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1、常用机构主讲人：杨能10月8日1学习材料万向联轴节螺旋机构棘轮机构槽轮机构2学习材料万向联轴节3学习材料一、一、单万向万向联轴节主动轴主动轴从动轴从动轴十字头十字头转动副转动副转转动动副副转转动动副副4学习材料主动轴1和从动轴3端部都带有叉，两叉又与十字头2组成轴线垂直的转动副B和C，轴1和轴3又与机架组成转动副A和D。当主动轴1转一周时，从动轴3也转动一周，但主动轴与从动轴的瞬时传动比不为常数。5学习材料其传动比的计算公式为： 由上式可知，该传动比不仅随主动轴转角1而变化，还与两轴之间的夹角有关.6学习材料主、从主、从动轴角速度比与主角速度比与主动轴转角的关系角的关系当1= 0或180时，角
2、速度比达到最大值，3max=1/cos当1= 90或270时，角速度比达到最小值，3min=1cos7学习材料轴3角速度的波动情况还可以用转速不均匀系数表示 注：角增大时，增加得更快，因此在实际应用中一般不超过3545。 8学习材料二、双万向联轴节结构：两个单万向联轴节+一个中间轴M原因：由于单万向联轴节从动轴的角速度作周期变化，因而传动中将产生附加动载荷，使轴发生振动。为避免从动轴产生角速度变化，可采用双万向联轴节。9学习材料在传递运动过程中由于主、从动轴的相对位置发生变化，两万向节之间距离也相对变化，因此中间轴做成两部分用花键联接，以调节中间轴长度的变化。主动轴1从动轴333中间轴M111
3、0学习材料花键联接1、定义：花键联接由内花键和外花键组成。内、外花键均为多齿零件，在内圆柱表面上的花键为内花键，在外圆柱表面上的花键为外花键。11学习材料2、使用特点：联接受力较为均匀；齿根处应力集中较小，轴与毂的强度削弱较少；齿数较多，总接触面积较大，因而可承受较大的载荷；轴上零件与轴的对中性好；导向性好；可用磨削的方法提高加工精度及联接质量；制造工艺较复杂，有时需要专门设备，成本较高。12学习材料3、适用场合： 定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接13学习材料双万向联轴节要使主、从动轴的角速度相等必须满足以下两个条件： 1）主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹角，即1=3
4、；2）中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。14学习材料证明：1133 所以：1=315学习材料三、万向联轴节的特点和应用单万向联轴节特点：当两轴夹角变化时仍可进行工作，而只影响其瞬时角速比的大小。双万向联轴节特点：当两轴间的夹角变化时，不但可以继续工作，而且还能保证等角速比；常用来传递平行轴或相交轴。16学习材料万向联轴节的选择：1)所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器。2)联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，
5、例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。17学习材料3)两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。例如当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。4)联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化。5）由于制造、安装、受载变形和温度变化等原因，当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中。存在一定程度的x
