第六章 間歇運動機構(gòu) 間歇運動機構(gòu): 能夠?qū)⒅鲃蛹倪B續(xù)運動轉(zhuǎn)換成從動件有規(guī)律的運動和停歇的機構(gòu)。
常用于機床,、自動機和儀器中,,實現(xiàn)原料送進、成品輸出,、制動,、分度、轉(zhuǎn)位,、步進,、擒縱、超越,、換向或單向運動,。 間歇運動機構(gòu)在設(shè)計中的基本要求: 一、對從動件動,、停時間的要求 動停時間比 :從動件在一個運動周期中的運動時間(對應(yīng)于機床的轉(zhuǎn)位,、送進等輔助時間)。 :從動件在一個運動周期中的停歇時間(往往是機床進行工藝加工的時間),。 從動件動,、停位置的要求 根據(jù)工作要求選擇從動件運動行程(簡稱動程)的大小,并注意從動件停歇位置的準(zhǔn)確性,。 三,、對間歇運動機構(gòu)動力性能的要求 盡量保證間歇運動機構(gòu)動作平穩(wěn),、減小沖擊,尤其要減小高速運動構(gòu)件的慣性負荷,,注意合理選擇從動件的運動規(guī)律,。
棘輪機構(gòu)的組成和工作原理
1、組成: 由棘輪,、主動棘爪,、止回棘爪和機架組成
2、工作原理:靠主動棘爪帶動棘輪完成間歇轉(zhuǎn)動,,止回棘爪阻止棘輪反轉(zhuǎn),。
棘輪機構(gòu)的類型和工作特點
1、按結(jié)構(gòu)分類 齒式棘輪機構(gòu) 特點: 優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,、制造方便;運轉(zhuǎn)準(zhǔn)確,、運動可靠,;主、從動關(guān)系可互換,;動程可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié),;動停時間比可通過選擇合適的機構(gòu)來實現(xiàn)。
缺點:動程只能作有級調(diào)節(jié),;棘爪在齒背上滑行引起噪音,、沖擊、磨損,,不宜用于高速,。 摩擦式棘輪機構(gòu)
(以偏心扇形塊代替棘爪、以無齒摩擦輪代替棘輪) 特點: 優(yōu)點:傳動平穩(wěn),、無噪音,;傳動扭矩較大;動程可無級調(diào)節(jié),;但但由于靠摩擦力傳遞載荷,,由此可起超載保護作用。 缺點:傳動精度不高,,適用于低速,、輕載的場合。 2,、按嚙合方式分類 外嚙合方式 棘爪或楔塊均安裝在棘輪的外部 內(nèi)嚙合方式
棘爪或楔塊均安裝在棘輪的內(nèi)部 3,、按運動形式分類 從動件作單向間歇轉(zhuǎn)動 從動件作單向間歇轉(zhuǎn)動
雙動式棘輪機構(gòu) 特點:與單動式棘輪機構(gòu)相比,結(jié)構(gòu)緊湊,、承載較大,。
特點:可以實現(xiàn)兩個方向的間歇傳動
棘輪機構(gòu)的功能 1,、間歇送進 :在牛頭刨床中,通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)工作臺間歇送料功能,。 2,、制動 3、轉(zhuǎn)位,、分度
:在手槍盤中,,通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)位、分度功能,。 4,、超越離合 :在車床中,以棘輪機構(gòu)作為傳動中的超越離合器,,實現(xiàn)自動進給和快,、慢速進給功能。
棘輪機構(gòu)的設(shè)計 1,、幾何尺寸的設(shè)計 齒面傾斜角的選取 齒面傾斜角 :棘輪齒面與徑向線所夾的角
爪軸心位置角 為保證棘爪在推動棘輪時能始終緊壓齒面滑向齒根部,,應(yīng)使棘齒對棘爪的法向反作用力N對軸的力矩大于摩擦力(沿齒面)對軸的力矩: 則
因為 所以 即 為棘爪與棘輪齒面間的摩擦系數(shù),一般取,。 *棘爪能順利滑向齒根部的條件為:棘爪軸心位置角 應(yīng)大于摩擦角,,即棘輪對棘爪的總反力R21的作用線與連心線O1O2的交點K應(yīng)在O1、O2之間,。
