第7章 其他传动机构简介

1、第十一章第十一章 其他传动机构简介其他传动机构简介本章主要内容本章主要内容不完全齿轮机构不完全齿轮机构棘轮机构棘轮机构液压传动机构液压传动机构槽轮机构槽轮机构气压传动机构气压传动机构电气传动电气传动本章学习要求本章学习要求 1、掌握槽轮机构的工作原理、运动特点、掌握槽轮机构的工作原理、运动特点、使用场合使用场合以及设计要点。以及设计要点。 2、掌握棘轮机构的工作原理、运动特点、掌握棘轮机构的工作原理、运动特点、使用场合使用场合以及设计要点。以及设计要点。 3、了解不完全齿轮机构、液压传动机构、气压传动、了解不完全齿轮机构、液压传动机构、气压传动机构的工作原理、特点及应用。机构的工作原理、特点及

2、应用。 4、了解负载的转矩特性，掌握并能为机械系统选择、了解负载的转矩特性，掌握并能为机械系统选择合适的电动机。合适的电动机。本章重点本章重点1、槽轮机构和棘轮机构的工作原理、槽轮机构和棘轮机构的工作原理、 运动特点、使用场合及设计要点运动特点、使用场合及设计要点2、电动机的选择、电动机的选择第一节第一节 棘轮机构棘轮机构一、棘轮机构的组成及工作原理一、棘轮机构的组成及工作原理1 摇杆摇杆 2 棘爪棘爪 3 棘轮棘轮 4 止回爪止回爪 5 弹簧片弹簧片图图 111 单向外齿合式棘轮机构单向外齿合式棘轮机构摇杆的摇杆的连续往复摆动连续往复摆动棘轮的棘轮的单向间歇运动单向间歇运动工作原理：工作原理

3、：组成：组成：第一节第一节 棘轮机构棘轮机构二、棘轮机构的类型、特点及应用二、棘轮机构的类型、特点及应用（一）齿式棘轮机构（一）齿式棘轮机构图图112 单向内啮合式棘轮机构单向内啮合式棘轮机构 图图113 单向双动式棘轮机构单向双动式棘轮机构 a)单头拉杆式单头拉杆式 b) 推杆式推杆式优点：优点：机构结构简单，制造方便，工作可靠，棘轮每次转过的角度大小可机构结构简单，制造方便，工作可靠，棘轮每次转过的角度大小可在较大的范围内调节。在较大的范围内调节。缺点：缺点：在开始和终止运动时，产生刚性冲击；会产生噪声，棘爪和棘轮齿面在开始和终止运动时，产生刚性冲击；会产生噪声，棘爪和棘轮齿面易磨损；棘轮

4、每次转过的角度只能以相邻两齿所夹圆心角为单位进行调整。易磨损；棘轮每次转过的角度只能以相邻两齿所夹圆心角为单位进行调整。第一节第一节 棘轮机构棘轮机构二、棘轮机构的类型、特点及应用二、棘轮机构的类型、特点及应用（一）齿式棘轮机构（续）（一）齿式棘轮机构（续） 114 可换向棘轮机构可换向棘轮机构 a ）棘爪翻转式）棘爪翻转式 b ）棘爪旋转式）棘爪旋转式第一节第一节 棘轮机构棘轮机构二、棘轮机构的类型、特点及应用二、棘轮机构的类型、特点及应用（二）摩擦式棘轮机构（二）摩擦式棘轮机构图图 115 摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构 a ）外接式）外接式 b ）内接式）内接式1摇杆摇杆 2棘爪棘爪 3从

5、动轮从动轮优点：机构工作较为平稳，无噪声，从动轮每次转过的角度可无级调整。优点：机构工作较为平稳，无噪声，从动轮每次转过的角度可无级调整。缺点：从动轮转角精度差。缺点：从动轮转角精度差。第一节第一节 棘轮机构棘轮机构棘轮机构应用及要求棘轮机构应用及要求应用应用: 低速轻载且对运动精度要求不很严格的场合。低速轻载且对运动精度要求不很严格的场合。常用以满足以下工作要求：常用以满足以下工作要求： （1）转位、分度和送进）转位、分度和送进 （2）止动）止动 （3）超越离合）超越离合 图图116 棘轮止动器棘轮止动器第一节第一节 棘轮机构棘轮机构棘轮机构应用及要求棘轮机构应用及要求(续）续） 图图117

