12其它常用机构与6机械平衡.doc

机械原理教案第十二章 其它常用机构、第六章 机械的平衡第一讲一棘轮机构（30分钟）；二槽轮机构（20分钟）；三机械的平衡（50分钟）。一棘轮机构（30分钟）（一）棘轮机构的机构组成与工作原理1棘轮机构的组成： 主动摆杆、棘爪、棘轮、机架2棘轮机构的工作原理：摆杆单向摆动时，棘轮沿同一方向转过一个角度；而棘轮向另一个方向转动时，棘轮静止不动。（二）棘轮机构的类型：1带轮齿的棘轮机构1）按动作分：单动式棘轮机构；双动式棘轮机构2）按啮合形式分：外啮式棘轮机构；内啮式棘轮机构3）按轮齿形状分：矩形棘轮机构；锯齿形棘轮机构；可变向棘轮机构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（三）棘轮机构的特点：1齿啮式棘轮机构的特点齿啮式棘轮机构结构简单，棘轮转角可实现有级调节，但传动平稳性差。适合于转速不高，转角不大和小功率场合。2摩擦式棘轮机构的特点摩擦式棘轮机构传递运动平稳，无噪音，棘轮可实现无级调节，但易打滑，运动准确性差。（四）棘轮机构的应用：1）射沙自动线的浇铸机构；2）自行车飞轮机构（五）棘轮机构的设计要点：1棘轮转角大小的调节 1）改变摇杆摆角的大小2）改变棘爪行程内的齿数 2棘爪的工作条件 二槽轮机构（20分钟）（一）槽轮机构的机构组成与工作原理1槽轮机构的组成： 主动拨盘、槽轮、机架。2槽轮机构的工作原理：拨盘以匀角速连续回转，当拨盘上的圆销进行槽轮的径向槽中时，带动槽轮转过一个角度；当圆销退出径向槽时，拨盘上的凸弧与槽轮上的凹弧卡住，槽轮不转。槽轮与主动拨盘的轴线平行，其转向相反，最小槽数应大于3。（二）槽轮机构的类型：1）内啮合槽轮机构；2）外啮合槽轮机构；3）球面槽轮机构。（三）槽轮机构的特点：槽轮机构结构简单，工作可靠，但槽轮转角不能调节。适应于速度不太高的场合。（四）槽轮机构的应用：1）电影放映机的卷片机构；2）六角自动车床转塔刀架的转位机构（五）槽轮机构的设计要点：1工作条件1）圆销在进入或退出槽口时，应避免与槽发生冲击。2）要设置锁住装置2销数、槽数与动停比1）动停比（运动系数）2）槽数z与圆销数n的关系三机械的平衡（50分钟）（一）机械平衡的目的 不平衡 由惯性力和惯性力矩引起；后果引起运动副的附加动反力、构件中的内应力、摩擦和磨损、机械效率、寿命；平衡的目的 尽量减小或消除惯性力、惯性力矩的影响惯性力。改善机构工作性能。（二）平衡的内容及分类 1刚性转子的平衡转子转速n较低（n0.60.7一阶临界转速），转子完全可以看作刚性转子。2挠性转子的平衡 当转子转速较高接近或超过回转系统的第一阶临界转速时，转子将产生明显的变形，这时转子将不能视为刚体，而成为一个挠性体。3机构的平衡 存在平动和平面一般运动的构件，只能达到使所有构件的惯性力和惯性力矩最后以合力和合力矩的形式作用在机架上。这类平衡问题又称为机构在机架上的平衡。 （三）刚性转子的平衡计算1静平衡的概念盘状转子：轴向尺寸较小，即宽径比(B/D)小于0.2，例如齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等，它们的质量可以视为分布在同一平面内。刚性转子的静平衡：就是利用在刚性转子上加减平衡质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性力得以平衡的一种措施。2静平衡的计算已知盘形不平衡转子其偏心质量分别为m1、m2、m3，向径分别为r1、r2、r3，所产生的惯性力分别为F1、F2、F3，据平面力系平衡的原理，所加的平衡质量mb及其向径rb可由质径积平衡方程求得。（可采用图示的图解法，也可采用解析法。） 若在rb的方向上不能添加质量，可在rb的反方向r/b上除去一部分质量m/b来使转子得到平衡。只要保证mbrb = m/br/b 即可。结论：对于静不平衡转子，不论其中含有多少不平衡质量，都只需在一个面内添加一个配重，使其达到静平衡-单面平衡。实际情况：不论其中含有多少不平衡质量，一般只能找出一个（如使用悬挂法），而平衡配重倒很可能出现多个（正质量、负质量）。3动平衡的概念 当转子的宽径比(B/D)大于0.2时，其质量就不能视为分布在同一平面内了。这时，其偏心质量分布在几个不同的回转平面内，如图所示。既使转子的质心位于回转轴上，也将产生不可忽略的惯性力矩，这种状态只有在转子转动时才能显示出来，称为动不平衡。动平衡：不仅平衡各偏心质量产生的惯性力，而且还要平衡这些惯性力所产生的惯性力矩。 4动平衡的计算由理论力学知识，一个力可以分解为与它相平行的两个分力。将F1、F2、F3分解到两个相互平行的平衡基面上。仿照静平衡计算，在两个平衡基面上各作一次静平衡。可求出在两个平衡基面上所加的平衡质量mb、mb及向径rb、rb。 这样，转子毫无疑问是静平衡的；同时两个平衡的平面力系之间是不会