定位切确、且 布局紧凑

发表时间:2019-09-06

  第7章 间歇活动机构及其设想_物理_天然科学_专业材料。第7章 间歇活动机构及其设想 7-1 棘轮机构 7-2 槽轮机构 7-3 擒纵机构 7-4 凸轮式间歇活动机构 7-5 不完全齿轮机构 7-6 间歇活动机构设想的根基要求 做者潘存云 7-1

  第7章 间歇活动机构及其设想 7-1 棘轮机构 7-2 槽轮机构 7-3 擒纵机构 7-4 凸轮式间歇活动机构 7-5 不完全齿轮机构 7-6 间歇活动机构设想的根基要求 做者潘存云 7-1 棘轮机构 摆杆 一、棘轮机构的构成及其工做道理 构成:摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 棘爪 工做道理:摆杆来去摆动, 棘轮 棘爪鞭策棘轮间歇动弹。 长处:布局简单、制制便利、 活动靠得住、转角可调。 错误谬误:工做时有较大的冲击和乐音, 止动爪 活动精度较差。合用于速度较低和 载荷不大的场所。 做者潘存云 二、棘轮机构的类型 轮齿分布:外缘、内缘、端面、棘条机构 棘轮 类型 棘条 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 外缘 内缘 端面 做者潘存云 二、棘轮机构的类型取使用 轮齿分布:外缘、 内缘、端面棘轮机构 棘轮 类型 工做体例:单动式、双动式棘轮机构。 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 单动式 双动式棘轮机构1 双动式棘轮机构2 做者潘存云 二、棘轮机构的类型取使用 轮齿分布:外缘、 内缘、端面棘轮机构。 棘轮 类型 工做体例:单动式、双动式棘轮机构。 棘向能否可调: 单向、双向活动棘轮机构。 A B B’ 做者:潘存云传授 棘轮双向活动1 棘轮双向活动2 做者潘存云 二、棘轮机构的类型取使用 轮齿分布:外缘、 内缘、端面棘轮机构。 棘轮 类型 工做体例:单动式、双动式棘轮机构。 棘向能否可调: 单向、双向活动棘轮机构。 按工做道理分 :轮齿棘轮、 摩擦棘轮 1 2 做者:潘存云传授 演示模子 3 做者:潘存云传授 3 4 做者:潘存云传授 2 3 2 1 1 摩擦棘轮 超越离合器 做者潘存云 三、棘轮机构的设想 1)棘轮模数和齿数简直定 定义: m=da/Z 棘轮模数表 mm 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 6 8 10 棘轮的最小转角θmax由工做要求确定。 ∵棘轮每次动弹整数个齿,故齿数应满脚如下前提: 2π/Z≤θmin ? Z ≥ 2π/θmin 工程上一般取: Z=12~25 做者潘存云 2)棘轮的齿形取几何尺寸计较 棘轮参数 齿数z 模数m 做者:潘存云传授 计较公式或取值 12~25 L o2 1 p 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 h1 h’ 做者:潘存云传授 a a 顶圆曲径da 齿间距p 齿高h 齿顶弦长a 棘爪工做面长度a1 齿偏角α 棘轮宽b 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1 棘爪长度L da =mz 取齿轮分歧 P=π m h=0.75m a=m a1=(0.5~0.7)a α=20° b=(1~4)m h1=h’ ≈h/cosα rf =1.5 mm r1 =2 mm 一般取 L=2p α da o1 齿槽角 r1 rf h 60°~80 ° 做者潘存云 3)棘角的调理 (1)摆杆摆角不变,调理棘轮遮挡罩 (2)改变摆杆的摆角━━通过改变曲柄长度 φ 0 1 2 3 4 a 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 通过调遮挡 罩来调角度 5 牛头刨床进给调零件构 做者潘存云 4)棘轮机构的靠得住工做前提 Pn ——正压力 F ——摩擦力 要求正在工做时,棘爪正在Pn和F的感化下,能从动滑入 棘轮齿槽。 