机械原理12章PPT

1、第12章 其他常用机构 12.1 棘轮机构 12.2 槽轮机构 12.8 螺旋机构 12.9 万向铰链机构 一、一、棘轮机构棘轮机构的组成及其工作原理的组成及其工作原理组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。121 棘轮机构棘轮机构工作特点：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。工作特点：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的场合。适用于速度较低和载荷不大的场合。棘

2、轮棘轮类型类型按工作方式：按工作方式：按轮齿分布：按轮齿分布：按转角是否可调按转角是否可调:固定转角固定转角、可可调转角调转角轮齿棘轮轮齿棘轮、 摩擦棘轮摩擦棘轮 外缘外缘、 内缘内缘、 端面端面棘轮机构。棘轮机构。单向单向、双向运动双向运动棘轮机构棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按棘轮转向是否可调按棘轮转向是否可调:按工作原理分按工作原理分 :单单动式动式、 双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。dao1Ao2=90LprpnptF三、棘轮机构的设计要点三、棘轮机构的设计要点要求在工作时，棘爪在要求在工作时，棘爪在Pn和和F的作用下，能自动滑入棘的作用下，能自动滑入棘轮齿

3、槽。轮齿槽。Pn sin F= Pn f 代入得：代入得：tg f 当当 f=0.2 时，时，1130 通常取通常取20FtFr正压力正压力Pn摩擦力摩擦力F条件是两者对条件是两者对O的力的力矩要满足如下条件：矩要满足如下条件：MpnMF将力分解成切向和径向分量将力分解成切向和径向分量M=tg齿偏角齿偏角FcosLL棘轮几何尺寸计算公式棘轮几何尺寸计算公式模数模数m1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10 顶圆直径顶圆直径da da =mz 与齿轮不同 齿间距齿间距p P=m 齿高齿高h h=0.75m 齿顶弦长齿顶弦长a a=m棘爪工作面长度棘爪工作面长度a1 a1=(0.5

4、0.7)a 齿偏角齿偏角 20棘轮宽棘轮宽b b=(14)m棘爪斜高棘爪斜高h1 、齿斜高、齿斜高h h1=h h/cos棘轮齿根圆角半径棘轮齿根圆角半径rf rf =1.5 mm棘爪尖端圆角半径棘爪尖端圆角半径r1 r1 =2 mm 棘爪长度棘爪长度L 一般取一般取 L=2pa1Lp6080hadao1o2 齿数齿数z 1225 棘轮参数棘轮参数 计算公式或取值计算公式或取值hh1rfr1齿槽角齿槽角1 12122 槽轮机构槽轮机构一、一、槽轮机构槽轮机构的组成及其工作特点的组成及其工作特点作用：作用：将连续回转变换为间歇转动。将连续回转变换为间歇转动。组成组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的带

5、圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用作用。特点：特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化 ，不适，不适合高速运动场合。合高速运动场合。o1工作过程：工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。o2锁止弧锁止弧槽轮槽轮拨盘拨盘圆销圆销二、

6、槽轮机构的类型与应用二、槽轮机构的类型与应用球面槽轮机构球面槽轮机构应用实例：应用实例： 电影放映机电影放映机、 自动摄影机、自动摄影机、六角车床转塔六角车床转塔。外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构槽轮槽轮机构机构类型类型轴线平行轴线平行轴线相交轴线相交放映机的反应用外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构球面槽轮机构球面槽轮机构o1o21 122 2三、槽轮机构的运动系数三、槽轮机构的运动系数1.运动系数运动系数拨盘等速回转，在一个运动循拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为：环内，总的运动时间为： t2/1定义：定义： k=td / t 为运动

7、系数，即：为运动系数，即： k=td / t为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成心连线成90角。故有：角。故有：221 1222 2td21/1槽轮的运动时间为槽轮的运动时间为：=21/221=22=(2/z)= 2(z-2)/2z代入上式代入上式1 12 29090将将21 1代入得：代入得： k0可知：当只有一个圆销时，可知：当只有一个圆销时，如果想得到如果想得到k0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，设装有圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽

8、轮被拨动轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即倍，即: k= n(1/2-1/z)k 1 槽数槽数 z3 得：得：n2z/ (z -2)当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。k =1/2-1/z7120.361槽数槽数z圆销数圆销数n运动系数运动系数k 3 16 1/61 4 14 0.251 5 、6 13 0.31 即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。 0.5当当z=4及及n=2时时说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。k=n(1/21/z) = 0.5k=1/2-1/z四、槽

9、轮机构的几何尺寸计算四、槽轮机构的几何尺寸计算圆销半径圆销半径r 由受力大小确定由受力大小确定 rR/6中心距中心距L 由安装空间确定由安装空间确定回转半径回转半径R R=Lsin=Lsin(/z)槽顶半径槽顶半径s s=Lcos=Lcos(/z)槽深槽深h hs-(L-R-r)拨盘轴径拨盘轴径d1 d12(L-s)槽轮轴径槽轮轴径d2 d22(L-R-r)参参 数数 计算公式或依据计算公式或依据槽数槽数z 由工作要求确定由工作要求确定圆销数圆销数n槽顶侧壁厚槽顶侧壁厚b b=35 mm 经验确定经验确定锁止弧半径锁止弧半径r0 r0=R-r-b2128 螺旋机构螺旋机构螺旋机构是由螺旋机构是

10、由螺杆、螺母螺杆、螺母和和机架机架组成（一般组成（一般把螺杆和螺母之一作成机架），其把螺杆和螺母之一作成机架），其主要功主要功用是将旋转运动变换成直线运动，并同时用是将旋转运动变换成直线运动，并同时传递运动和动力传递运动和动力，是机械设备和仪表中广，是机械设备和仪表中广泛应用的一种传动机构。泛应用的一种传动机构。1.螺旋机构的运动分析 在图12-38所示的简单螺旋机构中，当螺杆1转过角度 时，螺母2将沿螺杆轴的轴向移动一段距离S（单位：mm），其值为 L 为螺旋的导程，mm。2 Bsl在图12-40所示的螺旋机构中，螺杆1的A段在固定的螺母中转动，而B段螺旋在移动的螺母2中转动。设其导程分别为

11、 , 如两段螺旋的旋向相同，则当螺杆1转过角度 时，螺母2移动的距离S为若两段螺旋的螺纹旋向相反，则螺母2的位移为()2ABsll()2ABsll2.螺旋导程角和头数的选用 对螺旋机构的要求是多种做样的，有的要求其具有自锁性（如起重螺旋），有的则要求其具有大的减速比（如机床的进给丝杠），这时应选用小导程角的单头螺纹。当要求螺旋机构传递大的功率（如螺旋压力机）或快速运动时，则宜选用大导程的多头螺旋，但要注意，多头螺旋一般较难保证高的制造精度。129 万向铰链机构万向铰链机构 (1)机构的组成单万向铰链机构是指末端各有一叉的主、从动轴和中间“十”字构件铰接而成的。(2)工作特点为变角传动机构，两轴的平均传动比为1；但角速度比却不恒等于1，而是随时变化的。(3)机构的运动特性 单