棘輪機(jī)構(gòu) (1) (公開課)

第5章其他常用機(jī)構(gòu)

5.1螺旋機(jī)構(gòu)5.2棘輪機(jī)構(gòu)5.3槽輪機(jī)構(gòu)5.4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第5章其他常用機(jī)構(gòu)

5.1螺旋機(jī)構(gòu)5.2棘輪機(jī)構(gòu)5.3槽輪機(jī)構(gòu)5.4不完全齒輪機(jī)構(gòu)本章知識(shí)導(dǎo)讀

1.主要內(nèi)容

螺旋機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)、功用及適用場(chǎng)合。

2.重點(diǎn)、難點(diǎn)的提示

重點(diǎn)是螺旋機(jī)構(gòu)及各種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理、特點(diǎn)、功用及適用場(chǎng)合。5.1螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)由螺桿、螺母和機(jī)架組成。它主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力.

螺紋按其功用可分為兩種:一種是利用螺紋連接件如螺釘、螺栓和螺母等將需要相對(duì)固定在一起的零件連接起來(lái)，稱為螺紋連接.另一種是由螺桿、螺母和機(jī)架組成的螺旋機(jī)構(gòu)，其工作原理是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。

螺紋的形成

5.1.1螺紋的形成與類型

1螺紋的形成螺紋的牙型2.螺紋的類型

5.1.2螺紋的主要幾何參數(shù)（1）大徑d與外螺紋牙頂相重合的假想圓柱體直徑，在有關(guān)螺紋的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為公稱直徑。（2）小徑d1與外螺紋牙底相重合的假想圓柱體直徑，在強(qiáng)度計(jì)算中作為危險(xiǎn)剖面的計(jì)算直徑。（3）中徑d2在軸向剖面內(nèi)牙厚與牙間寬相等處的假想圓柱體直徑，近似等于螺紋的平均直徑。

d2≈0.5（d+d1）（4）螺距P相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。（5）線數(shù)n

螺紋螺旋線的數(shù)目，一般為便于制造取n≤4。（6）導(dǎo)程S同一螺旋線上相鄰兩牙在中徑圓柱面的母線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離。螺距、導(dǎo)程、線數(shù)之間的關(guān)系為S=nP.螺紋的主要幾何參數(shù)

螺紋的主要幾何參數(shù)

（7）螺旋升角ψ（8）牙型角α及牙型斜角β在中徑圓柱面上螺旋線的切線與垂直于螺旋線軸線的平面之間的夾角。

ψ=arctanS/πd2=arctannP/πd2在軸向剖面內(nèi)螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角稱為牙型角α;牙型斜角β是指螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂直平面的夾角。若牙型角對(duì)稱，則β=α/2。

5.1.3常用螺紋的特點(diǎn)和應(yīng)用

1.普通螺紋普通螺紋即三角形米制螺紋，牙型角α=60°，大徑d為公稱直徑，單位為mm。

管螺紋的牙型角α=55°，牙頂呈圓弧形，內(nèi)外螺紋旋合后無(wú)徑向間隙，緊密性好。2.管螺紋牙型為正方形，牙型角α=0°，牙厚為螺距的一半。其傳動(dòng)效率較其他螺紋高，但牙根強(qiáng)度較低，精加工較困難，且螺紋磨損后軸向間隙難以補(bǔ)償。梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角α=30°。其傳動(dòng)效率比矩形螺紋低，但工藝性較好，牙根強(qiáng)度高，對(duì)中性好。4.梯形螺紋3.矩形螺紋5.鋸齒形螺紋鋸齒形螺紋工作面的牙型斜角為3°，非工作面的牙型斜角為30°。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動(dòng)效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)

機(jī)床手搖進(jìn)給機(jī)構(gòu)1—螺桿2—螺母3—機(jī)架

5.1.4螺旋機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型

螺旋機(jī)構(gòu)可以用來(lái)把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€移動(dòng)，在各種機(jī)械設(shè)備和儀器中得到廣泛的應(yīng)用。螺旋機(jī)構(gòu)的形式1.單速式螺旋機(jī)構(gòu)臺(tái)虎鉗1—螺桿2—活動(dòng)鉗口3—固定鉗口

2.差速式螺旋機(jī)構(gòu)

差速式螺旋機(jī)構(gòu)常用于較精密的機(jī)械或儀器中，如測(cè)微器、分度機(jī)構(gòu)及機(jī)床刀具的微調(diào)機(jī)構(gòu)等。

差速式螺旋機(jī)構(gòu)1—螺桿2—螺母（或滑塊）3—機(jī)架

3.增速式螺旋機(jī)構(gòu)增速式螺旋機(jī)構(gòu)1—螺桿2、2′—螺母3—機(jī)架5.1.5滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)