L F 前提是两者对O2的力 αFt M pr Fr A o2 矩要满脚如下前提: MpnMF α p t P n 将力分化成切向和径向分量 Σ =90° α Pn sinα L Fcosα L 齿偏角 做者:潘存云传授 ∵ ∴ F= Pn f 代入得: tanα f =tanφ da o1 αφ 凡是取: α=20° 做者潘存云 当 f=0.2 时,φ=11°30’ 活动特点: 轮齿式棘轮工做时乐音大且转角为步进可调,但 活动精确。而摩擦棘轮正好相反。 使用:正在各类机床中实现进给、转位、或分度。 使用实例: 做者:潘存云传授 起沉机止动器 做者潘存云 使用实例: 工做台进给 驱动机构 牛头刨床 做者潘存云 使用实例: C 冲压工位 D 冲头 卸料工位 做者:潘存云传授 间歇动弹 B A 拆料工位 自行车飞轮 冲床转位 做者潘存云 使用实例: 棘轮扳手 做者潘存云 使用实例: 棘轮式压线钳子 做者潘存云 使用实例: 模锻棘轮式封车器 做者潘存云 使用实例: 卡车篷布棘轮式张紧器 做者潘存云 7-2 槽轮机构 一、槽轮机构的构成及其工做特点 构成:带圆销的拨盘、带有径向 圆销 槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁 止弧:槽轮上的凹圆弧、拨盘上 的凸圆弧,起锁定感化。 工做过程:拨盘持续反转展转,当两锁止 弧接触时,槽轮静止;反之槽轮活动. 感化:将持续回改变换为间歇动弹。 因槽轮象马尔它国铁十字勋章而得名 拨盘 锁止弧 ω1 o1 做者:潘存云传授 o2 槽轮 ω2 特点:布局简单、制制容易、工做靠得住、机械效率高, 能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮活动过程中角速 度有变化 ,不适合高速体育场合。 做者潘存云 二、槽轮机构的类型 外啮合槽轮机构 类型 内啮合槽轮机构 轴线平行 ?轴线订交 球面槽轮机构 ω1 o1 ω2 ω1 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 设想:潘存云 o2 ω2 内啮合槽轮机构 球面槽轮机构 做者潘存云 外啮合槽轮机构 三、槽轮机构的设想 1)槽数Z和圆销数n的拔取 拨盘等速反转展转一圈的活动时间为: ω1 o1 2α1 90° 90° 2φ2 做者:潘存云传授 t= 2 π / ω 1 槽轮的活动时间为: td=2α1/ω 1 定义: k=td / t 为活动系数,即: k=td / t =2α1/2π ω2 o2 为削减冲击,进入或退出啮应时,槽核心线π /z) = 2π (z-2)/2z 代入上式 做者潘存云 将2α1代入得:k =1/2-1/z ∵ k0 ∴ 槽数 z≥3 可知:当只要一个圆销时,k=1/2-1/z 0.5 即槽轮的活动时间老是小于其静止时间。 若拨盘上拆有n个均布的圆销,则活动系数将是单 圆柱销的n倍,即: k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得:n≤2z/ (z -2) 为何 k≤1? 熟记该公式! 当k=1槽轮机构曾经不 具备间歇活动特征了! 