8间隙运动机构

8《机械设计基础》教案PAGEPAGE1镇江市高等专科学校教案授课班级：机制、机电、模具、机设、机器人专业授课教师：于明教学内容第6章间歇运动机构授课时间2学时教学目的要求了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构；了解其它间隙运动机构的工作原理、类型、特点和应用。内容重点棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的工作原理、特点和应用内容难点槽轮机构的运动特性主要教学方法讲授法、讨论法、现场教学法、讲练结合法教学注意事项多提问多启发，理论联系实际使用教具及设备多媒体设备过程及时间教学内容及学生活动教学方法开始部分（5分钟）复习提问1．、设计盘形凸轮机构时反转法原理是什么？2、如何设计对心直动尖顶推杆盘形凸轮、对心直动滚子推杆盘形凸轮？3、如何选择凸轮机构压力角、基圆半径及滚子半径？讲授法基本部分（80分钟）第6章间歇运动机构6.1棘轮机构6.2槽轮机构6.3不完全齿轮机构简介采用多媒体图示，对照实物及图片进行详细讲解。结束部分（5分钟）本讲内容小结棘轮机构工作原理及其类型槽轮机构工作原理及其类型不完全齿轮机构工作原理及其类型提问和讲评作业课后小结举实例及动画讲解效果较好[教学内容]：第6章间歇运动机构在许多机械中，有时需要将原动件的等速连续转动变为从动件的周期性停歇间隔单向运动（又称步进运动）或者是时停时动的间歇运动，如自动机床中的刀架转位和进给，成品输送及自动化生产线中的运输机构等的运动都是间歇性的。能实现间歇运动的机构称为间歇运动机构，间歇运动机构很多，凸轮机构、不完全齿轮机构和恰当设计的连杆机构都可实现间歇运动。本章介绍在生产中广泛应用的既可作步进运动又可作间歇运动的两种机构：棘轮机构和槽轮机构,以及其它间歇机构。6.1棘轮机构单向运动时，棘轮齿一般做成锯齿形，如右图所示。棘轮的棘齿既可以做在棘轮的外缘（称外啮合棘轮机构），也可以做在棘轮的内缘（称内啮合棘轮机构），还有直头双动式棘爪棘轮机构，和钩头双动式棘爪棘轮机构摆杆1左右摆动，当摆杆左摆时，棘爪4插入棘轮3的齿内推动棘轮转过某一角度。当摆杆右摆时，棘爪4滑过棘轮3，而棘轮静止不动，往复循环。制动爪5——防止棘轮反转这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。按照结构特点：常用的棘轮机构分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。一、齿式棘轮机构按照运动形式可分为三类：1.单动式棘轮机构当原动件1逆时针方向摆动时，原动件1上的棘爪4插入齿槽内，使棘轮随原动件转过一定的角度；当原动件顺时针方向摆动时，棘爪4则在棘轮齿背上滑过。为了阻止棘轮回转，机构中加入制动棘爪5，当棘轮欲顺时针回转时，由于棘爪5的存在，所以棘轮静止不动。当原动件连续地往复摆动时，棘轮只作单向的间歇运动。2.双动式棘轮机构如图4-2所示为双动式棘轮机构。原动件往复摆动都能使棘轮沿同一方向间歇转动。驱动棘爪可制成直的或带钩的形式。3.可变向棘轮机构如图所示为两种可变向棘轮机构。对于a类型棘轮机构，当棘爪B在右边位置时，棘轮2将沿顺时针方向作间歇运动；当棘爪B翻到左边时，棘轮将沿逆时针方向作间歇运动。对于b类型棘轮机构，当棘爪直面在左侧，斜面在右侧时，棘轮沿逆时针方向作间歇运动，若提起棘爪翻转90°后再插入，使直面在右侧，斜面在左侧时，棘轮沿顺时针方向作间歇运动。这种棘轮机构常用于牛头刨床工作台的进给装置中。二、摩擦式棘轮机构平面槽轮机构有两种型式：外槽轮机构和内槽轮机构。齿式棘轮机构转动时，棘轮的转角都是相邻两齿所夹中心角的整数倍。为了实现棘轮转角的任意性，可采用无棘齿的棘轮机构，如图所示。这种机构通过棘爪1与棘轮2之间的摩擦力来实现传动，故也称为摩擦式棘轮机构。这种机构工作时噪声较少，但其接触面间容易发生滑动。为了增加摩擦力，可以将棘轮作成槽形。下图为起重设备中的棘轮制动器和牛头刨床工作台进给机构6.2槽轮机构槽轮机构的及工作原理和型式槽轮机构又称马尔他机构，如图所示。