1、第七章 其它常用机构,7.1 间歇运动机构7.2 万向联轴节7.3 组合机构作业：7- 3、7 157.14 已知一槽轮机构，槽轮的槽数z=6。拨盘的圆柱销数K=1，转速为60r/min。求主动件转一周，槽轮的运动时间和停歇时间。,7-1 间歇运动机构,特点将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。几种常见的间歇运动机构槽轮机构棘轮机构不完全齿轮机构凸轮式间歇运动机构,1、 棘轮机构的组成及工作原理,）工作原理,7.1.1 棘轮机构,0000棘轮机构的设计要点.swf0001 N242N249,根据结构型式：有齿：外、内齿式、棘条 按棘轮运动方式： 单、双向式 无齿：摩擦式，传动准确性
2、差，不宜用于运动精度要求高的场合，如自行车的转铃。,2. 分类及应用,外齿式棘轮机构,内齿式棘轮机构,齿式棘轮机构,摩擦式棘轮机构单向离合器和超越离合器,牛头刨床 (a) 牛头刨床示意图； (b) 牛头刨床工作台横向进给机构,棘条式千斤顶,超越式棘轮机构1-链轮；2-链条；3-带棘齿链轮； 4-棘爪；5-后轮轴,手枪盘分度机构 1-滑块；2-棘爪；3-手枪盘; 4-棘爪； 5-棘轮,钻床中的自动进给机构,1-主动蜗杆；2-蜗轮；3-轴；4-手柄；5-外环；6-滚柱；7-从动轮,3、齿式棘轮机构的设计,棘齿的偏斜角。,棘轮、棘爪的几何尺寸计算,顶圆直径 D = mz,齿 高 h = 0.75m,
3、齿 顶 厚 a = m,齿槽夹角 = 60或55 ,棘爪长度 L = 2m,4、棘轮机构的特点,棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是有噪音、冲击，轮齿易磨损，高速时尤其严重，常用于低速度、轻载的间歇传动。,1、槽轮机构的组成及工作 原理,2）工作原理,7.1.2 槽轮机构,1）,0004外内普通槽轮机构的运动特性.swfN2556电影放映机送片机构.flc,2、槽轮机构的类型、特点及应用,1-销轮；2-槽轮,空间槽轮机构,槽轮机构的特点,优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。,缺点：对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。 在转动始、末
4、，加速度变化较大，有冲击。,电影放映机送片机构,刀架转位机构,3、槽轮机构的运动系数,设：槽数 z 、拨盘圆销数 K,槽轮机构的运动系数（）,槽轮运动时间,拨盘运动时间,若拨盘上均布 K个圆柱销，有,间歇运动机构的运动系数：间歇运动构件运动时间 tm 与连续运动构件运动时间 t 之比。,7.1.3 不完全齿轮机构,原理 由普通齿轮机构演化而来，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。主动轮转一周，从动轮转1/n周。从动轮停歇时，主动轮上的锁住弧与从动轮上的锁住弧互相配合锁住，以保证从动轮停歇在预定位置上。,1、工作原理,0009不完全齿轮单齿.swf N2610010不完全齿轮多齿.swf N262,
5、外啮合不完全齿轮机构,内啮合不完全齿轮机构,2、类型、特点和应用,特点： 从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度变化范围都较大，设计较灵活；但加工工艺复杂，从动轮在运动开始，终了时冲击较大，故一般用于低速、轻载场合。,应用多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位、计数机构及某些间歇进给机构之中。,插秧机的秧箱移动机构,减小冲击的不完全齿轮机构,工件夹紧机构,主动件尚未做出锁住弧,7.1.4 凸轮式间歇运动机构,凸轮式间歇运动机构由凸轮的整周连续回转得到从动轮的单向间歇转动,钻孔攻丝机的转位机构,00160019凸轮联动组合机构.swf,7.1.5 擒纵机构,机械表的传动系是将原