做者潘存云 由:n≤2z/ (z -2) 得: 槽数Z、圆销个数n取活动系数 k之间的关系 槽数z 圆销数n 3 1~5 4 5 、6 1~2 0.3~2/3 ≥7 1 5/14 1~3 1/4~3/4 活动系数k 1/6~5/6 出格当:z=4 及 n=2 时, k=n(1/2-1/z) = 0.5 申明此时槽轮的活动时间和静止时间相等。 举例:试设想一外槽轮机构,使其活动系数k=0.6。 解:由:k= n(1/2-1/z) =0.6 得: n=2,Z=5 做者潘存云 内槽轮机构的活动系数: 拨盘等速反转展转一圈的活动时间为: t= 2 π / ω 1 槽轮的活动时间为: 做者:潘存云传授 ω2 td=2α1/ω 1 2α1=π +2φ2 =π +(2π /z) = 2π (z+2)/2z k = td /t = 0.5+1/z 2φ2 2α1 ω1 结论:内槽轮机构的活动时间老是大于静止时间。 做者潘存云 四、槽轮机构的几何尺寸计较 参数 槽数z 圆销数n 核心距L 反转展转半径R 圆销半径r 槽顶半径s 槽深h 拨盘轴径d1 槽轮轴径d2 槽顶侧壁厚b 锁止弧半径r0 计较公式或根据 由工做要求确定 由安拆空间确定 R=Lsinφ=Lsin(π /z) 做者:潘存云传授 d1 R r φ 1 r0 L 由受力大小确定 r≈R/6 s=Lcosφ=Lcos(π /z) h≥s-(L-R-r) d1≤2(L-s) d2≤2(L-R-r) b=3~5 mm 经验确定 r0=R-r-b s 2 h d2 b 做者潘存云 五、改善槽轮机构机能的设想 (1)外啮合槽轮机构 图示槽轮正在活动的任一瞬时,设拨盘角用α来暗示,槽轮角用φ暗示。 槽轮的活动是靠圆销的拨动来实现的,正在一个活动轮回内,槽轮 履历了从静止→活动→静止的过程,因而,槽轮的角速度是变化 的,从而具有角加快度,以下将阐发槽轮活动的变化纪律。 : 和正在圆销进入区为正,正在圆 销分开区为负,变化区间为: ω1 R o1 α α 1 -α 1 L -α1≤α≤α1 -φ2≤φ≤φ2 正在△ABO2中有如下关系: A 做者:潘存云传授 φ B R sin ? AB tan ? ? ? O2 B L ? R cos ? 令λ= R / L,并代入上式得: φ2 O2 -φ2 ω2 ? sin ? ? = tan 1 ? ? cos ? ?1 做者潘存云 别离对时间求一阶导数、和二阶导数,得: ? (cos ? ? ? ) ? ? ?1此中: dα/dt =ω1 ?2 ? 2 dt 1 1 ? 2? cos ? ? ? d? 2 2 ? ( ? ? 1) ? sin ? d? 2 ? ? ? ?2 ? 2 1 此中:dω1 /dt = 0 2 2 dt 1 (1 ? 2? cos ?1 ? ? ) 2 令i21=ω 2/ω 1 (传动比) ,kα =α2/ω 21 得: ? (cos ? ? ? ) i21 ? 2 1 ? 2? cos ? ? ? ? (?2 ? 1) ? sin ? k? ? (1 ? 2? cos ?1 ? ?2 )2 将上述i21、kα随α的变化绘制成曲线,称为槽 轮机构的 活动特征曲线。 上式申明,当拨盘以等角速度活动时,槽轮随的变化而变化。由于λ随槽数z的分歧而变化,因而,不只随机构变化,并且随槽数变化。 做者潘存云 i21 ? ?2 ?1 6 5 4 ? (cos ? ? ? ) kα =α2/ i21 ? 1 ? 2? cos ? ? ?2 8 2 z=3 ? (? ? 1) ? sin ? k? ? 6 2 2 (1 ? 