间歇运动机构分析

1、第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构6.1 间歇运动机构设计的基本问题间歇运动机构设计的基本问题 6.2 棘轮机构棘轮机构6.3 槽轮机构槽轮机构 6.4 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构 6.5 不完全齿轮机构不完全齿轮机构第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构6.1 间歇运动机构设计的基本问题间歇运动机构设计的基本问题n间歇运动机构n能够将主动件的连续运动连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇运动和停歇的机构。n常见的间歇运动机构有：n棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构棘轮机构槽轮机构凸轮式间歇运动机构不完全齿轮机构第第

2、6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n设计和使用间歇运动机构时的基本问题：n(1) 对从动件动、停时间时间的要求n间歇运动机构的运动特性：n动停时间比动停时间比：k = td / ttntd：运动时间；n一般是机床和自动机做送进、转位等辅助工作的时间；ntt：停歇时间；n往往是机床或自动机进行工艺加工的时间；6.1 间歇运动机构设计的基本问题间歇运动机构设计的基本问题n(2) 对从动件动、停位置位置的要求n根据设计要求，选取从动件运动行程的大小，注意从动件停歇位置的准确性。n(3) 对间歇运动机构动力特性动力特性的要求n尽量保证间歇运动机构动作平稳、减少冲击，尤其要减少高速运动构件的惯性负荷，

3、合理选择从动件的运动规律。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n组成：主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成； 6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.1 棘轮机构的组成和工作原理棘轮主动棘爪止回棘爪机架摆杆n工作原理：n摆杆逆时针摆动 主动棘爪插入棘轮齿内 推动棘轮同向转动；n摆杆顺时针摆动 止回棘爪阻止棘轮反向转动 主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位 棘轮静止不动；n利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可靠；第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n1. 按结构分类n齿式棘轮机构n摩擦式棘轮机构6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.2 棘轮机构的类型及特点齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构n特点：n传动平

4、稳、无噪音；n传递扭矩较大；n动程可无级无级调节；n会出现打滑现象，可起到过载保护，也使传动精度降低；n特点：n结构简单，运动可靠；n动程可在较大范围内调节；n动程只能有级有级调节；n有噪声、冲击、磨损；第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n2. 按啮合方式分类6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.2 棘轮机构的类型及特点外啮合式内啮合式 外啮合棘轮机构：棘轮上的齿做在棘轮的外缘；内啮合棘轮机构：棘轮上的齿做在棘轮的内缘上；第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n3. 按按运动形式分类6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.2 棘轮机构的类型及特点单动式棘轮机构 双动式棘轮机构 双向运动式棘轮机构 单

5、动式棘轮机构：作单向间歇传动；双动式棘轮机构：摇杆来回摆动时，棘轮向同一方向转动；双向运动式棘轮机构：棘轮的齿为矩形，棘爪可翻转；第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n1. 间歇送进n在牛头刨床中通过棘轮机构实现工作台横向间歇送进功能；n2. 制动机构n在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止链条断裂时卷筒逆转；6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.3 棘轮机构的功能通过调整杆长来调摆角通过调整杆长来调摆角止动器牛头刨床进给调整机构第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n3. 转位、分度n冲床转位；n4. 超越离合n在机床中通过棘轮机构实现自动进给和快慢速进给功能；自行车6.2 棘轮机构棘轮机

6、构6.2.3 棘轮机构的功能ABCD间歇转动冲头卸料工位装料工位冲压工位超越离合器2 21 13 34 4冲床转位第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n1. 几何尺寸设计n(1) 齿面倾斜角的选取n齿面倾斜角：棘轮齿面与径向线的夹角；6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.4 棘轮机构的设计d da ao o1 1Ao2=90LPnFM齿偏角齿偏角prptPn 正压力；F 摩擦力n工作时要求，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽；n将力分解成切向和径向分量：PnsinL FcosL； tgF/Pnn F= Pnf 代入得：tgf = tgn ；为摩擦角n当 f = 0.2 时，1130n通常

7、取20FtFr条件：两者对O2的力矩要满足条件：MpnMF第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n1. 几何尺寸设计n(2) 主要几何尺寸6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.4 棘轮机构的设计a1Lp6080adao1o2hh1rfr1齿槽角齿槽角h第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n2. 动程和动停比的调节方法n(1) 改变棘爪的运动n n(2) 改变棘轮遮板位置6.2 棘轮机构棘轮机构6.2.4 棘轮机构的设计改变棘爪的运动改变棘轮遮板位置n调整遮板角度，改变棘轮的转角。 n调节滑块位置，改变曲柄长度；n调节螺母，改变连杆的长度；n调节销在槽内的位置，改变摇杆的长度；n改变棘爪的运动，