普通的螺旋機(jī)構(gòu)，由于齒面之間存在相對(duì)滑動(dòng)摩擦，所以傳動(dòng)效率低。為了提高效率并減輕磨損，可采用以滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦的滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)1—螺母2—絲杠3—滾珠4—滾珠循環(huán)裝置

5.2棘輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)組成一、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理?yè)u桿、棘爪、棘輪、制動(dòng)爪和機(jī)架。搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)——棘爪插入齒槽——棘輪轉(zhuǎn)過(guò)角度——制動(dòng)爪劃過(guò)齒背搖桿順時(shí)針擺動(dòng)——棘爪劃過(guò)脊背——制動(dòng)爪組止棘輪作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)——棘輪靜止不動(dòng)因此當(dāng)搖桿作連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪將作單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。工作過(guò)程(動(dòng)畫演示）二、基本類型1）單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪2驅(qū)動(dòng)棘輪1沿同一方向轉(zhuǎn)過(guò)一定角度；搖桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪靜止。常用的棘輪機(jī)構(gòu)有齒式棘輪機(jī)構(gòu)和摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)兩大類。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)2）雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)鉤頭雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)直頭雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：主動(dòng)搖桿往復(fù)擺動(dòng)一次，棘輪沿同方向作二次間歇轉(zhuǎn)動(dòng)可變向式棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)棘輪需要作雙向的間歇運(yùn)動(dòng)，可把棘輪的齒形制成矩形，而棘爪制成可翻轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

2.摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)組成：摩擦輪、搖桿、驅(qū)動(dòng)偏心塊、機(jī)架。特點(diǎn)：接觸表面易滑動(dòng)，傳動(dòng)精度不高。雙棘爪棘輪機(jī)構(gòu)雙向棘輪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)棘爪雙向棘輪機(jī)構(gòu)三、棘輪的應(yīng)用圖5.4棘輪制動(dòng)器

1、制動(dòng)器2、單向離合器單向離合器自動(dòng)線上的澆注輸送裝置牛頭刨床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)

3、成品輸送圖5.144、牛頭刨床工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)三、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)（補(bǔ)充）1.調(diào)節(jié)搖桿擺動(dòng)角度的大小，控制棘輪的轉(zhuǎn)角2.用遮板調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)1—搖桿2—驅(qū)動(dòng)偏心楔塊3—摩擦輪4—止動(dòng)楔塊5—機(jī)架如果需要無(wú)級(jí)性改變轉(zhuǎn)角，可采用摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。3.摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)

棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠。

齒式棘輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)、轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，但運(yùn)動(dòng)只能有級(jí)調(diào)節(jié)，且噪聲、沖擊和磨損都較大。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)噪聲，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，但其運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性較差。因此，棘輪機(jī)構(gòu)常用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械的間歇送料、分度、制動(dòng)和超越離合器等運(yùn)動(dòng)。單圓銷槽輪機(jī)構(gòu)5.3槽輪機(jī)構(gòu)

槽輪機(jī)構(gòu)由帶圓銷的主動(dòng)撥盤1、具有徑向槽的從動(dòng)槽輪2和機(jī)架組成

單圓銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)1—主動(dòng)撥盤2—從動(dòng)槽輪一、工作原理與分類1、單圓銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)

2、雙圓銷外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩次雙圓銷槽輪機(jī)構(gòu)3、內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，轉(zhuǎn)位迅速，工作可靠，外形尺寸小，機(jī)械效率高，因此在自動(dòng)機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)二、應(yīng)用電影放映機(jī)中的槽輪機(jī)構(gòu)

自動(dòng)車床上的槽輪機(jī)構(gòu)

圖5.11外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)三、主要運(yùn)動(dòng)參數(shù)（補(bǔ)充）槽輪槽數(shù)z和撥盤圓柱銷數(shù)k是槽輪機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)分析：由上式可知：1.由于t

必須大于零，所以z應(yīng)大于或等于3（一般：4~8）2.單圓柱銷槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)t總小于0.5，也就是說(shuō)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間總小于其靜止的時(shí)間運(yùn)動(dòng)系數(shù):在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間tm與撥盤的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t之比，用t表示。3.如果要求槽輪機(jī)構(gòu)的t大于0.5，則可在撥盤上安裝多個(gè)圓柱銷。設(shè)撥盤1上均勻分布k個(gè)圓柱銷，則：由于t應(yīng)當(dāng)小于1，故得到：z=3k=1~5z=4或5k=1~3z≧6k=1或2(k、z為整數(shù))三、槽輪機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、機(jī)械效率高，能較平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位缺點(diǎn)：圓柱銷突然進(jìn)入與脫離徑向槽，傳動(dòng)存在柔性沖擊，不適合高速場(chǎng)合，制造與裝配精度要求高，轉(zhuǎn)角不可調(diào)節(jié),只能用在定角場(chǎng)合5.4不完全齒輪機(jī)構(gòu)

由具有一個(gè)或幾個(gè)齒的