2? cos ?1 ? ? ) z=4 4 2 做者:潘存云传授 ω 21 z=3 z=6 a=1 3 2 1 槽轮活动的前半段,槽轮的 角速度ω 2是添加的,角加快 度α20后半段正好相反。 z=6 α z=4 α -60? -40? -20? 0 20? 40? 60? -50? -30? -10? 10? 30? 50? -4 -6 -8 做者:潘存云传授 -60? -40? -20? 0 20? 40? 60? -50? -30? -10? 10? 30? 50? z= 8 活动特征曲线 活动特征阐发: ①槽轮活动的ω max、amax随槽数z的增加而减小。 ②存正在柔性冲击。Z愈少,冲击愈大。 圆销进入或退出径向槽时,角速度有突变, 做者潘存云 (2)内啮合槽轮机构 用同样方式可求得内啮合槽轮机构的活动曲线 做者:潘存云传授 z=4 ?2 ?1 特征阐发: 圆销进入或退出径向槽时,角速度 有突变,且值取外槽轮相等。 1.0 0.75 0.5 0.25 0 -0.25 -0.5 -0.75 ①存正在柔性冲击。a =1 ②但跟着转角增大, 角加快度值敏捷下 降并趋于零; ③曲线呈枯燥变化而不 象外槽轮那样有两个 峰值。 ?2 ?12 α 90? 135? -135? -90? -45? 0 45? -1.0 ④内槽轮机构的动力机能比外槽轮机构要好得多。 a=1 做者潘存云 使用实例: 片子放映机 做者潘存云 使用实例: 片子开麦拉 航空照像机 做者潘存云 使用实例: 3 空闲 车螺纹4 切尾 5 2 车帽口 1 拆牙膏筒 6 卸牙膏筒 六角车床转塔 做者潘存云 使用实例: 滚动轴承从动拆卸机 做者潘存云 7-3 擒纵轮机构 一、擒纵轮机构的构成及其工做道理 构成:逛丝摆轮、擒纵叉、擒纵轮。 逛丝摆轮 工做道理: 擒纵轮受发条 力矩的驱动,逛丝 摆 轮系 统 来去 摆动 , 带动擒纵叉来去摆 动,卡住或擒 纵轮,并使它间歇 动弹。 6 做者:潘存云传授 4 3’ 3 1’ 1‘ 擒纵叉 2 8 1 5 擒纵轮 做者潘存云 二、擒纵轮轮机构的类型取使用 固有振动系统型擒纵轮轮机构 —计时精度高,用于钟表 无固有振动系统型擒纵轮轮机构 ——布局简单、成本低、计时精度不高,用于从动记 录仪、时间继电器、计数器、按时器、测速器、 机快门和器等。 4 做者:潘存云传授 4 2 4 3’ 6 3 1’ 做者:潘存云传授 1 1 2 做者:潘存云传授 1 2 8 3 3 5 做者潘存云 按时器 闹钟 做者潘存云 洗衣机按时器 闹钟 做者潘存云 7-4 凸轮式间歇活动机构 一、工做道理及特点 圆柱凸轮持续反转展转,鞭策均布 有柱销的从动圆盘间歇动弹。 特点:从动圆盘的活动纪律取 决于凸轮廓线的外形。 长处:可通过选择恰当的活动纪律来减小动载荷、避 免冲击、顺应高速运转的要求。定位切确、且 布局紧凑。 错误谬误:凸轮加工较复杂、安拆调整要求严酷。 做者潘存云 二、类型 圆柱凸轮间歇活动机构 ━━交织轴 凸轮间歇 机构类型 蜗杆凸轮间歇活动机构 ━━交织轴 共轭凸轮间歇活动机构 ━━平行轴 圆柱凸轮间 歇活动机构 蜗杆凸轮间 歇活动机构 共轭凸轮间 歇活动机构 做者潘存云 三、凸轮式间歇活动机构的设想 1)转盘的转位时间取静止时间 若凸动一周的时间为t1,凸轮 ω2 O2 O1 沟槽中螺旋角不为零的曲线所对应 的角度为θ, 则转盘的活动时间为: O1 ω1 ∵ω1 =td / θ =t1/2π 静止时间为: ∴ td = θ t1/2π 做者:潘存云传授 θ 2)圆柱销数Z的拔取 一般按工步数确定Z,但过少会惹起凸轮取圆柱销的 。因而,对于单头廓线)凸轮的最大升程h h=2Rsin(π/Z) d 做者:潘存云传授 O2 R 2π/z O1 D (2)圆柱销的曲径d O1 为传动精度,d取凸轮槽宽度 应不异。 