它是由槽轮2、带有圆柱销的拨盘1和机架组成。当拨盘1作匀速转动时，驱使槽轮2作间歇运动。当圆柱销进入槽轮槽时，拨盘上的圆柱销将带动槽轮转动。拨盘转过一定角度后，圆柱销将从槽中退出。为了保证圆柱销下一次能正确地进入槽内，必须采用锁止弧将槽轮锁住不动，直到下一个圆柱销进入槽后才放开，这时槽轮又可随拨盘一起转动，即进入下一个运动循环。平面槽轮机构有两种型式：外槽轮机构和内槽轮机构。如图所示为六角车床刀架的转位槽轮机构，拨盘转动一周驱使槽轮（刀架）转动600。槽轮机构的运动特性槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆柱销数k。在一个运动循环内，槽轮2的运动时间td对拨盘1运动时间t之比值τ称为运动特性系数。设一槽轮机构，槽轮上有z个槽，拨盘上均匀分布的圆柱销数为K，则运动特性系数为:因为：讨论：1、τ=0，槽轮始终不动；τ>0，∴Z≥3。2、：槽轮的运动时间总小于静止时间。3、要使，须在构件1上安装多个圆销。设k为均匀分布的圆销数，由上式可知：当Z=3时，圆销的数目可为1～5；当Z=4或5时，圆销的数目可为1～3；而当Z≥6时，圆销的数目可为1～2。一般情况下Z=4～8。槽轮机构的几何尺寸计算槽轮机构的中心距L是根据槽轮机构的应用场合来选定的。槽轮的轮槽数z和圆销数是根据具体工作要求，并参考前述分析确定的。如果中心距L、轮槽数z和圆销数k已知，则其他几何尺寸可相应算出。如图4-8所示，单圆销外啮合槽轮机构的基本尺寸可按下表中所列计算公式求得。单圆销外啮合槽轮机构的计算公式名称符号计算公式圆销回转半径RR=Lsin(π/z)圆销半径rr≈R/6槽顶高SS=Lcos(π/z)槽深hh=S-(L-R-r)锁住弧半径RxRx=R-r-e,e为槽顶一侧壁厚，推荐e=（0.6～0.8）r,但e≮3～5mm锁住弧张开角γγ=2π-2ψ1=π(1+2/z)四、槽轮机构的特点和应用优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。缺点：①对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。②在转动始、末，加速度变化较大，有冲击。应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。电影放映机中，用以间歇地移动影片。自动机中的自动传送链装置。6.3不完全齿轮机构简介如图所示为不完全齿轮机构。不完全齿轮机构的主动轮一般为只有一个或几个齿的不完全齿轮，从动轮可以是普通的完整齿轮，也可以是一个不完全齿轮。这样当主动轮的有齿部分作用时，从动轮随主动轮转动，当主动轮无齿部分作用时，从动轮应停止不动，因而当主动轮作连续回转运动时，从动轮可以得到间歇运动。为了防止从动轮在停止期间的运动，一般在齿轮上装有锁止弧。不完全齿轮机构与其他机构相比，结构简单，制造方便，从动轮的运动时间和静止时间的比例可不受机构结构的限制。但由于齿轮传动为定传动比运动，所以从动轮从静止到转动或从转动到静止时，速度有突变，冲击较大，所以一般只用于低速或轻载场合。如用于高速运动，可以采用一些附加装置（如具有瞬心线附加杆的不完成齿轮机构）等，来降低因从动轮速度突变而产生的冲击。本章小结

（1）连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系，以及棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构等，是构成机械运动的常见基本机构。通过学习应掌握各种机构的特点，各个机构能实现何种运动规律；通过机构间的比较，掌握各机构间的相同点和不同点。同一个运动规律，可以由多种不同的机构来实现。设计时，根据设计要求的运动规律，首先应选定某种运动机构，再进行机构的参数设计。也可以选定多个机构进行设计，再比较各自的性能指标，最终确定选用的哪个机构。

（2）除了已学的机构外，还有大量的不常用的机构和特殊用途的机构，平时应注意观察，了解并掌握这些机构的特点，充实自身的机构知识。另外，与平面机