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1、第7章 其他常用机构 1、万向联轴节 2、螺旋机构 3、棘轮机构 4、槽轮机构 5、不完全齿轮机构 7-1 万 向 联 轴 节 一、单万向联轴节结构与运动情况 主动轴 从动轴 十字头 转动副 转 动 副 转 动 副 主动轴与从动轴间 的瞬时角速度比： 主动轴角速度从动轴角速度 或 或 二、双万向联轴节 双万向联轴节是由左 右两单万向节组成 从动轴 主动轴 主动轴 从动轴 必须满足下列两条件： （）即主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中 间轴的夹角 即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。（） 三、万向联轴节的应用 在汽车中的 应用 在轧钢机 中的应用 在铣床中 的应用 在机床工装中应用 7-2 螺
2、 旋 机 构 组成：组成：螺杆、螺母、机架。螺杆、螺母、机架。 运动特点：运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。 优点：优点：获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。 缺点：缺点：机械效率较低。机械效率较低。 应用：应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。 在在 v v 时时, ,也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。 2. 2.运动分析运动分析 导程导程l l螺旋转一圈螺旋转一圈( (2 2) )，螺母前进的距离。，螺母前进的距离
3、。 螺旋转过任意螺旋转过任意角时，螺母的位移角时，螺母的位移s s为：为： s / r =l /r2 l r2 s r s=l/2 螺距螺距p p相邻螺纹牙齿同侧齿面之间相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。的距离。 两者的关系为：两者的关系为：l = l = z z p p，z z为螺纹的头数。为螺纹的头数。 2 1 3 将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是： 图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母A A固定固定 ，螺母，螺母2 2可沿轴向移动，且可沿轴向移动，且: : lAlB 当当A A、B B段螺纹旋向相同时，段螺纹旋向相同时， 螺杆螺杆1 1
4、相对于机架相对于机架3 3的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2 当差当差( (l l A A l l B B ) )很小时，很小时，s s将很小。将很小。 当当A A、B B段螺纹旋向相反时，螺母段螺纹旋向相反时，螺母2 2的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2 称为称为复式螺旋机构复式螺旋机构，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线 机构等。机构等。 1 2 3 这种螺旋机构称为微这种螺旋机构称为微( (差差) )动螺旋机构，用于测微计（千分尺）动螺旋机构，用于测微计（千分尺） 、分度机构、调节机构（、分度机构、调节机构（镗刀微调机构镗刀微调
5、机构）中）中。 s1=lA/2 螺母螺母2 2相对于螺杆相对于螺杆1 1的位移为：的位移为：s21=lB/2 螺母螺母2 2相对于机架相对于机架3 3的位移为：的位移为： l l 1 1 =1.25 mm(=1.25 mm(右右) ) l l 2 2 =1 mm(=1 mm(右右) ) 镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构 复式螺旋机构复式螺旋机构 7-3 棘 轮 机 构 主动摆杆 驱动棘爪 棘轮 止动棘爪 一、棘轮机构的基本结构和工作原理 棘轮不动 棘 轮 运 动 单动式棘轮机构 外 啮 式 外啮合式齿形棘轮机构 内 啮 式 内啮式单动式棘轮机构 棘 条 机 构 二、棘轮机构
6、的类型 常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类 单向式棘轮机构 双向式棘轮机构 轮 齿 式 棘 轮 机 构 摩 擦 式 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 偏心楔块式棘轮机构 滚子楔紧式棘轮机构 单动式棘轮机构 双动式棘轮机构 双动式棘轮机构 双动式棘轮机构 双向式棘轮机构 双向式棘轮机构 双向式棘轮机构 另一种双向棘轮机构 偏 心 楔 块 式 棘 轮 机 构 偏心楔块式棘轮机构 偏心楔块式棘轮机构 内置偏心楔块式棘轮机构 滚 子 楔 紧 式 棘 轮 机 构 滚子楔紧式棘轮机构 三、棘轮机构的特点和应用 轮齿式棘轮机构： 结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容易实现 有级调整 棘爪在齿面滑过时会