*為使棘爪受力盡可能?。?/b>取,即 當(dāng)時,,,,為銳角齒形。 *當(dāng)棘輪齒受力較大時,,為保證齒的強度:可取,,甚至取的直角或鈍角齒形。 模數(shù)的選取 棘輪和齒輪一樣用模數(shù)來衡量其棘齒大小,,標(biāo)準(zhǔn)值見表6-1,。 齒數(shù)的選取 根據(jù)棘輪要求的最小轉(zhuǎn)角來確定,即
或 主要幾何尺寸計算
棘輪的主要幾何尺寸見表6-1及圖6-12,。 2,、動程和動停比的調(diào)節(jié)方法
改變棘爪的運動
調(diào)節(jié)滑塊位置可改變曲柄長度,調(diào)節(jié)螺母可改變連桿AB長度,,調(diào)節(jié)銷在槽內(nèi)的位置可改變搖桿的長度,,從而改變棘爪的運動,,改變動停比。 改變棘輪遮板的位置
通過調(diào)整遮板的角度,,改變棘輪的轉(zhuǎn)向,。 槽輪機構(gòu)的組成和工作原理 1、組成: 2、工作原理 主動銷輪1順時針等速連續(xù)轉(zhuǎn)動 圓銷A未進入徑向槽時:槽輪上內(nèi)凹的鎖止弧被銷輪外凸的鎖止弧鎖住而靜止,; 當(dāng)圓銷A開始進入徑向槽時:和弧脫開,,槽輪2在圓銷A的驅(qū)動下逆時針轉(zhuǎn)動; 當(dāng)圓銷A開始脫離徑向槽時:槽輪因另一鎖止弧又被鎖住而靜止,,從而實現(xiàn)從動槽輪的單向間歇轉(zhuǎn)動,。 槽輪機構(gòu)的類型 1、平面槽輪機構(gòu) 外槽輪機構(gòu) 特點:外嚙合式的槽輪機構(gòu),,主,、從動輪的轉(zhuǎn)向相反。 內(nèi)槽輪機構(gòu)
特點:內(nèi)嚙合式的槽輪機構(gòu),,主、從動輪的轉(zhuǎn)向相同,。與外嚙合式的槽輪機構(gòu)相比,,內(nèi)嚙合式的槽輪機構(gòu)停、動較平穩(wěn),,停歇時間短,,所占空間小。 2,、空間槽輪機構(gòu) 特點:空間槽輪機構(gòu)傳遞相交軸的運動
特點和應(yīng)用 1,、特點 優(yōu)點:
缺點:動程不可調(diào)節(jié),,轉(zhuǎn)角不可太小,銷輪和槽輪的主,、從動關(guān)系不能互換,,起、停有沖擊,,隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽數(shù)的減少沖擊加劇,,不適宜于高速,。
與棘輪機構(gòu)相比:工作平穩(wěn)性較好 2、應(yīng)用 機構(gòu)一般用于轉(zhuǎn)速不很高的自動機械或儀器儀表中,,實現(xiàn)間歇送進或轉(zhuǎn)位功能,。
例 影放映機 六角車床轉(zhuǎn)塔刀架 鐘表齒輪沖擊機 設(shè)計要點 1、槽數(shù)和圓銷數(shù)的選擇 槽輪機構(gòu)的運動系數(shù):
(對單圓銷) 為避免槽輪2在起動和停歇時產(chǎn)生剛性沖擊,,圓銷A進入和退出徑向槽時,,應(yīng)保證徑向槽的中心線切于圓銷中心的運動圓周,則: 故 *
*使,,即使,可在銷輪上安裝多個圓銷,。 設(shè)均勻分布的圓銷數(shù)為,,且各圓銷中心離銷輪中心等距,則 由于,,故 (與
內(nèi)槽輪機構(gòu) 由以上兩式,,,當(dāng)徑向槽數(shù)時,,圓銷數(shù),。 2、基本參數(shù)的設(shè)計 根據(jù)槽輪轉(zhuǎn)角要求選定槽數(shù)
根據(jù)載荷和結(jié)構(gòu)尺寸選定中心距和圓銷A的半徑,; 其余運動和動力參數(shù)按表6-3設(shè)計 3、改善槽輪機構(gòu)運動性能的設(shè)計