6、 爪式超越离合器图爪式超越离合器图1棘轮棘轮 2棘爪棘爪 3从动轮从动轮图图 118 摩擦式超越离合器摩擦式超越离合器1星轮星轮 2套筒套筒 3滚柱滚柱 4弹簧顶杆弹簧顶杆第一节第一节 棘轮机构棘轮机构三、齿式棘轮机构的设计三、齿式棘轮机构的设计mad以模数以模数 作为计算的基本参数，按齿顶圆直径作为计算的基本参数，按齿顶圆直径 计算：计算：zdma棘轮模数系列化，常用棘轮模数系列化，常用1、2、3、4、5 16等。等。棘轮齿数棘轮齿数Z根据使用条件和运动要求确定。根据使用条件和运动要求确定。进给和分度用棘轮机构，根据所要求的最小转角确定棘轮齿数（取进给和分度用棘轮机构，根据所要求的最小转角确

7、定棘轮齿数（取Z250,一般取一般取Z = 8 60), 然后选定模数。然后选定模数。棘爪自动啮紧条件棘爪自动啮紧条件当棘爪与棘轮齿面间的摩擦因素当棘爪与棘轮齿面间的摩擦因素 时，时， 常取常取 2 . 0f91110020传递相同转距时应使棘爪受力最小，棘轮齿的倾角传递相同转距时应使棘爪受力最小，棘轮齿的倾角 应大于摩擦角应大于摩擦角 ，第二节第二节 槽轮机构槽轮机构一、槽轮机构的组成及工作原理一、槽轮机构的组成及工作原理图图 11 9 外槽轮机构外槽轮机构组成：组成：1拨盘拨盘 2槽轮槽轮工作原理：工作原理：拨盘的拨盘的连续回转连续回转运动运动1 拨盘拨盘 2 槽轮槽轮槽轮的槽轮的间歇回转

8、间歇回转运动运动第二节第二节 槽轮机构槽轮机构二、槽轮机构的类型、特点及应用二、槽轮机构的类型、特点及应用图图 11 10 内槽轮机构内槽轮机构槽轮机构有两种形式：槽轮机构有两种形式： 1）外槽轮机构）外槽轮机构 2）内槽轮机构）内槽轮机构优点：优点： 结构简单，工作可靠，机械效率高，结构简单，工作可靠，机械效率高， 工作较为平稳。工作较为平稳。缺点：缺点： 存在柔性冲击，产生较大的动载荷；存在柔性冲击，产生较大的动载荷； 转角与轮槽槽数有关，不能调节。转角与轮槽槽数有关，不能调节。应用场合：应用场合： 适用于低速、轻载不要求经常调整转角的场合。适用于低速、轻载不要求经常调整转角的场合。 第二

9、节第二节 槽轮机构槽轮机构二、槽轮机构的类型、特点及应用二、槽轮机构的类型、特点及应用槽轮机构的典型应用举例：槽轮机构的典型应用举例：转塔车床刀架转位机构中的槽轮机构转塔车床刀架转位机构中的槽轮机构电影放映机中的槽轮机构电影放映机中的槽轮机构图图 11 11图图 11 12第二节第二节 槽轮机构槽轮机构三、槽轮机构的运动分析三、槽轮机构的运动分析（一）普通槽轮机构的运动系数（一）普通槽轮机构的运动系数zzttkd1212)/2(222221单拨销外槽轮机构的运动系数：单拨销外槽轮机构的运动系数：单拨销内槽轮机构的运动系数：单拨销内槽轮机构的运动系数：zzttkd1212/22222210.5

10、k 0.5 k 0，所以应，所以应z3；4） 拨盘拨销数与槽轮槽数的关系为：拨盘拨销数与槽轮槽数的关系为：)2/(2zzn3）对于单拨销外槽轮机构，无论槽数）对于单拨销外槽轮机构，无论槽数z取多少，运动系数取多少，运动系数 k0.5，应增加拨销数，应增加拨销数n。5）内槽轮机构，）内槽轮机构， k 0.5。为了保证槽轮有停歇时间，要求。为了保证槽轮有停歇时间，要求k 1 ， 故槽轮槽数故槽轮槽数 z3 。6） 槽轮槽数越多，角加速度变化越小，运动越平稳。因此，槽轮槽数越多，角加速度变化越小，运动越平稳。因此， 槽轮槽数不应太少，常取槽轮槽数不应太少，常取z为为4、6、8槽轮槽数槽轮槽数z与拨盘

11、拨销数与拨盘拨销数n 的确定原则：的确定原则：第三节第三节 不完全齿轮机构不完全齿轮机构一、不完全齿轮机构的工作原理一、不完全齿轮机构的工作原理图图 11 14 外啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构 a）主动轮齿数为）主动轮齿数为1 b）主动轮齿数为）主动轮齿数为41 主动轮主动轮 2 从动从动主动轮主动轮连续回转连续回转从动轮从动轮单向间歇回转单向间歇回转工作原理工作原理:第三节第三节 不完全齿轮机构不完全齿轮机构二、不完全齿轮机构的类型、特点及应用二、不完全齿轮机构的类型、特点及应用类型：类型：外啮合和内啮合外啮合和内啮合优点：优点： 结构简单，制造容易；选择范围大，设结构简单，制造容