6、、Y方向位移和偏斜角CI。当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。当工作过程中两轴产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。18学习材料万向联轴器的计算转矩：Tc=T*Kn*Kh*K *KaTn(Nm)Tn万向联轴器的公称转矩，NmTf万向联轴器的疲劳转矩，NmT万向联轴器的理论转矩;其中T=9550Pw/ N (Nm)Pw驱动功率，kw ； N万向联轴器转速，r/minKn万向联轴器的转速修正系数Kh万向联轴器的轴承寿命修正系数K 万向联轴器的两轴线折角修正系数Ka载荷修正系数载荷均匀，工作平稳时，Ka=1.0；载荷不均匀，中等冲击时，Ka=1.11
7、.3；较大冲击载荷和频繁正反转时，Ka=1.31.5，特大冲击载荷和频繁正反转时Ka1.5。19学习材料万向联轴节的应用：在汽在汽车中的中的应用用20学习材料在在轧钢机中机中的的应用用21学习材料螺旋机构22学习材料螺旋机构1、定义：由螺旋副联接相邻构件而成的机构。2、组成：螺旋副、转动副和移动副。23学习材料最简单的三构件螺旋机构：移动副螺旋副转动副AB24学习材料25学习材料螺旋机构的特点： 优点：结构简单，制作方便； 较小的回转力矩很大的轴向力； 工作平稳，无噪音； 自锁作用； 将回转运动变换为直移运动。缺点：摩擦损失大，效率低。适用场合：传递功率不大的场合。26学习材料螺旋结构的应用应
8、用涉及范围广泛如：机械工业、仪器仪表、工装夹具、测量工具等等。镗床镗刀27学习材料28学习材料棘轮机构29学习材料主动摆杆驱动棘爪棘轮止回棘爪一、棘一、棘轮机构的基本机构的基本结构和工作原理构和工作原理棘轮不动棘轮运动30学习材料二、棘二、棘轮机构的机构的类型型常用棘常用棘轮机构可分机构可分为轮齿式与摩擦式两大式与摩擦式两大类单向式棘向式棘轮机构机构双向式棘双向式棘轮机构机构轮齿式式棘棘轮机机构构摩摩擦擦式式棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构偏心楔偏心楔块式棘式棘轮机构机构滚子楔子楔紧式棘式棘轮机构机构单动式棘式棘轮机构机构双双动式棘式棘轮机构机构31学习材料单向式棘向式棘轮机构机构外外啮式式32学
9、习材料内内啮式式33学习材料双向式棘双向式棘轮机构机构34学习材料双双动式棘式棘轮机构机构35学习材料双向式棘双向式棘轮机构机构36学习材料双向式棘双向式棘轮机构机构37学习材料偏偏心心楔楔块式式棘棘轮机机构构38学习材料偏心楔偏心楔块式棘式棘轮机构机构39学习材料滚子子楔楔紧式式棘棘轮机机构构40学习材料滚子楔子楔紧式棘式棘轮机构机构41学习材料1、棘爪自动啮紧棘轮齿根的条件P P PFRFNfFN欲使棘爪欲使棘爪顺利的滑入利的滑入棘棘轮齿根，根，则必必须有：有：棘棘轮齿面角面角 大于摩擦角大于摩擦角 或者棘或者棘轮对棘爪的棘爪的总反力反力FN的作用的作用线在棘爪在棘爪轴心心O1和棘和棘轮轴
10、心心O2之之间穿穿过O1O1O1O2O2O2三、三、棘棘轮机构的可靠工作条件机构的可靠工作条件42学习材料2、滚子子楔楔紧条件条件欲使欲使滚子被楔子被楔紧，则必必须有：有：FAFNAFNBFB楔楔紧角角 小于小于2倍的摩擦角倍的摩擦角 楔楔紧角角 不宜不宜过小，以防套筒反向运小，以防套筒反向运动时滚子不易退出楔子不易退出楔紧状状态。注意：注意： FA=FNAf f=tan 43学习材料3、偏心、偏心块楔楔紧条件条件 FRfFNFN欲使楔欲使楔块楔楔紧棘棘轮，则必必须有：有：楔楔块廓廓线升角升角 小于摩擦小于摩擦角角 44学习材料athtDDf不不对称梯形称梯形齿强度度较高，已高，已经标准化，准