槽輪機構(gòu)的運動性能,,通??梢杂?img doc360img-src='http://image67.360doc.com/DownloadImg/2014/01/0111/37928551_75.gif' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif" width="25" height="45">或來衡量,從圖6-19和6-14運動和動力特性曲線可見,,隨著槽數(shù)
槽輪機構(gòu)中的鎖止弧能使槽輪在停歇過程中保持靜止,,但定位精度不高,,自動化機床或精密機械和儀表中應(yīng)設(shè)計專門的精確定位裝置,。 一、凸輪式間歇運動機構(gòu)的組成 組成:
二,、類型和工作原理 1、圓柱凸輪間歇運動機構(gòu)
主動凸輪1上的圓柱面上有一條兩端開口,、不閉合的曲線溝槽或凸脊,,從動轉(zhuǎn)盤2的端面上有均勻分布的圓柱銷3。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時,,其曲線溝槽或凸脊撥動從動轉(zhuǎn)盤2上的圓柱銷,,使從動轉(zhuǎn)盤2作間歇運動。 2,、蝸桿凸輪間歇運動機構(gòu) 其主動凸輪1上有一條凸脊,,猶如圓弧面蝸桿,從動轉(zhuǎn)盤2的端面上有均勻分布的圓柱銷3,,猶如蝸輪的齒,,當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動時,其凸脊撥動從動轉(zhuǎn)盤2上的圓柱銷,,推動從動轉(zhuǎn)盤2作間歇運動,。
三、特點和應(yīng)用 1,、特點 優(yōu)點: 缺點:精度要求較高,,加工比較復(fù)雜,,安裝調(diào)整比較困難。 2,、應(yīng)用 在輕工機械,、沖壓機械等高速機械中用作高速、高精度的步進進給,、分度轉(zhuǎn)位等機構(gòu),,如高速沖床,、燈泡封氣機、糖果包裝機,、多色印刷機等,。
四、設(shè)計要點 1,、動,、停時間比的確定 設(shè)凸輪轉(zhuǎn)一周的時間為,凸輪溝槽中螺旋角不為零的曲線段所對應(yīng)的角度為,,則從動轉(zhuǎn)盤 運動時間 靜止時間 設(shè)計時改變角即可改變動,、停比。 2,、圓柱銷數(shù)的選取 過少會產(chǎn)生凸輪與圓柱銷的干涉,,對單頭廓線的凸輪,,。 3,、基本參數(shù)設(shè)計 凸輪曲線的升程 升程
圓柱銷中心的回轉(zhuǎn)半徑 2:為動程角,,
為保證傳動精度,, 凸輪廓線直線段寬度 為保證傳動件在停歇階段可靠定位,,應(yīng)使兩圓柱銷同時與凸輪廓線的直線段接觸,,直線段寬度應(yīng)等于兩圓柱銷面間的距離,,即:
當(dāng)升程 中心距 一,、組成和工作原理 組成:
工作原理 由一般的漸開線齒輪機構(gòu)演變而來,區(qū)別在于齒輪的輪齒不布滿整個圓周,。
主動輪1上有1個或幾個輪齒,,其余部分為外凸鎖止弧,;從動輪2上有與主動輪1的輪齒相應(yīng)的齒間和內(nèi)凹鎖止弧相間布置,。 二、類型 外嚙合式 內(nèi)嚙合式
不完全齒輪齒條機構(gòu) 特點和應(yīng)用 1、特點 優(yōu)點: 缺點:加工復(fù)雜,;在進入和退出嚙合時速度有突變,引起剛性沖擊,,不宜用于高速轉(zhuǎn)動,;主、從動輪不能互換,。 2,、應(yīng)用 常用于多工位,、多工序的自動機械或生產(chǎn)線上,實現(xiàn)工作臺的間歇轉(zhuǎn)位和進給運動,。 如:蜂窩煤制煤機中通過不完全齒輪機構(gòu)實現(xiàn)間歇送進功能
燈泡抽氣機中通過不完全齒輪機構(gòu)實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)位功能 設(shè)計要點 1、主動輪首,、末齒齒頂需降低,以避免齒頂干涉 2,、改善從動輪動力特性的措施 加瞬心線附加板,減小嚙入嚙出階段的沖擊 |
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