12、易；选择范围大，设计灵活。计灵活。缺点：缺点： 工作过程中，从动轮在开始转动和终工作过程中，从动轮在开始转动和终止转动的瞬时，角速度有突变，会产生刚止转动的瞬时，角速度有突变，会产生刚性冲击。性冲击。1 主动轮主动轮 2 从动轮从动轮图图 1115 内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构应用：应用： 一般只应用于低速轻载的工作条件。一般只应用于低速轻载的工作条件。 常用于多工位自动机和半自动机工作台常用于多工位自动机和半自动机工作台 的间歇转位装置、计数机构的间歇转位装置、计数机构. .第四节第四节 液压传动机构液压传动机构一、液压传动系统的组成及工作原理一、液压传动系统的组成及工作原理一个

13、完整的液压系统主要组成：一个完整的液压系统主要组成：（一）动力元件（一）动力元件 液压泵液压泵（二）执行元件（二）执行元件 液压缸（液压缸（7）（三）控制元件（三）控制元件 各种液压阀（各种液压阀（8） （四）辅助元件（四）辅助元件 管道、管接头、过滤管道、管接头、过滤 器、油箱、过滤器和器、油箱、过滤器和 液压参数监测仪表液压参数监测仪表图图 11 17 液压千斤顶工作原理液压千斤顶工作原理1 手柄手柄 2 小活塞小活塞 3 泵缸泵缸 4、5 单向阀单向阀6 大活塞大活塞 7 液压缸液压缸 8 截止阀截止阀 9 油箱油箱第四节第四节 液压传动机构液压传动机构二、液压传动的特点及应用二、液压传

14、动的特点及应用 优点：优点：1）单位功率重量轻、结构尺寸小、惯性小、反应快，易于快速启动、制动和频繁换向。）单位功率重量轻、结构尺寸小、惯性小、反应快，易于快速启动、制动和频繁换向。2）可大范围实现无级调速，调速比可达）可大范围实现无级调速，调速比可达2000：1。3）传递较大力和力矩，低速液压马达输出力矩可达几千牛）传递较大力和力矩，低速液压马达输出力矩可达几千牛米到几万牛米到几万牛米。米。4）液压油的可压缩性，能吸收振动、缓和冲击，因此工作平稳，噪声小。）液压油的可压缩性，能吸收振动、缓和冲击，因此工作平稳，噪声小。5）易于实现过载保护，工作安全可靠。）易于实现过载保护，工作安全可靠。6）

15、液压元件可自润滑，因此磨损小，使用寿命长。）液压元件可自润滑，因此磨损小，使用寿命长。7）容易实现直线运动。）容易实现直线运动。8）液压元件可根据需要方便、灵活地布置。）液压元件可根据需要方便、灵活地布置。9）易于实现自动化，电液联合控制后，工作过程自动化程度更高，且可实现遥控。）易于实现自动化，电液联合控制后，工作过程自动化程度更高，且可实现遥控。第四节第四节 液压传动机构液压传动机构二、液压传动的特点及应用二、液压传动的特点及应用 主要不足：主要不足：1）液压油存在可压缩性及泄漏，不易获得严格的定比传动。泄露还可能会对工作场地）液压油存在可压缩性及泄漏，不易获得严格的定比传动。泄露还可能会

16、对工作场地造成污染。造成污染。2）液压油对温度比较敏感，传动系统受环境温度变化影响，不宜在温度很高或很低的）液压油对温度比较敏感，传动系统受环境温度变化影响，不宜在温度很高或很低的环境下工作。环境下工作。3）流体流动有阻力损失，传动效率低，不宜远距离传动。）流体流动有阻力损失，传动效率低，不宜远距离传动。4）液压元件的制造精度要求较高，价格较贵。）液压元件的制造精度要求较高，价格较贵。5）液压传动系统出现故障不易找出原因，及时排除。因此使用和维修技术要求较高。）液压传动系统出现故障不易找出原因，及时排除。因此使用和维修技术要求较高。应用：应用： 冶金机械、矿山机械、钻探机械、起重运输机械、建筑

17、机械、塑冶金机械、矿山机械、钻探机械、起重运输机械、建筑机械、塑料机械、农业机械、液压机、铸锻机及飞机和军舰的许多控制机构。料机械、农业机械、液压机、铸锻机及飞机和军舰的许多控制机构。第五节第五节 气压传动机构气压传动机构一、气压传动系统的组成及工作原理一、气压传动系统的组成及工作原理图图 11 18 气压传动系统的组成气压传动系统的组成1电动机电动机 2空气压缩机空气压缩机 3储气罐储气罐 4压力控制阀压力控制阀5逻辑元件逻辑元件 6方向控制阀方向控制阀 7流量控制阀流量控制阀 8行程阀行程阀9汽缸汽缸 10消声器消声器 11油雾器油雾器 12分水排水器分水排水器 典型的气压传动系典型的气压