11、化，是最常用的一种是最常用的一种齿形形=153030m模数，模数， z齿数数a=m, t=m，b=0.75mD=mz，Df=D-2h，四、四、棘棘轮机构机构设计中的主要中的主要问题（）不（）不对称梯形称梯形齿1、棘棘轮齿形的形的选择45学习材料（2）直）直线型三角形型三角形齿这种种齿形的形的齿顶尖尖锐，强度度较低，低，用于小用于小载荷荷场合。合。直直线46学习材料（3）圆弧型三角形弧型三角形齿圆弧弧这种种齿形形较直直线型型三角形三角形齿强度高，度高，冲冲击也小也小一些。一些。47学习材料（4）对称型矩形称型矩形齿这种种齿用用于双向于双向驱动的棘的棘轮48学习材料2、棘、棘轮转角大小的角大小的调
12、整整（1）采用棘）采用棘轮罩罩通通过改改变棘棘轮罩的位置罩的位置实现棘棘轮转角大小角大小的的调整整49学习材料滑滑块摆杆杆（2）改）改变摆杆杆摆角角通通过改改变滑滑块A的的位置，改位置，改变摆杆杆摆角的大小，角的大小，从而从而实现棘棘轮转角角大小的大小的调整整50学习材料 以上两种以上两种调整棘整棘轮转角的方法，角的方法，棘棘轮的最小的最小转角都不小于一个角都不小于一个齿距距角。若要使棘角。若要使棘轮的的转角小于一个角小于一个齿距角，距角，则应采取以下方法：采取以下方法： 多爪棘多爪棘轮机构机构51学习材料五、五、棘棘轮机构的特点和机构的特点和应用用轮齿式棘式棘轮机构机构：结构构简单、易于制造
13、、运、易于制造、运动可靠、棘可靠、棘轮转角容易角容易实现有有级调整整棘爪在棘爪在齿面滑面滑过时会引起噪声，高速会引起噪声，高速时更更为严重重轮齿式棘式棘轮机构多用于低速、机构多用于低速、轻载时间歇运歇运动的控制的控制棘棘轮机构用于将机构用于将摇杆的周期性杆的周期性摆动转换为棘棘轮的的单向向间歇歇转动，也常作，也常作为防逆防逆转装置装置52学习材料摩擦式棘摩擦式棘轮机构：机构：传递运运动较平平稳、无噪声，从、无噪声，从动件的件的转角可作无角可作无级调整整易出易出现打滑打滑现象，运象，运动准确性准确性较差，不适合用于差，不适合用于精确精确传递运运动的的场合合53学习材料各种棘各种棘轮机构在生机构在
14、生产实际中的中的应用用棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构54学习材料棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构棘棘轮机机构构55学习材料棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构棘棘轮机构机构56学习材料57学习材料槽轮机构58学习材料一、槽一、槽轮机构的机构的组成及其工作原理成及其工作原理主主动拨盘从从动槽槽轮锁止弧止弧锁止弧止弧径向槽径向槽圆柱柱销主主动拨盘转动圆柱柱销进入径向槽入径向槽锁止弧松开止弧松开从从动槽槽轮转动拨盘转过角角2 1槽槽轮
15、转过2 2圆柱柱销脱出径向槽脱出径向槽槽槽轮另一另一锁止弧被止弧被拨盘锁止弧止弧锁住住拨盘转动、槽、槽轮静止静止59学习材料二、槽二、槽轮机构的基本机构的基本类型及其型及其应用用常常见的槽的槽轮机构有两种机构有两种类型：型：外外啮合合槽槽轮机机构构60学习材料内内啮合合槽槽轮机机构构61学习材料三、槽三、槽轮机构的运机构的运动性性质1、槽、槽轮机构的运机构的运动系数系数主主动拨盘转一周一周时，槽，槽轮的运的运动时间t2与与拨盘的运的运动时间t1的比的比值为槽槽轮机构的运机构的运动系系数。数。62学习材料（1）外槽）外槽轮机构机构拨盘转过一周的一周的时间为：若若拨盘上有上有k 个个圆柱柱销，则拨
