机械原理棘轮及其他机构

1、棘轮机构,机制141 温家鑫,棘轮机构的组成及工作特点,组成：摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架 棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针 方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向 转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑 过，棘轮停止转动。,优点：结构简单，制造方便，运动可靠，每次转过的角度的大小可以在较大的范围内调节； 缺点：工作时有较大的冲击和噪声，运动精度较差，所以，棘轮机构常用于速度较低和载荷 不大的场合。,棘轮机构的类型及应用,内接棘轮机构,外接棘轮机构,棘条机构,钩头双动式棘轮机构,直推双动式棘轮机构,可变向棘轮机构,摩擦式棘轮机构,外摩擦式接棘轮机构 外摩擦式

2、接棘轮机构 滚子内接摩擦式棘条机构,棘轮机构的应用,牛头刨床,为了切削工件，刨刀需作连续往复直线运动，工作台作间歇移动。当曲柄转动时，经连杆带动摇杆作 往复摆动；摇杆上装有双向棘轮机构的棘爪，棘轮与丝杠固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动， 从而使螺母（即工作台）作间歇进给运动。若改变驱动棘爪的摆角，可以调节进给量；改变驱动棘爪的 位置（绕自身轴线转过180后固定），可改变进给运动的方向。,工作面,超越离合器,利用主、从动部分的速度变化或旋转方向 的变换，具有自行离合功能的离合器。,为了改变棘轮每次转过角度大小，可以加装一个棘轮罩，被遮住的齿越多，棘轮每次转过的角度就越小,棘轮机构设计要点,棘轮

3、机构的设计主要应考虑：棘轮齿形的选择 、模数齿数的确定 、齿面倾斜角的确定 、 行程和动停比的调节方法,要求在工作时，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。,正压力Pn,摩擦力F,条件是两者对O2的力矩要满足如下条件：,1. 棘轮齿面倾斜角的设计,Pn sin, F= Pn f 代入得：,tg f, ,当 f=0.2 时，1130,通常取20,MpnMF,将两个力分解成切向和径向分量,=tg,Fcos,L,L,槽轮机构,槽轮机构的组成及工作特点,槽轮机构（geneva mechanism）由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔 他机构。常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有

4、停歇的单向周期性转动。,槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反, 而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。槽轮机构典型结构如图 所示，它由主动转盘、从动槽轮和机架组成。,槽轮机构的类型及应用,外槽轮机构 槽轮与拨盘转向相反 内槽轮机构 槽轮与拨盘转向相同,槽轮机构的应用,电影放映机的拨片机构,球面槽轮机构,拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为：,t2/1,定义： k=td / t 为运动系数，即：,k=td / t,为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成90角。故有：,td21/1,槽轮的运动时间为：,=21/2,21

5、=22,=(2/z),= 2(z-2)/2z,代入上式,三、槽轮机构的运动系数及运动特性,2,将21代入得：, k0,可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z,如果想得到k0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即:,k= n(1/2-1/z), k1, 槽数 z3,得：n2z/ (z -2),当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。,k =1/2-1/z,7 12 0.361,4 14 0.251,5 、6 13 0.31,即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。,0后半段正好相反。,运动特性曲线,z=3,z=3,z=4,z=6,z=4,z=6,运动特性分析： 槽轮运动的max、amax随槽数z的增多而减小。,圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，,存在柔性冲击。Z愈少，冲击愈大。,(2)内啮合槽轮机构,用同样方法可求得内啮合槽轮机构的运动曲线如图所示。,曲线呈单调变化而不 象外槽轮那样有两个 峰值。,特性分析：,存在柔性冲击。a=1,圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，且值与外槽轮相等。,但随着转角增大， 角加速度值迅速下 降并趋于零；,内槽轮