18、传动系统由以下四部分组成：统由以下四部分组成： 1 气压发生器气压发生器 2 执行元件执行元件 3 控制元件控制元件 4 辅助元件辅助元件 第五节第五节 气压传动机构气压传动机构二、气压传动的特点及应用二、气压传动的特点及应用 优点：优点： 1）以空气为介质，易获取，不存在变质、补充和更换问题；不对环）以空气为介质，易获取，不存在变质、补充和更换问题；不对环境产生污染。境产生污染。 2）空气粘度小，在管内流动阻力小，压力损失小，便于集中供气和）空气粘度小，在管内流动阻力小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送。远距离输送。 3）与液压传动系统相比，反应速度快，动作迅速，维护简单，管路）与液压传

19、动系统相比，反应速度快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞。不易堵塞。 4）对工作环境适应性好，在特殊环境中安全可靠优于电子、电气和）对工作环境适应性好，在特殊环境中安全可靠优于电子、电气和液压传动。液压传动。 5）空气具有可压缩性，气压传动系统能够实现过载自动保护；便于）空气具有可压缩性，气压传动系统能够实现过载自动保护；便于储存能量。储存能量。 6）排气因气体膨胀自动降温，不易发生过热现象，利于长期运行。）排气因气体膨胀自动降温，不易发生过热现象，利于长期运行。 7）气动元件结构简单，制造容易，适于标准化、系列化、通用化。）气动元件结构简单，制造容易，适于标准化、系列化、通用化。第五节第五节

20、 气压传动机构气压传动机构二、气压传动的特点及应用二、气压传动的特点及应用 缺点：缺点： 1）因空气具有可压缩性，载荷变化时，系统的动作稳定性差。）因空气具有可压缩性，载荷变化时，系统的动作稳定性差。 2）工作压力低（）工作压力低（0.3 1.0 MPa），结构尺寸不易过大，输出功率较小。），结构尺寸不易过大，输出功率较小。 3）排气噪声大，需加消声装置。）排气噪声大，需加消声装置。应用：应用： 在机械工业、冶金工业、轻纺食品工业、化工、交通运输、在机械工业、冶金工业、轻纺食品工业、化工、交通运输、航天航空、国防建设等。航天航空、国防建设等。第六节第六节 电气传动电气传动一、电力拖动系统转动方

21、程一、电力拖动系统转动方程 dtdJTTF图图 1119 单轴电力拖动系统单轴电力拖动系统单轴电力拖动系统的转动方程单轴电力拖动系统的转动方程可简化为可简化为dtdnGDTTF3752动转矩动转矩第六节第六节 电气传动电气传动二、负载的转矩特性二、负载的转矩特性（一）恒转矩负载的转矩特性（一）恒转矩负载的转矩特性（2）位能性恒转矩负载的转矩特性）位能性恒转矩负载的转矩特性特点：特点：工作机构负载转矩工作机构负载转矩Tf的绝对值大小恒的绝对值大小恒定不变，是阻碍运定不变，是阻碍运动的制动性力矩。动的制动性力矩。如带式运输机、轧如带式运输机、轧钢机、机床刀架、钢机、机床刀架、行走机构等由摩擦行走机

22、构等由摩擦力产生的转矩负载力产生的转矩负载特点：特点：工作机构负载工作机构负载转矩转矩Tf的绝对的绝对值大小恒定不值大小恒定不变，且方向不变，且方向不变。如起重机变。如起重机升降重物的转升降重物的转矩。矩。图图 11 20 反抗性恒转矩负载的转矩特性反抗性恒转矩负载的转矩特性ffff0,0; 0,0nTnT时时（1）反抗性恒转矩负载的转矩特性）反抗性恒转矩负载的转矩特性图图 11 21 位能性恒转矩负载的转矩特性位能性恒转矩负载的转矩特性ffff0,0; 0,0nTnT时为 制 动 转 矩时为 拖 动 性 转 矩第六节第六节 电气传动电气传动二、负载的转矩特性二、负载的转矩特性（二）泵类负载转矩特性（二）泵类负载转矩特性 （三）恒功率负载的转矩特性（三）恒功率负载的转矩特性图图 11 22 泵类负载的转矩特性泵类负载的转矩特性图图 11 23 恒功率负载的转矩特性恒功率负载的转矩特性特点：特点：负载转矩与转速的平方成正比。负载转矩与转速的平方成正比。如水泵、油泵、通风机、螺