机械基础（少学时）（第三版） 课件 -第9章-其他常见机构

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础（少学时）（第三版）§9-1变速机构§9-2换向机构§9-3间歇运动机构第9章

其他常见机构变速机构输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得不同转速的传动装置称为变速机构。汽车、机床、起重机等都需要变速机构。变速机构分为有级变速机构和无级变速机构。§9-1一、有级变速机构有级变速机构是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数的变速机构。有级变速机构的特点优点：可以实现在一定转速范围内的分级变速。变速可靠、传动比准确、结构紧凑。缺点：高速旋转时不够平稳，变速时有噪声。1．塔轮变速机构塔带轮变速机构大多采用平带传动，也可以用V带传动。其优点是结构简单，传动平稳。但尺寸较大，变速不方便。塔齿轮变速机构的特点是能用较少数目的齿轮获得较多的变速级数，结构简单紧凑。2．滑移齿轮变速机构改变滑移齿轮的啮合位置就可改变轮系的传动比，具有变速可靠、传动比准确等优点；但其零件种类和数量较多，变速有噪声。3．离合式齿轮变速机构离合式齿轮变速机构的优点是可以采用斜齿轮或人字齿轮，使传动平稳；若采用摩擦式离合器，可在运转中变速。缺点是齿轮始终处于啮合状态，磨损较快；离合器所占空间较大。4．挂轮变速机构挂轮变速机构通过更改不同齿数的挂轮来获得不同的传动比。变速级数取决于备用齿轮中能相互啮合且满足中心距要求的齿轮副的对数。在模数相同时，要求配换的各对挂轮齿数和相等。CA6140型卧式车床交换齿轮箱的挂轮变速机构双联挂轮1固定在输入轴2上，双联挂轮6固定在输出轴5上，惰轮3空套在惰轮轴4上。输入轴2的运动由双联挂轮1传给惰轮3，然后通过双联挂轮6经输出轴5输出。CA6140型卧式车床交换齿轮箱的挂轮变速机构挂轮架8空套在输出轴5上。惰轮轴4固定在挂轮架8的直槽中。通过调整惰轮轴在直槽中的位置可使惰轮3与双联挂轮6正确啮合。通过调整挂轮架8摆动的位置可使惰轮3与双联齿轮1正确啮合。挂轮变速机构的优点：结构简单、紧凑。由于用作主动齿轮、从动齿轮的齿轮可以颠倒位置，所以用较少的齿轮可获得较多的变速级数。挂轮变速机构的缺点：变速麻烦，调整齿轮费时费力。该机构主要用于不需要经常变速的机械。二、无级变速机构机械式无级变速机构一般是依靠摩擦力工作，通过改变主动件和（或）从动件的传动半径使输出轴的转速实现无级变化。1．滚子平盘式无级变速机构主、从动轮靠接触处产生的摩擦力传动，传动比i＝R2/R1。R2可在一定范围内任意改变，从动轴2可以获得无级变速。2．宽V带式无级变速机构通过轴向同步移动锥轮1a和2b，可改变工作半径R1和R2的大小，从而实现无级变速。换向机构换向机构是指在输入轴转向不变的条件下，可使输出轴变换转向的机构。常见类型有惰轮换向机构、采用离合器的换向机构和滑移齿轮换向机构等。§9-2一、惰轮换向机构惰轮2工作，惰轮6不工作时，从动齿轮3与主动齿轮1的旋转方向相同。惰轮2、惰轮6同时工作，此时从动齿轮3与主动齿轮1的旋转方向相反，实现换向。二、滑移齿轮换向机构