16、盘每每转一周，一周， k 次次拨动槽槽轮。每次。每次拨动槽槽轮的运的运动时间为： k 次次拨动槽槽轮的运的运动时间为：63学习材料槽槽轮径向槽数径向槽数要使槽要使槽轮运运动，其运，其运动时间 t20即即 ： 要使槽要使槽轮有停歇，其运有停歇，其运动时间 t2 t1，即：，即：时（k=15)，时（k=13)，时（k=13)。64学习材料（2）内槽）内槽轮机构机构拨盘转过一周的一周的时间为：若若拨盘上有上有k 个个圆柱柱销，则拨盘每每转一周，一周， k 次次拨动槽槽轮。每次。每次拨动槽槽轮的的运运动时间为： k 次次拨动槽槽轮的运的运动时间为：65学习材料槽槽轮径向槽数径向槽数要使槽要使槽轮有停歇
17、，其运有停歇，其运动时间 t2 t1，即：，即：时必然有：必然有：由于当由于当故内槽故内槽轮机构机构拨盘上的上的圆柱柱销只能有一个只能有一个66学习材料2、槽、槽轮机构的角速度和角加速度机构的角速度和角加速度外槽外槽轮的的转角角 2 和和拨盘的的转角角 1 关系关系为：R圆柱柱销回回转半径，半径，a中心距中心距令令l=Ra67学习材料当当 1为常数常数时，槽，槽轮的角速度与角加速度的角速度与角加速度均均为槽数槽数z和和拨盘位置角位置角 1的函数。的函数。为避免避免圆柱柱销进入与脱离槽入与脱离槽轮径向槽径向槽时发生生刚性冲性冲击，圆柱柱销中心的运中心的运动方向方向应与径向槽的与径向槽的中心中心线
18、相切，因而有：相切，因而有：当槽数当槽数较少少时，加速度，加速度较大，运大，运动平平稳性差；当槽数增多后，加速度性差；当槽数增多后，加速度变化化较小，运小，运动较平平稳。（。（设计时槽槽轮的槽的槽数不宜太少也不宜太多，一般数不宜太少也不宜太多，一般z=48）68学习材料内槽内槽轮机构的运机构的运动参数参数69学习材料z外槽外槽轮机构机构内槽内槽轮机构机构外槽外槽轮机构机构内槽内槽轮机构机构36.460.4631.441.7342.410.415.411.0051.430.372.300.7361.000.331.350.5880.620.280.700.41内、外槽内、外槽轮机构的角速度和角加
19、速度机构的角速度和角加速度运运动平平稳性差，不宜采用性差，不宜采用结论：内槽轮的运动平稳性比外槽轮好。70学习材料内、外槽内、外槽轮机构几何尺寸机构几何尺寸计算公式算公式名名 称称符号符号外外啮合槽合槽轮机构机构计算公式算公式内内啮合槽合槽轮机构机构计算公式算公式圆销的回的回转半径半径R R圆销半径半径r r槽槽顶高高H H槽底高槽底高h hh ha aR Rr r= =- -+ +( () )或或h ha aR Rr r= =- -+ +- -( () ) ( (3 35)mm5)mmh ha aR Rr r= =- -+ +( () )或或h ha aR Rr r= =- -+ +- -(
20、 () ) ( (3 3 5)mm5)mm锁止弧半径止弧半径RxRxRx = hRx = h( (a a +r)+r)锁止弧止弧张角角g gg gp pp p= =- -= =+ +- -2 22 22 21 11 11 12 21 1k kk kz zF F( () )g g= =2 21 1F F71学习材料三、槽三、槽轮机构的特点和机构的特点和应用用优点：结构简单，易加工； 进入和脱离啮合时运动较平稳，转角准确； 机械效率高。1、特点：、特点：缺点：转角大小不能调节； 槽轮在起、停时的加速度大，有冲击。适用场合：不需经常调节转位角度的转位运动。72学习材料2、槽、槽轮机构机构在生在生产中的中的应用用电影放映机的影放映机的间歇卷片机构歇卷片机构间歇歇转位机构位机构73学习材料电影放映机的影放映机的间歇卷片机构歇卷片机构74学习材料75学习材料