8、改变动停比。 第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n组成：n带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮；n锁止弧锁止弧：槽轮凹圆弧、拨盘凸圆弧；起锁定作用。7.3 槽轮机构槽轮机构7.3.1 槽轮机构的组成和工作原理o212o1锁止弧锁止弧槽轮槽轮拨盘拨盘圆销圆销n工作原理：n销轮圆柱销槽轮转动，间歇转动。n销轮顺时针等速连续转动；n圆销未进入径向槽时，槽槽轮静止轮静止；n圆销进入径向槽时，槽轮转动槽轮转动；n圆销脱离径向槽时，槽轮又静止槽轮又静止第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n1. 槽轮机构的类型n平面槽轮机构n外槽轮机构；n内槽轮机构；n空间槽轮机构n传递相交轴的间歇运动6.3 槽轮机构

9、槽轮机构6.3.2 槽轮机构的类型、特点及应用外槽轮机构内槽轮机构空间槽轮机构轴线平行第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n2. 槽轮机构的特点n能准确控制转角、工作可靠、效率高；n与棘轮机构相比，工作平稳性较好；n动程不可调节、转角不可太小；n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；n3. 槽轮机构的应用6.3 槽轮机构槽轮机构6.3.2 槽轮机构的类型、特点及应用电影放映机的送片机构自动流水线的工件传送或转位机构第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n1. 槽数z和销数n的选择n运动系数：主动拨盘转一周，从动槽轮从动槽轮的运动时间与主动销轮主动销轮运动时间之比。6.

10、3 槽轮机构槽轮机构6.3.3 槽轮机构的设计2122290901n主动销轮：等速运动，故：n= td / t = 21/2；n式中： td 从动槽轮运动时间， t 主动销轮运动时间；n为减少冲击，进入、退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成90。故有：n0 槽数 z2z22221zzzz1212222221n0.5 增加圆销数目；6.3 槽轮机构槽轮机构6.3.3 槽轮机构的设计2122290901nn个均布圆销，拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。运动系数是单圆柱销的n倍；zzn2222zzn圆销数与槽数的关系n1，故有：第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n2. 槽轮机构的几何尺寸计算6.3

11、槽轮机构槽轮机构6.3.3 槽轮机构的设计sd2rbRLh12d1r0第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n3. 改善槽轮机构性能的设计n(1)外啮合槽轮机构n槽轮：静止运动静止。角速度是变化的，具有角加速度；21121cos21)(cosi6.3 槽轮机构槽轮机构6.3.3 槽轮机构的设计22112)cos21 (sin) 1(k其中， R / LR：回转半径L：中心距n槽轮机构的运动和动力特性n用i21=2/1 (传动比)和k=2/12 来衡量。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n3. 改善槽轮机构性能的设计n(1)外啮合槽轮机构n运动特性分析：n槽轮运动的max、 max随槽数

12、z的增多而减小；n存在柔性冲击； z愈少，冲击愈大；6.3 槽轮机构槽轮机构6.3.3 槽轮机构的设计z=3z=4z=6154321-60 -40 -20 0 20 40 60 -50 -30 -10 10 30 50 1221i6z=3z=4z=6k=2/ 21-60 -40 -20 0 20 40 60 -50 -30 -10 10 30 50 8642-4-6-81柔性冲击第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n3. 改善槽轮机构性能的设计n(2)内啮合槽轮机构n圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，且值与外槽轮相等。n但随着转角增大，角加速度值迅速下降并趋于零； n曲线呈单调变化而不

13、象外槽轮那样有两个峰值。 n内槽轮机构的动力性能比外槽轮机构要好得多。6.3 槽轮机构槽轮机构6.3.3 槽轮机构的设计1.00.750.50.250-0.25-0.5-0.75-1.0212212z=4120.80.60.40.212-135 -90 -45 0 45 90 135 1第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n组成n由主动凸轮、从动转盘和机架组成；n类型：n1) 圆柱凸轮间歇运动机构n2) 蜗杆凸轮间歇运动机构6.4 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构6.4.1 凸轮式间歇运动机构的工作原理及类型圆柱凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构n凸轮：一条突脊犹如蜗杆n转盘圆柱面：

14、均布圆柱销就像蜗轮的齿；n蜗杆凸轮 圆柱销从动转盘间歇运动。n凸轮圆柱面：两端开口、不闭合的曲线沟槽；n凸轮 圆柱销从动转盘间歇转动。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n凸轮式间歇运动机构的特点n通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮的轮廓曲线轮廓曲线，可减小动载荷和避免刚性与柔性冲击避免刚性与柔性冲击，适用于高速运转高速运转的场合；n运转可靠、转位精确、无需专门的定位装置；n精度要求较高、加工比较复杂、安装调整比较困难。6.4 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构6.4.2 凸轮式间歇运动机构的特点和应用第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n组成n由主动轮、从动轮和机架组成；n工作原理：n主动轮上只有一个或几个轮齿；n两轮轮缘上各有锁止弧，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。 6.5 不完全齿轮机构不完全齿轮机构6.5.1 不完全齿轮机构的组成和工作原理从动轮主动轮内凹锁止弧外凸锁止弧第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构n不完全齿轮机构的类型n外啮合式n内啮合式n齿轮齿条啮合6.5 不完全齿轮机构不完全齿轮机构6.5.2 不完全齿轮机构的类型外啮合式内啮合式齿轮齿条啮合第第