轮，则必须有： NN fFAOFAO cossin 22 tantan f 楔块廓线升角楔块廓线升角 小于摩擦角小于摩擦角 （2）滚子楔紧条件）滚子楔紧条件 欲使

15、滚子被楔紧，则欲使滚子被楔紧，则 必须有：必须有： sin 2 cos 22 d F dd F NAA FA FNA FNB FB fF NA tan 2 楔紧角楔紧角 小于小于2倍的摩擦角倍的摩擦角 楔紧角楔紧角 不宜过小，以防套筒反向运动时滚不宜过小，以防套筒反向运动时滚 子不易退出楔紧状态。子不易退出楔紧状态。 注意：注意： 7-4 槽 轮 机 构 一、槽轮机构的组成及其工作原理一、槽轮机构的组成及其工作原理 主动拨盘主动拨盘 从动槽轮从动槽轮 锁止弧锁止弧 锁止弧锁止弧 径向槽径向槽 圆柱销圆柱销 主动拨盘转动主动拨盘转动 圆柱销进入径向槽圆柱销进入径向槽 锁止弧松开锁止弧松开 从动槽

16、轮转动从动槽轮转动 拨盘转过角拨盘转过角2 1槽轮转过槽轮转过2 2 圆柱销脱出径向槽圆柱销脱出径向槽 槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住 拨盘转动、槽轮静止拨盘转动、槽轮静止 二、槽轮机构的基本类型及其应用二、槽轮机构的基本类型及其应用 常见的槽轮机构有两种类型：常见的槽轮机构有两种类型： 外外 啮啮 合合 槽槽 轮轮 机机 构构 内内 啮啮 合合 槽槽 轮轮 机机 构构 槽轮机构在生产中的应用槽轮机构在生产中的应用 电影放映机的电影放映机的 间歇卷片机构间歇卷片机构 间歇转位机构间歇转位机构 电影放映机的间歇卷片机构电影放映机的间歇卷片机构 二、槽轮机构的运动性质

17、二、槽轮机构的运动性质 1、槽轮机构的运动系数、槽轮机构的运动系数 主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘与拨盘 的运动时间的运动时间t1的比值的比值 为槽轮机构的运动系数。为槽轮机构的运动系数。 1 2 t t （1）外槽轮机构）外槽轮机构 拨盘转过一周的时间为：拨盘转过一周的时间为： 1 1 2 t 若拨盘上有若拨盘上有k 个圆柱销，则个圆柱销，则 拨盘每转一周，拨盘每转一周， k 次拨动槽次拨动槽 轮。每次拨动槽轮的运动时轮。每次拨动槽轮的运动时 间为：间为： 1 1 2 2 t k 次拨动槽轮的运动时间为：次拨动槽轮的运动时间为： 1 1 2 2 k

18、t 2 2 1 1 2 k t t ,22 21 z 2 2 2 z 槽轮径向槽数槽轮径向槽数 2 ) 2 ( z k z z k 2 2 要使槽轮运动，其运动时间要使槽轮运动，其运动时间 t20 即即 ： 0 2 z 要使槽轮有停歇，其运动时间要使槽轮有停歇，其运动时间 t2 t1， 即：即： 1 2 2 z z k 3 z时6 k（k=15)，4 z时 4 k（k=13)， 5 z时 3 10 k （k=13)。 （2）内槽轮机构）内槽轮机构 拨盘转过一周的时间为：拨盘转过一周的时间为： 1 1 2 t 若拨盘上有若拨盘上有k 个圆柱销，个圆柱销， 则拨盘每转一周，则拨盘每转一周， k 次

19、拨次拨 动槽轮。每次拨动槽轮的动槽轮。每次拨动槽轮的 运动时间为：运动时间为： 1 2 t k 次拨动槽轮的运动时间次拨动槽轮的运动时间 为：为： 1 2 kt 2 1 2 k t t ,22 21 z 2 2 2 z槽轮径向槽数槽轮径向槽数 1 22 2 ) 2 ( z k z z k 2 2 要使槽轮有停歇，其运动时要使槽轮有停歇，其运动时 间间 t21时时 从动轮运动时间：从动轮运动时间： 1 1 121 2 1 2 t z z t 从动轮停歇时间：从动轮停歇时间： 1 1 121 2 1 2 1t z z t 1 z 主动轮假想齿数，即轮齿布满节圆时的齿数。主动轮假想齿数，即轮齿布满节

20、圆时的齿数。 注意：注意： 当主动轮的末齿修顶后将影响转角当主动轮的末齿修顶后将影响转角 2 从而影响从动轮的运动时间和停歇时间。从而影响从动轮的运动时间和停歇时间。 三、具有瞬心线附加杆的不完全齿轮机构三、具有瞬心线附加杆的不完全齿轮机构 在不完全齿轮机构传动中，在不完全齿轮机构传动中， 从动轮在开始运动和终止运动从动轮在开始运动和终止运动 时速度有突变，因而产生冲击。时速度有突变，因而产生冲击。 为减小冲击，可在两轮上安装为减小冲击，可在两轮上安装 瞬心线附加杆。瞬心线附加杆。 瞬心瞬心 线附线附 加杆加杆 加瞬心线附加杆后，2 的变化情况如图中虚线所示 76凸轮式间歇运动机构间歇运动机构 1.工作原理及特点工作原理及特点 圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇转圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇转 动。动。 特点：从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。特点