机械原理--其他机构

1、6 6 其他常用机构其他常用机构 6.1间歇运动机构间歇运动机构 以下机构能实现间歇运动吗？间歇运动吗？ 特点特点将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。几种常见的间歇运动机构几种常见的间歇运动机构槽轮机构槽轮机构( (Geneva drive) )棘轮机构棘轮机构( (Ratchet mechanism) )不完全齿轮机构不完全齿轮机构( (Intermittent gearing) )凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构( (Cam-type index mechanism) ) 槽轮机构槽轮机构 一、槽轮机构一、槽轮机构1. 槽

2、轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点槽轮机构的组成及工作特点 2. 槽轮机构的应用槽轮机构的应用一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中，例如电影放映机的送片机构，长图记录仪的打印机构中，例如电影放映机的送片机构，长图记录仪的打印机构等。等。3. 槽轮机构的类型槽轮机构的类型外槽轮机构外槽轮机构内槽轮机构内槽轮机构槽条机构槽条机构球面槽轮机构等球面槽轮机构等外槽轮机构外槽轮机构External Geneva drive内槽轮机构内槽轮机构Internal Geneva drive槽条机构槽条机构Gene

3、va rack mechanism球面槽轮机构球面槽轮机构Spherical Geneva drive不等臂长多销槽轮机构不等臂长多销槽轮机构Nonequivalent arm and multiple-pin Geneva drive偏置外槽轮机构偏置外槽轮机构Offset external Geneva drive偏置内槽轮机构偏置内槽轮机构Offset internal Geneva drive多销的槽轮机构多销的槽轮机构 当要求拨盘转一周的时间内，槽轮当要求拨盘转一周的时间内，槽轮K次停歇的次停歇的时间不相等，那么可将圆销不均匀地分布在主时间不相等，那么可将圆销不均匀地分布在主动拨盘等

4、径的圆周上。动拨盘等径的圆周上。 假设还要求拨盘转一周过程中槽轮假设还要求拨盘转一周过程中槽轮K次运动时次运动时间也互不相等时，那么还应使各圆销中心的回间也互不相等时，那么还应使各圆销中心的回转半径也互不相等。转半径也互不相等。一、槽轮机构的结构及工作原理一、槽轮机构的结构及工作原理1 2 1O2OG 工作原理：拨盘的连工作原理：拨盘的连续运动转换为槽轮的续运动转换为槽轮的单向间歇运动。单向间歇运动。拨盘拨盘槽轮槽轮定位盘定位盘定位弧定位弧锁止弧锁止弧张角张角槽轮每转动一次和停槽轮每转动一次和停歇一次构成一个运动歇一次构成一个运动循环。循环。槽轮机构的设计n运动系数运动系数 在一个运动循环中，

5、在一个运动循环中，槽轮的运动时间在一个间歇周期槽轮的运动时间在一个间歇周期中所占的比例。中所占的比例。12ttraA2 1 R1O2O012 G022 槽轮槽数和拨盘圆销数的选择槽轮槽数和拨盘圆销数的选择) z2(220201 020122z2)2z(KK22tt110112 2 1 1O2O012 G022 O1G O2Gz为槽数，为槽数，K为均布的圆销数为均布的圆销数设计槽轮时应注意的事项zzKtt2)2(121运动系数运动系数应大于零，故槽轮的槽数应大于零，故槽轮的槽数z应大于或等于应大于或等于3；2运动系数运动系数将随将随z的增加而增加；的增加而增加；3对于对于K=1的单销外槽轮机构，

6、的单销外槽轮机构，0.5，应增加圆销数应增加圆销数K。2zz2K 21K6z 时时，31K4z ，zzKtt2)2(124槽轮必须有停歇时间，所以槽轮必须有停歇时间，所以 1。拨盘的圆销数。拨盘的圆销数K与槽轮槽与槽轮槽数数z的关系应为的关系应为槽轮机构应用举例槽轮机构应用举例蜂窝煤成型机模盘转位机构蜂窝煤成型机模盘转位机构 二、棘轮机构、棘轮机构1. 棘轮机构的组成及工作特点棘轮机构的组成及工作特点 棘轮机构的组成及工作特点棘轮机构的组成及工作特点 2. 棘轮机构的应用棘轮机构的应用 在工程中广泛应用于在工程中广泛应用于转位分度转位分度( (Indexing) )、进给进给( (Feed)

7、)、单向离单向离合器合器( (One-way clutch) ) 、超越离合器超越离合器( (Overrun clutch) ) 、制动器制动器( (Brake) )等。等。 3. 棘轮机构的类型棘轮机构的类型轮齿式棘轮轮齿式棘轮( (Tooth ratchet) )机构机构摩擦式棘轮摩擦式棘轮( (Friction ratchet) ) 机构机构 外啮合轮齿式棘轮机构外啮合轮齿式棘轮机构Externally meshed tooth ratchet mechanism内啮合轮齿式棘轮机构内啮合轮齿式棘轮机构Internally meshed tooth ratchet mechanism棘条

