第4章 其他常用机构

第4章其他常用机构

凸轮机构4.1间歇运动机构

4.2

螺旋机构4.34.1凸轮机构

4.1.1凸轮机构的分类4.1.2凸轮机构的应用4.1.3凸轮机构设计4.1.1凸轮机构的分类1．按凸轮的形状分凸轮按形状可以分为盘形凸轮和圆柱凸轮两类。（1）盘形凸轮。盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件，且绕固定轴线回转，从动件与凸轮在同一平面内运动，并与凸轮轴线垂直。移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它做往复直线移动。（2）圆柱凸轮。圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上做出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。

2．按推杆的形状分（1）尖顶推杆。尖顶推杆的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。（2）滚子推杆。滚子推杆凸轮机构是为减小摩擦磨损，所以在从动件端部安装一个滚轮，把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦。（3）平底推杆。平底推杆凸轮机构是为了使推杆受力平衡，提高工作效率，故将从动件与凸轮的接触部分制作为平底。

3．按凸轮与推杆保持的接触方法分（1）力封闭凸轮机构。力封闭凸轮机构主要利用推杆的重力或弹簧力来使推杆与凸轮保持接触。（2）几何封闭凸轮机构。几何封闭凸轮机构利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆保持接触，来达到预期的运动规律。4.1.2凸轮机构的应用1．凸轮机构作为主动件内燃机的配气机构自动机床的进刀机构2．凸轮机构作为从动件凸轮通常为主动件做等速转动，但也有做往复摆动或移动的。若凸轮为从动件，则称为反凸轮机构。

4.1.3凸轮机构设计1．凸轮的结构2．作图法设计凸轮机构凸轮轮廓曲线设计所依据的基本原理是反转法原理，给整个凸轮机构施以−ω的等角速度使其绕轴心O转动。在不影响各构件之间的相对运动的情况下，此时，凸轮将静止，而推杆则随其导轨以−ω绕轴心转动，这样从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。基本步骤如下。（1）根据推杆的运动规律按选定的某一分度值计算出各分点的位移值。（2）选取比例尺，并画出基圆及推杆起始位置。（3）求出推杆在反转运动中占据的各个位置。（4）将推杆尖顶的各位置点连成一条光滑的曲线，即为凸轮的理论轮廓线。（5）用包络的方法求凸轮的实际轮廓线。由于凸轮容易磨损，在高速运动场合受到限制，所以在设计凸轮机构时要尽量使凸轮耐磨。可从以下几点考虑。（1）凸轮机构易磨损的主要原因之一是接触应力较大，凸轮与滚子的接触应力可以看作是半径分别等于凸轮接触处的曲率半径和滚子半径的两圆柱面接触时的压应力，可用赫兹公式进行计算，应使计算应力小于许用应力。（2）促使凸轮磨损的因素还有载荷特性、几何参数、材料、表面粗糙度、腐蚀、滑动、润滑、加工情况等。其中润滑情况和材料选择对磨损寿命影响较大。（3）为了减小磨损、提高使用寿命，除限制接触应力外还要采取表面化学热处理和低载跑合等措施，以提高材料的表面硬度。4.2间歇运动机构4.2.1棘轮机构4.2.2槽轮机构4.2.3不完全齿轮机构1．棘轮机构的组成及工作原理棘轮机构主要由棘轮、棘爪、止动爪和摇杆组成，弹簧使制动爪和棘轮保持接触。4.2.1棘轮机构棘轮机构的特点如下。（1）棘轮上的齿大多做在棘轮的外缘上，构成外接棘轮机构；若做在棘轮的内缘上，则构成内接棘轮机构。（2）棘轮用键连接在机构的传动轴上，而主动杆则空套在主传动轴上，驱动棘爪与主动杆用转动副相连接。（3）当主动杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪借助弹簧或自重插入棘轮齿槽内，使棘轮转过一定角度。（4）当主动杆顺时针方向摆动时，制动棘爪阻止棘轮顺时针转动，驱动棘轮在棘爪齿背上滑过，而棘轮静止不动，从而使主动杆做连续的往复摆动，而棘轮做单向间歇转动。（5）棘轮机构的结构简单、制造方便、运动可靠，而且棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大的范围内调节。但其缺点是工作时有较大的冲击和噪声，而且运动精度较差，所以棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合。2．棘轮机构的类型（1）轮齿式棘轮机构①单向式棘轮机构②双向式棘轮机构（2）摩擦式棘轮机构。①偏心楔块式棘轮机构②滚子楔紧式棘轮机构3．棘轮机构的应用——牛头刨床工作台的横向进给机构（1）改变工作台横向进给量大小。若要改变工作台横向进给量的大小，可通过改变曲柄的长度来实现。（2）使棘轮反向转动。当棘爪处在如图4-38所示的状态时，棘轮5沿逆时针方向做间歇进给。若将棘爪7拔出，绕本身轴线转180°后再放下，由于棘爪工作面的改变，棘轮将改为沿顺时针方向间歇进给。（3）改变棘轮每次转过角度的大小。改变棘轮每次转过角度的大小。4.2.2槽轮机构1．槽轮机构的组成及工作原理槽轮机构是由装有圆柱销的主动拨盘和开有径向槽的从动槽轮及安装两者的机架所组成的高副机构

（1）拨盘1以等角速度做连续回转，当拨盘上的圆销A未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘1的外凸锁止弧mm′m卡住，故槽轮不动。（2）当圆销A刚进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn也刚好被松开。此后，槽轮受圆销A的驱使而转动。（3）当圆销A在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不动，直至圆销A再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动，槽轮做时动时停的间歇运动2．外槽轮和内槽轮对比槽轮与拨盘转动方向的区别。（1）槽轮分为外槽轮机构和内槽轮机构，其均用于平行轴的间歇传动，但外槽轮机构中槽轮与拨盘转向相反，而内槽轮机构中槽轮与拨盘转向相同。（2）槽轮机构工作时，在主动拨盘转动一周中，槽轮的运动次数与主动拨盘的圆销个数相同，槽轮每次的转动角度为（360°/n）（n为槽轮的径向槽个数）。3．槽轮机构的应用——蜂窝煤制作机的传动系统4.2.3不完全齿轮机构1．不完全齿轮的结构和工作原理不完全齿轮机构由具有一个或多个轮齿的不完全齿轮1（其上有锁止弧s1）、带正常齿的从动齿轮2（其上有锁止弧s2）以及机架组成，

2．不完全齿轮的特点和应用不完全齿轮机构的运动特点如下。（1）当主动轮的有齿部分作用时，从动轮就转动。（2）当主动轮的无齿圆弧部分作用时，从动轮停止不动，因而当主动轮连续转动时，从动轮获得时转时停的间歇运动。4.3螺旋机构4.3.1螺旋机构的特点和分类4.3.2普通螺旋机构4.3.3滚动螺旋机构4.3.1螺旋机构的特点和分类1．螺旋机构的特点螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，它可以方便地把主动件的回转运动转变为从动件的直线运动。与其他将回转运动转变为直线运动的传动装置相比，螺旋机构具有以下特点。（1）螺旋传动结构简单，工作连续、平稳。（2）螺旋传动承载能力大，传动精度高。（3）普通螺旋传动摩擦损失大，传动效率较低；但滚动螺旋传动的应用，已使螺旋传动摩擦大、易磨损和效率低的缺点得到了很大程度的改善。2．螺旋传动的分类