6、动系的能量传至擒纵调速器的一组传动齿轮，它是由二轮(中心轮)、三轮(过轮)、四轮(秒轮)和擒纵轮齿轴组成，其中轮片是主动齿轮，齿轴是从动齿轮。钟表传动系的齿形绝大部分是根据理论摆线的原理，经过修正而制作的修正摆线齿形。擒纵调速器是由擒纵机构和振动系统两部分组成，它依靠振动系统的周期性震动，使擒纵机构保持精确和规律性的间歇运动，从而取得调速作用。叉瓦式擒纵机构是应用最广的一种擒纵机构。它由擒纵轮、擒纵叉、双圆盘和限位钉等组成。它的作用是把原动系的能量传递给振动系统，以便维持振动系统作等幅振动，并把振动系统的振动次数传递给指示机构，达到计量时间的目的。振动系统主要由摆轮、摆轴、游丝、活动外桩环、快
7、慢针等组成。游丝的内外端分别固定在摆轴和摆夹板上；摆轮受外力偏离其平衡位置开始摆动时，游丝便被扭转而产生位能，称为恢复力矩。擒纵机构完成前述两动作的过程，振动系在游丝位能作用下，进行反方向摆动而完成另半个振动周期，这就是机械钟表在运转时擒纵调速器不断和重复循环工作的原理。,0021; 0022; 0023,擒纵机构是机械表的心脏，擒纵轮带动擒纵叉一擒一纵，完成锁接、传冲、释放的动作，将动力传输给摆轮，由摆轮完成时间的分配，达到调速的作用。可以说机械表的准确与否与擒纵机构有最大的关联。历史上早期的擒纵机构都是英国人发明的，有丁字轮、工字轮等好几种。后来宝玑发明了杠杆擒纵（既马式擒纵），经过一些年
8、的推广和使用，渐渐取代了其他各种擒纵机构，成为所有表厂都使用的一种标准擒纵机构。同轴擒纵是乔治.丹尼尔斯博士经过十五年的研制发明的一种新型擒纵机构，他的出发点是将擒纵轮与擒纵叉之间垂直方向的摩擦变为平行方向的，摩擦的改变使机械表传统的35年一次的保养洗油延长至十年。同时因为同轴擒纵实现的基本条件是螺丝调校摆轮和无卡度游丝，这样令同轴擒纵机芯可以轻松获得天文台认证，得以走时精准。同轴擒纵刚一推出表坛既轰动，因为这是钟表界100多年以来第一次有新的擒纵方式出现，结构几乎是完美的，比起杠杆擒纵他是很先进的。丹尼尔斯博士在研究成功后曾先后向百达翡丽（pp）和劳力士寻求合作，都遭到拒绝，最后是欧米茄大胆
9、创新，采纳了丹尼尔斯博士的新型擒纵结构，也使得欧米茄得以和劳力士分羹。所以喜欢欧米茄的朋友是幸运的，这项专利目前属于欧米茄，其他厂商都无法拥有。同轴擒纵比起传统的杠杆擒纵是相当的复杂。欧米茄的擒纵器传冲被丹尼尔斯称作“非常恰到好处的同轴擒纵”。在下面的图例中，擒纵轮不再是由秒轮驱动轴齿。 （1）替代为秒轮驱动一个有五片轴齿的齿轮。（2）这个齿轮驱动副擒纵轮。（3）擒纵轮上部。（3）下部。（4）主擒纵轮与副擒纵轮安装在同一轴上。（5）擒纵杠杆。擒纵杠杆叉瓦（6）（7）仅对主擒纵轮做锁接和释放。第三只叉瓦（8）用来接收来自副擒纵轮（9）的传冲。擒纵轮通过两条途径将传冲能量传递至摆轮。主擒纵轮的一个
10、齿（10）推动出瓦（7）将能量传递至摆轮（小图A），推动摆轮顺时针方向转动。副擒纵轮的一个齿（9）推动第三只叉瓦（8）将能量传传递至摆轮的上部叉瓦（小图B），推动摆轮逆时针方向转动，就像是标准的杠杆擒纵。,7.2 万向联轴节,用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中，两轴之间的夹角(相对位置)可以改变。如汽车传动轴。,单万向联轴节,双万向联轴节,0020万向.swfN291万向联轴节单.flc92,如图，其动力从主动轴1输入，通过中间的十字头2，传递给从动轴3,构件1和3端部都带有叉面，转动副A和B的轴线分别相互垂直，并交于十字头中心点O，轴和轴之间允许有夹角 。从以上分析可以看出，该机
