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机械设计中必须掌握的间歇运动机构!

2016-07-20  HT1688


【每日学机械】第87期今天我们聊聊在机械设计中,我们必须掌握的间歇运动机构!有些机械需要其构件周期地运动和停歇,能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构,称为间歇运动机构。常见的间歇运动机构有:棘轮机构、槽轮机构、凸轮间歇运动机构和不完全齿轮机构。


1、棘轮机构

由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。它主要由摇杆、棘爪和外棘轮所组成。摇杆为运动输入构件,棘轮为运动输出构件。





当摇杆顺时针摆动时,铰接在杆上的棘爪插入棘轮的齿内,使棘轮同时转过一定角度。当摇杆逆时针摆动时,棘爪在棘轮的齿上滑过,棘轮静止不动。这样,当摇杆作连续的往复摆动时,棘轮便得到单向的间歇转动。

棘轮机构工作时常伴有噪声和振动,因此它的工作频率不能过高。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上,也常用千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动,在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。


棘轮机构按结构形式分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。



▲单动式棘轮机构


▲钩头双动式棘轮机构


▲双止动式棘轮机构


▲可变向棘轮机构


▲可变向棘轮机构


▲内啮合棘轮机构


▲外摩擦式棘轮机构


▲摩擦式棘轮机构


▲内摩擦式棘轮机构


棘轮机构优缺点:

优点:棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠,并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等;

缺点:棘轮机构传力小,工作时有冲击和噪声。因此,棘轮机构只适用于转速不高,转角不大及小功率的场合;


2、槽轮机构

槽轮机构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。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有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。



槽轮机构典型结构


外啮合槽轮机构


▲内啮合槽轮机构


球面槽轮机构


槽轮机构工作原理:

如下图所示,主动拨盘上的圆柱销进入槽轮上的径向槽以前,凸锁止弧将凹锁止弧锁住,则槽轮静止不动。圆柱销进入径向槽时,凸、凹锁止弧刚好分离,圆柱销可以驱动槽轮转动。当圆柱销脱离径向槽时,凸锁止弧又将凹锁止弧锁住,从而使槽轮静止不动。因此,当主动拨盘作连续转动时,槽轮被驱动作单向的间歇转动。




槽轮机构的特点:是结构简单、工作可靠、机械效率高,但制造与装配精度要求高,且转角大小不能调节。


3、凸轮间歇运动机构

凸轮间歇运动机构是利用凸轮与转位拨销的相互作用,将凸轮的连续转动转换为转盘的间歇转动,用于交错轴间的分度运动。凸轮间歇式运动机构与棘轮机构、槽轮机构最大的优点是:能适用于高速,并且设计空间较大。



4、不完全齿轮机构

不完全齿轮机构是由齿轮机构演变而得的一种间歇机构,这种机构的主动轮上只做出一个齿或几个齿,并根据运动时间和间歇时间的要求,在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿的数目。


▲不完全齿轮机构

▲不完全齿轮齿条机构


不完全齿轮结构工作原理:

在主动齿轮只做出一个或几个齿,根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上作出与主动轮相啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合时,与齿轮传动一样,无齿部分由锁止圆弧定位使从动轮静止。




特点:不完全齿轮机构结构简单、制造容易、工作可靠,从动轮运动时间和静止时间可在较大范围内变化。但是从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击,故一般只用于低速,轻载场合。


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