8、机构棘条机构Ratchet rack mechanism钩头双动式棘轮机构钩头双动式棘轮机构Hooked double function ratchet mechanism直推双动式棘轮机构直推双动式棘轮机构Straight double function ratchet mechanism可变向棘轮机构可变向棘轮机构Changeable direction ratchet mechanism可变向棘轮机构可变向棘轮机构Changeable direction ratchet mechanism外啮合摩擦式棘轮机构外啮合摩擦式棘轮机构Externally meshed silent ratch

9、et mechanism滚子内啮合摩擦式棘轮机构滚子内啮合摩擦式棘轮机构Internally meshed roller silent ratchet mechanism内啮合摩擦式棘轮机构内啮合摩擦式棘轮机构Externally meshed silent ratchet mechanism牛头刨床工作台进给机构牛头刨床工作台进给机构棘轮机构应用举例棘轮机构应用举例制动机构制动机构 在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止链条断裂时卷筒逆转。调节动停比调节动停比n改变棘轮遮板位置思考：还有哪些方法调节动停比？ 三、不完全齿轮机构、不完全齿轮机构 1. 不完全齿轮机构的工作原理及特点不完全齿轮

10、机构的工作原理及特点 不完全齿轮机构的工作原理及特点不完全齿轮机构的工作原理及特点 2. 不完全齿轮机构的应用不完全齿轮机构的应用多用于多工位自动机和半自动机工作台的多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位间歇转位( (Intermittent indexing) ) 、计数机构计数机构( (Counting mechanism) )及某些及某些间歇进给间歇进给( (Intermittent feed) )机构中。机构中。3. 不完全齿轮机构的类型不完全齿轮机构的类型外啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构单齿外啮合传动单齿外啮合传动External

11、ly meshed single-tooth intermittent gearing局部齿外啮合传动局部齿外啮合传动Externally meshed several-tooth intermittent gearing单齿内啮合轮传动单齿内啮合轮传动Internally meshed single-tooth intermittent gearing齿轮与齿条传动齿轮与齿条传动Intermittent pinion and rack 不完全齿轮机构 1 圆锥不完全齿轮传动圆锥不完全齿轮传动Intermittent bevel gearing 不完全齿轮机构 2 四、凸轮式间歇机构四、凸轮式

12、间歇机构 1. 凸轮式间歇机构的工作原理及特点凸轮式间歇机构的工作原理及特点凸轮式间歇运动机构的工作原理及特点凸轮式间歇运动机构的工作原理及特点 2. 凸轮式间歇机构的应用凸轮式间歇机构的应用常用于需要高速间歇转位的分度装置和要求常用于需要高速间歇转位的分度装置和要求步进步进( (Stepping) )动动作的机械中，例如多工位立式半自动机中工作盘的转位，某些包装作的机械中，例如多工位立式半自动机中工作盘的转位，某些包装机、拉链嵌齿机的间歇供料传动系统。机、拉链嵌齿机的间歇供料传动系统。 3. 凸轮式间歇机构的类型凸轮式间歇机构的类型圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构

13、蜗杆凸轮间歇运动机构圆柱凸轮分度机构圆柱凸轮分度机构Cylindrical cam index mechanism蜗杆凸轮分度机构蜗杆凸轮分度机构Hourglass cam index mechanism7-2 具有其他功能的机构n组合机构是将两种和几种根本机构通过封闭约束组合而成的，它是具有与原根本机构不同结构特点和运动性能的复合式机构。组组 合合 机机 构构组组 合合 机机 构构组合机构与机构组合的不同处在于：机构组合中所含的子机构，在组合中仍能保持其原有的结构，各自相对独立，而组合机构所含的各子机构不能保持相对独立，而是“有机连接。所以，组合机构可以看成是假设干根本机构“有机连接的独特机

14、构，每种组合机构具有各自特有的型组合、尺寸综合和分析设计方法。齿轮凸轮机构 n齿轮凸轮机构利用凸轮机构能实现任意给定的运动规律的特点，主要用于实现给定运动规律的整周回转运动，它可使从动件获得变速运动、间歇运动及复杂的运动规律。 齿轮凸轮机构齿轮连杆机构 n齿轮连杆机构是种类最多、应用最广的一种组合机构，它能实现较复杂的运动规律和轨迹，而且它与凸轮连杆机构和齿轮凸轮机构相比，由于没有凸轮，制造方便。 齿轮连杆机构凸轮连杆机构 n 齿轮连杆机构不能精确实现给定的运动规律和轨迹，凸轮连杆机构能精确满足上述要求凸轮连杆机构组合机构的应用n1能实现给定的精确轨迹，特别是形状较复杂的轨迹。 n2能实现给定