11、构是一个空间连杆机构。,上式表明：输出轴3的角速度变化随 的增加而增加，因此，单万向联轴节在使用时通常需要限制 角的值，一般应该小于3545。给定 后，传动比是 的函数，且呈周期性变化。,.1单万向联轴节,0020万向铰链机构的运动特性.swf,1 夏新念. 万向节两传动轴转角关系的三元复数推证方法J. 机械设计与制造 , 2007,(01) 1 夏新念. 三元数及其在实数域上三维代数J武汉化工学院学报 , 2004,(02) . 2 周凤岐. 三万向节等速传动的广义判别式及移相法J. 汽车技术 , 1992, (06) ！3 韦世钊. 万向节的运动学J. 四川工业学院学报 , 1988, (
12、04) 4 黄海燕. 电磁学中的矢量运算J. 河北北方学院学报(自然科学版) , 1999,(02) ！5 王鸿恩, 罗义银. 十字轴万向节传动轴的扭振计算J. 汽车技术 , 1986, (11) 6 卢青苇. 传动轴与万向节的维修J. 汽车维修 , 1999,(08) 7 刘曰键. 防止Q-51起重机变幅机构花键轴扭变形的措施J. 工程机械 , 1983, (06) 8 陈建民. BJ130传动轴万向节改进设计J. 机电工程技术 , 1981, (03) 9 BJ130型汽车传动轴万向节的改进设计J. 汽车技术 , 1975, (03) ！10 韦世钊. 万向节的运动学(续)J. 四川工业学
13、院学报 , 1989, (01),以O为原点建立的坐标系。A、B、C为单位长,导出以下结果的过程见下页,由于单万向联轴节的传动比不是常数，将引起加速度的变化，产生惯性力。为了使从动轴的转速为常数，选用双万向联轴节结构，从图可知，第一个万向节把匀速变为变速，第二个又把变速变会到匀速，实现了匀速传动的要求。设中间轴为M，分别将其两端作为主动轴，并以左端为基准，则有：,7.2.2 双万向联轴节传动比计算,可见：只要有： ，传动比就为常数。这个条件可以表述如下：,则：,1）主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中间轴的夹角； 2）中间轴的两叉面在同一平面内。,2、联动凸轮机构,7.3 组合机构简介,1、齿轮
14、连杆组合机构,3、凸轮齿轮组合机构,4、凸轮连杆组合机构,5、非圆齿轮机构,0015非圆_椭圆齿轮_曲柄滑块实现急回运动0015椭圆齿轮_槽轮机构总结：*1、什么是间歇运动机构？常用的有哪些？2、本章介绍的四种间歇运动机构，在运动平稳性、加工难易、制造成本方面各具有哪些优缺点？各适用于什么场合？3、运动系数 ：间歇运动机构运动时间tm与总时间t之比。作业：7.1、7.3、*7.7、7.14,第章总结,*1、间歇运动机构？常用的有哪些？2、本章介绍的四种间歇运动机构，在运动平稳性、加工难易、制造成本方面各具有哪些优缺点？各适用于什么场合？*3、运动系数 ：间歇运动构件运动时间 tm 与连续运动构
15、件运动时间 t 之比。*4、联轴节角速比,T7.3 什么是槽轮机构的运动系数，其取值范围是什么？,间歇运动机构的运动系数：间歇运动构件运动时间 tm 与连续运动构件运动时间 t 之比。,设：槽数 z 、拨盘圆销数 K ，由它们之间的关系为：,T7.13 若要求主动件连续转动，转速为6 r / min，从动件要求转3s，停7s，每次转过72O，应选用什么机构？并分析该机构的特点。,可选用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、其它组合机构。对于槽轮机构，由于：,此时恰好是主动件旋转一周，从动件旋转五分之一周。,对于不完全齿轮机构，主动件的十分之三圆周上分布6个啮合齿（5个独立齿），而从动件的五分之一圆周上分布5个齿槽和锁住弧。可由以上条件设计两不完全齿轮的分度圆直径。对于凸轮式间歇运动机构，由于从动件转盘上的滚子只5个，凸轮的形状较大。,T7.15 图示双万向联轴节的安装有无错误？图示安装方法的主、从动轴间的转速变化为多少？如何改进才能实现其传动比为 1 的要求？,两叉面没在同一平面内,P111该条件可表述为：1）主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中间轴的夹角；2）中间轴的两叉面在同一平面内。,中间轴可伸缩,
