第十二章其它常用机构及其设计 §12-1棘轮机构 §12-2槽轮机构 §12-3擒纵轮机构 §12-4凸轮式间隙运动机构 §12-5不完全齿机构 §12-6韭圆齿轮机构 §12-7螺旋机构 §12-8万向铰链机构 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 第十二章 其它常用机构及其设计 §12－1 棘轮机构 §12－2 槽轮机构 §12－3 擒纵轮机构 §12－4 凸轮式间隙运动机构 §12－6 非圆齿轮机构 §12－5 不完全齿机构 §12－7 螺旋机构 §12－8 万向铰链机构
§12-1棘轮机构 摆杆 棘轮机构的组成及其工作原理 组成:摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 棘爪 工作原理:摆杆往复摆动, 棘爪推动棘轮间歇转动。[棘轮 优点:结构简单、制造方便 运动可靠、转角可调。 缺点:工作时有较大的冲击和噪音,止动爪 运动精度较差。适用于速度较低和 载荷不大的场合。 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 一、棘轮机构的组成及其工作原理 组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 §12－1 棘轮机构 工作原理：摆杆往复摆动， 棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、 运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音， 运动精度较差。适用于速度较低和 载荷不大的场合。 作者：潘存云教授 棘轮 摆杆 棘爪 止动爪
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布:外缘、内缘、端面棘轮机构。 棘轮 类型 外缘 内缘 端面 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 外缘 棘轮 类型 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 二、棘轮机构的类型与应用 作者：潘存云教授 端面 作者：潘存云教授 内缘
、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布:外缘、内缘、端面棘轮机构。 按工作方式:单动式、双动式棘轮机构。 棘轮 类型 单动式 双动式棘轮机构 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 单动式 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 二、棘轮机构的类型与应用 按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 双动式棘轮机构 棘轮 类型
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布:外缘、内缘、端面棘轮机构。 按工作方式:单动式、双动式棘轮机构。 棘轮按棘轮转向是否可调:单向、双向运动棘轮机构。 类型 B B 棘轮双向运动1 棘轮双向运动2 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 二、棘轮机构的类型与应用 按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 A B B’ 棘轮双向运动1 棘轮双向运动2 棘轮 类型
、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布:外缘、内缘、端面棘轮机构。 按工作方式:单动式、双动式棘轮机构 棘轮按棘轮转向是否可调:单向、双向运动棘轮机构。 类型 按转角是否可调:固定转角、可调转角 牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角 0 2 3 通过调滑动5 罩来调角度 湖南理工学院专用 潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 二、棘轮机构的类型与应用 按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 按转角是否可调: 固定转角、可调转角 牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角 0 2 3 4 5 1 φ 0 2 3 4 5 1 φ 通过调滑动 罩来调角度 棘轮 类型
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布:外缘、内缘、端面棘轮机构。 按工作方式:单动式、双动式棘轮机构。 棘轮按棘轮转向是否可调:单向、双向运动棘轮机构。 类型 按转角是否可调:固定转角、可调转角 按工作原理分:轮齿棘轮、摩擦棘轮 3 3 摩擦棘轮 超越离合器 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 棘轮 类型 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 二、棘轮机构的类型与应用 按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 按转角是否可调: 固定转角、可调转角 按工作原理分 : 轮齿棘轮、 摩擦棘轮 演示模型 摩擦棘轮 超越离合器 1 3 2 1 3 2 2 1 3 4
运动特点: 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调,但 运动准确。而摩擦棘轮正好相反。 应用:在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例:止动器、生头刨床、冲床转 位、超越离合器(单车飞轮)。 冲头 冲压工位 卸料工位 0间歇转动 装科工位9。0 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 A B C D 运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但 运动准确。而摩擦棘轮正好相反。 应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转 位、超越离合器（单车飞轮）。 间歇转动 作者：潘存云教授 冲头 卸料工位 装料工位 冲压工位
设计要点 正压力一Pn摩擦力一F 要求在工作时,棘爪在P和F的作用下,能自动滑入棘 轮齿槽。 条件是两者对O2的力 矩要满足如下条件: M.>M F 将力分解成切向和径向分量 P sin a> Fcos a L 齿偏角 F=Pnf代入得 tg a>f =tg op a>9 当f=0.2时,=1°30通常取a=20° 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 da o1 o2 A Σ=90° L pr Pn F 三、设计要点 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。 Pn sinα ∵ F= Pn f 代入得： tgα> f ∴ α>φ 当 f=0.2 时，φ＝11°30’ 通常取α＝20° α Ft Fr 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： Mpn>MF 将力分解成切向和径向分量 M =tgφ 齿偏角 α α L > Fcosα L pt
棘轮几何尺寸计算公式 棘轮参数计算公式或取值 齿数z 12~25 模数m 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 顶圆直径d d,=mZ与齿轮不同 齿间距p P=J m 齿高h h=0.75m 60°~80 齿顶弦长a a=m 棘爪工作面长度a1a=0.5-0.7)a 齿槽角 齿偏角a a=20° 棘轮宽b b=(1~4m 棘爪斜高h1、齿斜高h'’h=h3≈ h/cos a 棘轮齿根圆角半径rr=1.5mm 棘爪尖端圆角半径r1r1=2mm 棘爪长度L一般取L=2 作者:潘存云教授
湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 棘轮几何尺寸计算公式 模数m 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 顶圆直径da da =mz 与齿轮不同 齿间距p P=πm 齿高h h=0.75m 齿顶弦长a a=m 棘爪工作面长度a1 a1=(0.5~0.7)a 齿偏角α α＝20° 棘轮宽b b=(1~4)m 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ h1=h’ ≈h/cosα 棘轮齿根圆角半径rf rf =1.5 mm 棘爪尖端圆角半径r1 r1 =2 mm 棘爪长度L 一般取 L=2p a1 L p 60°~80 ° a da α o1 o2 齿数z 12~25 棘轮参数 计算公式或取值 作者：潘存云教授 h’ h1 rf r1 齿槽角 h