7、引起噪声，高速时更为严重 轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制 棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘 轮的单向间歇转动，也常作为防逆转装置， 超越离合器。 摩擦式棘轮机构： 传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整 易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递 运动的场合 各种棘轮机构在生产实际中的应用 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮
8、机构 a t h t D Df （）不对称梯形齿 不对称梯形齿强度 较高，已经标准化 ，是最常用的一种 齿形 =1530 m模数， z齿数 a=m, t=m，h=0.75m D=mz，Df=D-2h， 三、棘轮机构设计中的主要问题 、棘轮齿形的选择 （2）直线型三角形齿 这种齿形的 齿顶尖锐， 强度较低， 用于小载荷 场合。 直线 （3）圆弧型三角形齿 圆弧 这种齿形 较直线型 三角形齿 强度高， 冲击也小 一些。 （4）对称型矩形齿 这种齿用 于双向驱 动的棘轮 2、棘轮转角大小的调整 （1）采用棘轮罩 通过改变棘轮 罩的位置实现 棘轮转角大小 的调整 滑块 摆杆 （2）改变摆杆摆角 通过改
9、变 滑块A的 位置，改 变摆杆摆 角的大小 ，从而实 现棘轮转 角大小的 调整 以上两种调整棘轮转角的方法， 棘轮的最小转角都不小于一个齿距 角。若要使棘轮的转角小于一个齿 距角，则应采取多爪棘轮机构 （3）多爪棘轮机构角 1 2 棘爪数n 棘轮齿距角 摆杆转角1 棘轮转角2 11 22 多爪棘轮机构 3、棘轮机构的可靠工作条件 （1）棘爪的可靠啮合条件 P P P FR FN fFN 欲使棘爪顺利的滑入 棘轮齿根，则必须有 ： 棘轮齿面角 大于摩擦角 或者棘轮对棘爪的总反力FN的作用线在棘爪轴心O1和棘轮 轴心O2之间穿过 O1O1O1 O2O2O2 （2）偏心块楔紧条件 FR fFN FN
10、 欲使楔块楔紧棘 轮，则必须有： 楔块廓线升角 小于摩擦角 （2）滚子楔紧条件 欲使滚子被楔紧，则 必须有： FA FNA FNB FB 楔紧角 小于2倍的摩擦角 楔紧角 不宜过小，以防套筒反向运动时滚 子不易退出楔紧状态。 注意： 7-4 槽 轮 机 构 一、槽轮机构的组成及其工作原理 主动拨盘 从动槽轮 锁止弧 锁止弧 径向槽 圆柱销 主动拨盘转动 圆柱销进入径向槽 锁止弧松开 从动槽轮转动 拨盘转过角21槽轮转过22 圆柱销脱出径向槽 槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住 拨盘转动、槽轮静止 二、槽轮机构的基本类型及其应用 常见的槽轮机构有两种类型： 外 啮 合 槽 轮 机 构 内 啮 合 槽
11、 轮 机 构 槽轮机构在生产中的应用 电影放映机的 间歇卷片机构 间歇转位机构 电影放映机的间歇卷片机构 二、槽轮机构的运动性质 1、槽轮机构的运动系数 主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘 的运动时间t1的比值 为槽轮机构的运动系数 。 （1）外槽轮机构 拨盘转过一周的时间为 ： 若拨盘上有k 个圆柱销，则 拨盘每转一周， k 次拨动槽 轮。每次拨动槽轮的运动时 间为： k 次拨动槽轮的运动时间为： 槽轮径向槽数 要使槽轮运动，其运动时间 t20 即 ： 要使槽轮有停歇，其运动时间 t2 t1 ，即： Z = 3时，k6, 即k = 1-5，Z = 4时，k4, 即k = 1-3， Z
12、 = 5时，k10/3, 即k = 1-3. （2）内槽轮机构 拨盘转过一周的时间为 ： 若拨盘上有k 个圆柱销， 则拨盘每转一周， k 次拨 动槽轮。每次拨动槽轮的 运动时间为： k 次拨动槽轮的运动时间 为： 槽轮径向槽数 要使槽轮有停歇，其运动时 间 t21时 从动轮运动时间： 从动轮停歇时间： 主动轮假想齿数，即轮齿布满节圆时的齿数。 注意： 当主动轮的末齿修顶后将影响转角 从而影响从动轮的运动时间和停歇时间。 三、具有瞬心线附加杆的不完全齿轮机构 在不完全齿轮机构传动中 ，从动轮在开始运动和终止运 动时速度有突变，因而产生冲 击。为减小冲击，可在两轮上 安装瞬心线附加杆。 瞬心 线附 加杆 加瞬心线附加杆后，2 的变化情况如图中虚线所示