15、复杂的输出函数和复杂的运动规律。 n3能实现周期性停歇摆动或移动；机构的组合将两个或两个以上的单一机构按顺序连将两个或两个以上的单一机构按顺序连接，每一个前置机构的输出运动是其后续机接，每一个前置机构的输出运动是其后续机构的输入运动，这样的组合方式称之为机构构的输入运动，这样的组合方式称之为机构的串联组合。的串联组合。输入输入输出输出01 23 一机构的串联组合一机构的串联组合输入输入输出输出01 23 1、构件固接式串联、构件固接式串联假设将前一个机构的输出构件和假设将前一个机构的输出构件和后一个机构的输入构件固接，串联组后一个机构的输入构件固接，串联组成一个新的复合机构，这称之为构件成一个

16、新的复合机构，这称之为构件固结式串联。固结式串联。1将匀速运动机构作为前置机构将匀速运动机构作为前置机构与另一机构串联，可以改变输出运动与另一机构串联，可以改变输出运动的速度和周期。的速度和周期。连杆-棘轮组合 将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构串联，将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构串联，那么可改变机构的速度特性。那么可改变机构的速度特性。由假设干个子机构串联组合可得到传力性能较好由假设干个子机构串联组合可得到传力性能较好的机构系统。的机构系统。S8745321 6SS = gf( )S = g( )双曲柄机构与六杆机构串联双曲柄机构与六杆机构串联7654321 槽轮机构槽轮

17、机构 与与导杆机构导杆机构 串联串联12345BADM、轨迹点串联、轨迹点串联假假设前一个根本机构的输出为平面运动构件上某假假设前一个根本机构的输出为平面运动构件上某一点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，这种一点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，这种连接方式称为连接方式称为“轨迹点串联轨迹点串联“。二机构的并联组合 以一个多自由度机构作为根底机构，将一个或几个自由度为的机构可称为附加机构的输出构件接入根底机构，这种组合方式称为并联组合。并联组合的几种常见方式：并联组合的几种常见方式：误差校正机构误差校正机构1232123S1 2 1三机构的混接式组合 综合运用串联综合运用串联并联组合并联组

18、合方式可组成更为复杂的机构，方式可组成更为复杂的机构，此种组合方式称之为机构的此种组合方式称之为机构的混接式组合。混接式组合。四机构组合设计举例四机构组合设计举例步骤：步骤：1根据机械的工作原理确定执行构件所根据机械的工作原理确定执行构件所要完成的运动；要完成的运动；2将执行构件的运动分解成机构易于实将执行构件的运动分解成机构易于实现的根本运动或动作，分别拟订能完成这现的根本运动或动作，分别拟订能完成这些根本运动或构型的方案；些根本运动或构型的方案；3将上述各机构构型方案按某种组合方将上述各机构构型方案按某种组合方式组成一个新的复合机构。式组成一个新的复合机构。平台印刷机平台印刷机 ADCBD

19、EFABDCEF 版版台台传传动动机机构构平平台台印印刷刷机机平台印刷机版台传动机构n根底机构根底机构：n齿轮条机构。齿轮条机构。n附加机构：附加机构：n双曲柄机构双曲柄机构、曲柄滑块机构、曲柄滑块机构I、凸轮机构、凸轮机构。n输入运动：输入运动：n曲柄的匀速转动。曲柄的匀速转动。n输出运动：输出运动：n上齿条固结的版台往复运动。上齿条固结的版台往复运动。73 螺旋机构螺旋机构 用螺旋副联接两构件而形成的机构称为螺旋机构常用的螺旋机构中，除包含螺旋副以外，还有转动副、移动副螺旋机构螺旋机构 螺旋机构螺旋机构( (Screw mechanism) )利用螺旋副传递运动和动力利用螺旋副传递运动和动

20、力。单螺旋副传动机构 图示为单螺旋副机构。图中，构件1为螺杆，构件2为螺母，构件3为机架； A为转动副；B为螺旋副，其导程为hB ；C为移动副。单螺旋机构常用于台钳及许多金属切削机床的走刀机构、千斤顶、螺旋拆卸装置中。千斤顶走刀机构螺旋拆卸装置双螺旋机构双螺旋机构在图示的双螺旋机构中，A和B均为螺旋副，其导程分别为hA和hB。双螺旋机构的应用复式螺旋被用作火车车箱联接器 双螺旋机构的应用图为压榨机构，螺杆1两端分别与螺母2、3组成旋向相反导程相同的螺旋副，A、B根据复式螺旋的原理上下运动压榨物件。 (1) 能将回转运动变换为直线运动 (2) 速比大。可用于如千分尺那样的螺旋测微器中。 (3) 传动平稳，无噪音，反行程可以自锁。 (4) 省力。可用图7-3所示的拆卸工具将配合得很紧的轴和轴承分开。 螺旋机构的缺点是: 效率低、相对运动外表磨损快；另外，实现往复运行要靠主动件改变转动方向来实现。4. 4.螺旋机构特点螺旋机构特点 万向联轴节主要用于传递两相交轴间的动力和运动，而且在传动过程中两轴之间的夹角可以变动，它广泛应用于汽车、机床、冶金机械等传动系统中。7-4 万向联轴节万向联轴节万向联轴节万向联轴节 作用作用用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中，用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中，两轴