机械设计基础》教案十.doc

浙江工业职业技术学院日期：2009.10 NO10课 题6.1棘轮机构6.2槽轮机构目的要求1、 了解棘轮机构的工作原理及应用；2、 熟悉棘轮和棘爪的正确位置及主要几何尺寸；3、 了解槽轮机构的工作原理及应用；4、熟悉槽轮机构的主要参数选择及几何尺寸计算。重点、难点棘轮机构的工作原理及应用、槽轮机构的工作原理及应用是本次课的重点，槽轮机构的主要参数选择是学习的难点。复习提问要点：1、 棘轮机构的工作原理及应用？2、棘轮和棘爪的正确位置？3、槽轮机构的工作原理及应用？4、 何谓槽轮机构运动系数？教具、实验及教学手段教材、教案、教参等。老师讲解为主（举例、介绍经验），举一反三，课后小结，布置作业。作业布置P80：6-1教学反映上课情况较正常。 课后分析本次课重点是了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理和应用特点， 特别讲清楚教材的举例情况，以帮助学生理解和熟悉机构原理及应用。2复习提问：1、凸轮机构从动件运动规律2、凸轮机构的压力角3、凸轮机构的尺度综合新课导入：在机械中，有时需要将原动件的等速连续运动转变为从动件的周期性停歇间隔单向运动或者时停时动的间歇运动，如牛头刨床的横向进给运动。最常见的间歇运动机构有棘轮机构、槽轮机构和凸轮机构等。6.1棘轮机构一、槽轮机构的工作原理及应用如图所示，典型的棘轮机构由棘轮1、棘爪2、止回爪4和机架组成。弹簧5用来使刺爪2、止回爪4与棘轮保持接触。棘轮装在轴上，用键联接。棘爪2铰接于摇杆3上，摇杆3可绕棘轮轴摆动。当摇杆3顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过；当摇杆3逆是时针方向摆动时，棘轮插入棘轮齿间转过一定角度。这样，摇杆3连续往复摆动，棘轮1实现单向间歇运动。棘轮的棘齿可做成可以做在棘轮的外缘，也要以做在棘轮的内缘，棘齿的齿形有锯齿形、矩形等。 图10-1棘轮机构 a）外啮合棘轮机构 b）内啮合棘轮机构如果棘轮需作双向间歇运动，可把棘轮的齿制成可翻转的结构。棘轮的转角可以调节。常用的调节方法有：（1）改变摇杆摆角（2）利用棘轮覆盖罩调节棘轮的转角用改变覆盖罩的位置以遮住棘扑行程的部分棘爪，来改变棘爪推动棘轮的实际转角。棘轮机构的应用特点：棘轮机构结构简单，制造方便，棘轮的转角可在一定范围内调节，但运转时易产生冲击或噪音，适用于低速和转角要求不大的场合。棘轮机构常用于各种机床和自动化的进给机构、可转位机构中。如牛头刨床的横向进给机构。棘轮还常用作防止机构逆转的停止器。广泛用于卷扬机、提升机及运输机构中。二、棘轮和棘爪的正确位置及主要几何尺寸1、棘轮和棘爪的正确位置棘轮在工作时，受到棘爪推力的作用，同时，棘爪也受到棘轮反作用力的作用。棘爪的推力作用线应通过棘爪的轴心；在相同的推力下，为了获得棘轮最大的转矩，应使推力作用线垂直于，即。图10-2提升机棘轮停止器 图10-3棘轮、棘爪的位置2、棘轮的齿面位置应能使棘爪顺利进入齿面设齿面与半径的夹角为，为齿面倾角。棘爪进入齿面的前提是法向反力对棘爪中心的主动力矩大于摩擦力对棘爪轴心的摩擦力矩，故，为摩擦角，钢对钢的摩擦系数时，=，所以一般取棘轮齿面倾角。3、主要参数及几何尺寸（1）棘轮齿数z 应根据工作要求选定。轻载时齿数可多些，可达齿；载荷较大时，齿数选少些，通常取。（2）棘轮齿距 相邻两齿齿顶圆周上对应点间的弧长。（3）棘轮模数 。模式是数为标准值。6.2槽轮机构一、槽轮机构的工作原理及应用 如图所示，槽轮机构由带圆销的拨盘1、具有径向槽的槽2和机架组成。拨盘1以等角速度作连续回转，槽轮2作间歇运动，圆销A未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁弧被拨盘的外凸锁卡住，槽轮静止不动；当圆销A进入槽轮时，内外锁住锁所处位置对槽轮无锁住作用，槽轮因圆销的拨动而转动；当圆销A在另一边离开径向槽时，凹凸锁住弧又起作用槽 轮又被卡住不动。当拨盘继续转动时，槽轮重复上述运动，从而实现间歇运动。图10-4单圆柱外啮合槽轮机构 a）圆销进入径向槽 b）圆销脱出径向槽槽轮机构有内外啮合之分。外啮合时，拨盘与槽轮的转向相反；内啮合时，拨盘与槽轮的转向相同。拨盘上圆销可以是一个，也可以是多个。当圆销有两个时，拨盘转动一周，槽轮转动两次。图10-5内啮合槽轮机构 图10-6双圆柱销外啮合槽轮机构槽轮机构的特点：槽轮机构结构简单，制造方便，转位迅速。但转角不能调节，当槽数确定以后，槽轮的转角即被子确定。由于槽数不宜过多，所以槽轮机构不能用于转角较小的场合。槽轮机构的定位精度不高，只适用于各种转速不太高的自动机械中作转位或分度机构。二、槽轮机构的主要参数选择及几何尺寸计算1、槽轮数的选择为了避免圆销A与径向槽发生冲击，圆销进入径向槽或自径向槽脱出时，径向槽中的中心线应与圆销速度方向一致，即圆销从进出槽至出槽的转角与槽轮相应转过的角度的关系为+=槽轮转角与槽数的关系为=由此得出=对于单圆销的外槽轮机构，拨盘转一周的时间为一个工作循环，用T表示。设一个 图10-7槽轮机构的基本尺寸工作循环中槽轮的运动时间为，定义，为槽轮机构运动系数。要实现间歇运动，机构应满足：1。由于及，则由上式分析可知：1）由于槽轮机构运动系数必须大于零，可得槽轮的槽数。2）对于单圆销外槽轮机构，由于，所以。即槽轮运动时间总是小于静止时间，且小时也较小。槽轮回转时机器一般不进行加工，所以越小，槽轮运动时间也越少，即缩短子机器非工作时间，提高了生产效率。但是圆销刚进入径向槽时，槽轮的角速度为零，然后角速度逐渐加大，当圆销转过角时，槽轮角速度达到最大值，由于角加速度的存在，故必有冲击，且槽轮槽数少角加速度大。2、圆销数的选择若要拨盘转一周，槽轮转几次，可采用多圆销机构。若设圆销数为k，运动系数为=k，由于1，则k可见，圆销数与槽轮的槽数有关：当时，k6（即可取）；当z=4或z=5时，k可取；当