1、机械原理教案1第十二章 其它常用机构、第六章 机械的平衡第一讲一棘轮机构（30 分钟） ；二槽轮机构（20 分钟） ；三机械的平衡（50 分钟） 。一棘轮机构（30 分钟）（一）棘轮机构的机构组成与工作原理1棘轮机构的组成：主动摆杆、棘爪、棘轮、机架2棘轮机构的工作原理：摆杆单向摆动时，棘轮沿同一方向转过一个角度；而棘轮向另一个方向转动时，棘轮静止不动。（二）棘轮机构的类型：1带轮齿的棘轮机构1）按动作分：单动式棘轮机构；双动式棘轮机构2）按啮合形式分：外啮式棘轮机构；内啮式棘轮机构3）按轮齿形状分：矩形棘轮机构；锯齿形棘轮机构；可变向棘轮机构2、摩擦式棘轮机构1）偏心楔块式棘轮机构；2）滚子
2、楔紧式棘轮机构（三）棘轮机构的特点：1齿啮式棘轮机构的特点齿啮式棘轮机构结构简单，棘轮转角可实现有级调节，但传动平稳性差。适合于转速不高，转角不大和小功率场合。2摩擦式棘轮机构的特点摩擦式棘轮机构传递运动平稳，无噪音，棘轮可实现无级调节，但易打滑，运动准确性差。（四）棘轮机构的应用：1）射沙自动线的浇铸机构；2）自行车飞轮机构（五）棘轮机构的设计要点：机械原理教案21棘轮转角大小的调节 1）改变摇杆摆角的大小2）改变棘爪行程内的齿数 2棘爪的工作条件 二槽轮机构（20 分钟）（一）槽轮机构的机构组成与工作原理1槽轮机构的组成：主动拨盘、槽轮、机架。2槽轮机构的工作原理：拨盘以匀角速连续回转，当
3、拨盘上的圆销进行槽轮的径向槽中时，带动槽轮转过一个角度；当圆销退出径向槽时，拨盘上的凸弧与槽轮上的凹弧卡住，槽轮不转。槽轮与主动拨盘的轴线平行，其转向相反，最小槽数应大于 3。（二）槽轮机构的类型：1）内啮合槽轮机构；2）外啮合槽轮机构；3）球面槽轮机构。（三）槽轮机构的特点：槽轮机构结构简单，工作可靠，但槽轮转角不能调节。适应于速度不太高的场合。（四）槽轮机构的应用：1）电影放映机的卷片机构；2）六角自动车床转塔刀架的转位机构（五）槽轮机构的设计要点：1工作条件1）圆销在进入或退出槽口时，应避免与槽发生冲击。2）要设置锁住装置2销数、槽数与动停比1）动停比（运动系数）2）槽数 z 与圆销数
4、n 的关系三机械的平衡（50 分钟）（一）机械平衡的目的不平衡 由惯性力和惯性力矩引起；机械原理教案3后果引起运动副的附加动反力、构件中的内应力、摩擦和磨损、机械效率、寿命；平衡的目的 尽量减小或消除惯性力、惯性力矩的影响惯性力。改善机构工作性能。（二）平衡的内容及分类 1刚性转子的平衡转子转速 n 较低（n0.60.7 一阶临界转速） ，转子完全可以看作刚性转子。2挠性转子的平衡 当转子转速较高接近或超过回转系统的第一阶临界转速时，转子将产生明显的变形，这时转子将不能视为刚体，而成为一个挠性体。3机构的平衡存在平动和平面一般运动的构件，只能达到使所有构件的惯性力和惯性力矩最后以合力和合力矩的
5、形式作用在机架上。这类平衡问题又称为机构在机架上的平衡。 （三）刚性转子的平衡计算1静平衡的概念盘状转子：轴向尺寸较小，即宽径比(B/D)小于 0.2，例如齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等，它们的质量可以视为分布在同一平面内。刚性转子的静平衡：就是利用在刚性转子上加减平衡质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性力得以平衡的一种措施。2静平衡的计算已知盘形不平衡转子其偏心质量分别为 m1、m2、m3，向径分别为 r1、 r2、r3，所产生的惯性力分别为 F1、F2、 F3，据平面力系平衡的原理，所加的平衡质量 mb 及其向径 rb 可由质径积平衡方程求得。（可采用图示的图解法，也可
6、采用解析法。 ）若在 rb 的方向上不能添加质量，可在 rb 的反方向 r/b 上除去一部分质量 m/b 来使转子得到平衡。只要保证 mbrb = m/br/b 即可。结论：对于静不平衡转子，不论其中含有多少不平衡质量，都只需在一个面内添加一个配重，使其达到静平衡- 单面平衡。机械原理教案4实际情况：不论其中含有多少不平衡质量，一般只能找出一个（如使用悬挂法） ，而平衡配重倒很可能出现多个（正质量、负质量） 。3动平衡的概念 当转子的宽径比(B/D )大于 0.2 时，其质量就不能视为分布在同一平面内了。这时，其偏心质量分布在几个不同的回转平面内，如图所示。既使转子的质心位于回转轴上，也将产生
7、不可忽略的惯性力矩，这种状态只有在转子转动时才能显示出来，称为动不平衡。动平衡：不仅平衡各偏心质量产生的惯性力，而且还要平衡这些惯性力所产生的惯性力矩。 4动平衡的计算由理论力学知识，一个力可以分解为与它相平行的两个分力。将F1、F2、F 3 分解到两个相互平行的平衡基面上。仿照静平衡计算，在两个平衡基面上各作一次静平衡。可求出在两个平衡基面上所加的平衡质量 mb、 mb“及向径 rb、rb“ 。 这样，转子毫无疑问是静平衡的；同时两个平衡的平面力系之间是不会产生力矩的,因此，转子就达到了动平衡。结论：对于任何动不平衡的刚性转子，无论其具有多少个偏心质量，以及分布于多少个回转平面内，都只要在选定两个平衡基面内分别各加上一个平衡质量，即可实现动平衡-双面平衡。机械原理教案5