b h (3)凸轮的宽度b 为从动件泊车阶段靠得住定位,应使凸轮廓线 取两圆柱销同时接触,即:b=h-d (4)凸轮平均半径D D取凸轮廓线的压力角相关,若压力角跨越许用值, 则应加大凸轮的平均半径D。 做者潘存云 使用实例: 通用型活动朋分器: 合用于各类高速、高精度的分度转位机械。 做者潘存云 使用实例: 通用型活动朋分器: 合用于各类高速、高精度的分度转位机械。 蜗杆凸轮活动朋分器 做者潘存云 使用实例: 通用型活动朋分器: 合用于各类高速、高精度的分度转位机械。 平行轴活动朋分器 做者潘存云 使用实例: 封口 灌浆 做者:潘存云传授 牙膏灌浆机 牙膏管印字机 做者潘存云 使用实例: 纸杯机 做者潘存云 7-5 不完全齿轮机构 1.工做道理及特点 工做道理:正在自动齿轮只做出一个或 几个齿,按照活动时间和停歇时间的 要求正在从动轮上做出取自动轮相啮合 做者:潘存云传授 的轮齿。其余部门为锁止圆弧。当两 轮齿进入啮应时,取齿轮传动一样, 无齿部门由锁止弧定位使从动轮静止 长处:布局简单、制制容易、工做靠得住、从动轮活动 时间和静止时间的比例可正在较大范畴内变化。 错误谬误:从动轮正在起头进入啮合取离开啮应时有较大 冲击,故一般只用于低速、轻载场所。 做者潘存云 2.类型 类型:外啮合不完全齿轮机构、内啮合不完全齿轮机构 做者:潘存云传授 做者:潘存云传授 外啮合不完全齿轮机构 内啮合不完全齿轮机构 使用:合用于一些具有特殊活动要求的公用机械中。 如乒乓球拍周缘铣削加工机床、蜂窝煤饼机等。 做者潘存云 3.不完全齿轮机构的设想 (1)自动齿轮首、末齿齿顶降低 因为锁止弧固定,则自动 齿轮首齿取被动齿轮发生而不 能一般啮合,为此必需将首齿削顶, D ω1 O1 r’a1 C ra2 ra1 以便越过C点进入啮合。 ω2 同理,反转时末齿必需越过D点才能 O2 进入啮合,故末齿也该当削顶,而 其余各齿均为一般齿高。 做者潘存云 (2)改善从动轮动力特征的办法 正在起头和终止啮应时,因为速度 有突变会发生冲击,故不合用于 高速传动。 加拆瞬心线附加杆可改善从动轮 的动力特征。 设想:潘存云 C’ 瞬心线附加杆K、L先接触,从动 轮2的角速度为: O1C ?2 ? ?2 O 2C C ’为瞬心点,其初始位于O1点,达到节点 时退出啮合,改由齿轮进入啮合,使运转平稳。 做者潘存云 4.使用实例:地铁门禁、球拍铣床、蜂窝煤机 铣刀 球拍 6 靠模凸轮 8 做者:潘存云传授 9 7 不完全齿轮1 5 不完全齿轮1 2 1 3 4 乒乓球拍公用靠模铣床 做者潘存云 乒乓球拍公用铣床 做者潘存云 退煤饼 不完全齿轮 做者:潘存云传授 锁止弧 填料 填料 锁止弧 蜂窝煤饼机 瞬心线附加杆 使活动平稳 做者潘存云 蜂窝煤饼机 做者潘存云 使用实例 从动转位门禁 做者潘存云 7-6 间歇活动机构设想的根基要求 间歇活动机构的从动机构正在一个很短的 一、动力机能的要求 时间内要颠末启动、加快、减速、遏制 的过程,会发生较大的加快度,从而带 来载荷发生冲击 v 出格要留意合理选择从动件活动纪律 以间歇活动机构动做平稳。 二、从动件活动、停歇时间的要求 动停比:k=td/tt t tt td 工做 转位 K值? ,?出产率?; 但k值过小会引 起加快度a过大,因而应合理选择k值。 三、从动件活动、遏制的要求 应按照工做要求拔取传动件活动行程的大小,并注 意传动件停歇的精确性。 做者潘存云 本章沉点 1、棘轮机构的活动特点及使用 2、槽轮机构的活动系数 3、槽轮机构的特点及使用 4、凸轮间歇机构的特点及使用 5、不完全齿间歇机构的特点及使用 做者潘存云