1．当主动齿轮2和从动齿轮4啮合，轴Ⅲ的转向与轴Ⅰ相反。2．当从动齿轮向左滑移并与惰轮3啮合时，轴Ⅲ的转向与轴Ⅰ相同，从而实现换向。间歇运动机构当主动件做连续运动时，从动件产生周期性的运动和停歇的机构称为间歇运动机构（又称间歇机构）。§9-3一、棘轮机构棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。1．棘轮机构的组成和工作原理当主动件做连续往复摆动时，棘轮做单向间歇运动。2．常见棘轮机构棘轮机构按照工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。齿式棘轮机构是通过装在定轴摆动摇杆上的棘爪推动棘轮做一定角度间歇转动的机构。齿式棘轮机构有外啮合齿式和内啮合齿式两种。（1）齿式棘轮机构1）外啮合齿式棘轮机构有一个驱动棘爪，只有当摇杆朝着某一方向摆动时才能推动棘轮转动，而反向摆动则无法推动棘轮转动。①单动式棘轮机构②双动式棘轮机构有两个驱动棘爪，当主动件做往复摆动时，两个棘爪交替带动棘轮朝着同一方向做间歇运动。棘爪可绕销轴翻转，棘爪爪端外形两边对称，棘轮的齿形制成矩形。使用时，如果将棘爪翻转，则棘轮反向转动。③可变向棘轮机构2）内啮合齿式棘轮机构

棘轮的轮齿加工在轮子的内壁上，棘爪安装在内部的主动轮上。当主动轮逆时针转动时，棘爪推动棘轮转动。当主动轮顺时针转动时，棘爪在棘轮上滑过，不能推动棘轮转动。（2）摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦轮代替棘轮。摩擦式棘轮机构分为外摩擦式棘轮机构和内摩擦式棘轮机构。1）外摩擦式棘轮机构外摩擦式棘轮机构可将摇杆的往复摆动转换为棘轮的单向间歇运动。2）内摩擦式棘轮机构摆轴带动棘爪逆时针转动时，由于摩擦力的作用使棘爪楔紧在摆轴与棘轮之间的狭隙处，从而带动棘轮一起逆时针转动。当摆轴带动棘爪顺时针转动时，棘爪松开，棘轮静止不动。3．棘轮机构的特点（1）棘轮机构结构简单、容易制造、运动可靠，常用作防止转动件反转的附加保险机构。（2）棘轮的转角和动停时间比可调，常用于机构工况经常改变的场合。（3）由于齿式棘轮机构的棘轮是在驱动棘爪的突然撞击下启动的，在接触瞬间理论上是刚性冲击，工作平稳性较差，且产生较大的振动和噪声。此外，棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声并使齿尖磨损。棘轮机构只能用于主动件速度不大、从动件行程需要改变的步进运动场合。（4）当需要无级调节棘轮的转角时，则应采用摩擦式棘轮机构。摩擦式棘轮机构的优点是转角大小的变化不受轮齿限制，在一定范围内可任意调节转角，传动平稳、无噪声，动程可无级调节。摩擦式棘轮机构靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高，常用作超越离合器。摩擦式棘轮机构适用于低速轻载的场合。1．槽轮机构的组成和工作原理二、槽轮机构由槽轮、拨盘、装有圆销的曲柄和机架组成的步进运动机构称为槽轮机构。（1）当装有圆销的曲柄2上的圆销未进入从动槽轮3的径向槽时，从动槽轮3上的内凹锁止弧被主动拨盘1上的外凸锁止弧卡住，从动槽轮3不动。（2）当圆销要进入从动槽轮3上的径向槽时，主动拨盘1上的外凸锁止弧正好与从动槽轮3上的内凹锁止弧脱离接合，从动槽轮3受圆销的驱使而转动。（3）当圆销在另一边离开径向槽时，内凹锁止弧又被卡住，从动槽轮3又静止不动。直至圆销再次进入从动槽轮3的另一个径向槽时，又重复上述运动。所以，从动槽轮3做时动时停的间歇运动。2．槽轮机构的常见类型及运动特点（1）单圆销外接槽轮机构主动拨盘1每旋转一周，圆销拨动从动槽轮3运动一次，且从动槽轮与主动拨盘的转向相反。（2）双圆销外接槽轮机构主动拨盘1每旋转一周，从动槽轮3运动两次，减少了静止不动的时间。从动槽轮与主动拨盘的转向相反。（