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1、华中科技大学机械学院 杨家军,第6章 其他常用机构,华中科技大学机械学院 杨家军,6.1 间歇运动机构,华中科技大学机械学院 杨家军,以下机构能实现间歇运动吗？,华中科技大学机械学院 杨家军,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(Geneva drive) 棘轮机构(Ratchet mechanism) 不完全齿轮机构(Intermittent gearing) 凸轮式间歇运动机构(Cam-type index mechanism),华中科技大学机械学院 杨家军,槽轮机构,华中科技大学机械学院 杨家军,一、槽轮机构 1. 槽轮机构的组成及工
2、作特点 槽轮机构的组成及工作特点 2. 槽轮机构的应用 一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中，例如电影放映机的送片机构，长图记录仪的打印机构等。 3. 槽轮机构的类型 外槽轮机构 内槽轮机构 槽条机构 球面槽轮机构等,华中科技大学机械学院 杨家军,外槽轮机构 External Geneva drive,内槽轮机构 Internal Geneva drive,华中科技大学机械学院 杨家军,槽条机构 Geneva rack mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,球面槽轮机构 Spherical Geneva drive,华中科技大学机械学院 杨家军,不等臂长多销槽轮机构
3、Nonequivalent arm and multiple-pin Geneva drive,华中科技大学机械学院 杨家军,偏置外槽轮机构 Offset external Geneva drive,偏置内槽轮机构 Offset internal Geneva drive,华中科技大学机械学院 杨家军,曲线槽内槽轮机构 Curved groove internal Geneva drive,曲线槽外槽轮机构 Curved groove external Geneva drive,华中科技大学机械学院 杨家军,多销的槽轮机构,华中科技大学机械学院 杨家军,当要求拨盘转一周的时间内，槽轮K次停歇的
4、时间不相等，则可将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上。,华中科技大学机械学院 杨家军,若还要求拨盘转一周过程中槽轮K次运动时间也互不相等时，则还应使各圆销中心的回转半径也互不相等。,华中科技大学机械学院 杨家军,一、槽轮机构的结构及工作原理,G,工作原理：拨盘的连续运动转换为槽轮的单向间歇运动。,拨盘,槽轮,定位盘,定位弧,锁止弧 张角,槽轮每转动一次和停歇一次构成一个运动循环。,华中科技大学机械学院 杨家军,槽轮机构的设计,运动系数 在一个运动循环中，槽轮的运动时间在一个间歇周期中所占的比例。,r,槽轮槽数和拨盘圆销数的选择,华中科技大学机械学院 杨家军,O1G O2G,z为槽数，K为均
5、布的圆销数,华中科技大学机械学院 杨家军,设计槽轮时应注意的事项,华中科技大学机械学院 杨家军,1）运动系数应大于零，故槽轮的槽数z应大于或等于3； 2）运动系数将随z的增加而增加； 3）对于K=1的单销外槽轮机构，0.5，应增加圆销数K。,4）槽轮必须有停歇时间，所以1。拨盘的圆销数K与槽轮槽数z的关系应为,华中科技大学机械学院 杨家军,槽轮机构应用举例,蜂窝煤成型机模盘转位机构,华中科技大学机械学院 杨家军,槽轮机构应用举例,六角车床刀架转位机构,华中科技大学机械学院 杨家军,刀架转位机构,华中科技大学机械学院 杨家军,二、棘轮机构 1. 棘轮机构的组成及工作特点 棘轮机构的组成及工作特点
6、 2. 棘轮机构的应用 在工程中广泛应用于转位分度(Indexing)、进给(Feed)、单向离合器(One-way clutch) 、超越离合器(Overrun clutch) 、制动器(Brake)等。 3. 棘轮机构的类型 轮齿式棘轮(Tooth ratchet)机构 摩擦式棘轮(Friction ratchet) 机构,华中科技大学机械学院 杨家军,外啮合轮齿式棘轮机构 Externally meshed tooth ratchet mechanism,内啮合轮齿式棘轮机构 Internally meshed tooth ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军
7、,棘条机构 Ratchet rack mechanism,钩头双动式棘轮机构 Hooked double function ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,直推双动式棘轮机构 Straight double function ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,可变向棘轮机构 Changeable direction ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,可变向棘轮机构 Changeable direction ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,外啮合摩擦式棘轮机构 Ex
8、ternally meshed silent ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,滚子内啮合摩擦式棘轮机构 Internally meshed roller silent ratchet mechanism,内啮合摩擦式棘轮机构 Externally meshed silent ratchet mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,牛头刨床工作台进给机构,棘轮机构应用举例,华中科技大学机械学院 杨家军,棘轮机构应用举例,起重止动器,华中科技大学机械学院 杨家军,制动机构 在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止链条断裂时卷筒逆转。,华中科技大学机械学院
9、 杨家军,调节动停比,改变棘轮遮板位置,思考：还有哪些方法调节动停比？,华中科技大学机械学院 杨家军,三、不完全齿轮机构 1. 不完全齿轮机构的工作原理及特点 不完全齿轮机构的工作原理及特点 2. 不完全齿轮机构的应用 多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位(Intermittent indexing) 、计数机构(Counting mechanism)及某些间歇进给(Intermittent feed)机构中。 3. 不完全齿轮机构的类型 外啮合不完全齿轮机构 内啮合不完全齿轮机构,华中科技大学机械学院 杨家军,单齿外啮合传动 Externally meshed single-toot
10、h intermittent gearing,部分齿外啮合传动 Externally meshed several-tooth intermittent gearing,华中科技大学机械学院 杨家军,单齿内啮合轮传动 Internally meshed single-tooth intermittent gearing,华中科技大学机械学院 杨家军,齿轮与齿条传动 Intermittent pinion and rack,华中科技大学机械学院 杨家军,圆锥不完全齿轮传动 Intermittent bevel gearing,华中科技大学机械学院 杨家军,华中科技大学机械学院 杨家军,四、凸轮式
11、间歇机构 1. 凸轮式间歇机构的工作原理及特点 凸轮式间歇运动机构的工作原理及特点 2. 凸轮式间歇机构的应用 常用于需要高速间歇转位的分度装置和要求步进(Stepping)动作的机械中，例如多工位立式半自动机中工作盘的转位，某些包装机、拉链嵌齿机的间歇供料传动系统。 3. 凸轮式间歇机构的类型 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构,华中科技大学机械学院 杨家军,圆柱凸轮分度机构 Cylindrical cam index mechanism,蜗杆凸轮分度机构 Hourglass cam index mechanism,华中科技大学机械学院 杨家军,6-2 具有其他功能的机构,组合机构是
12、将两种和几种基本机构通过封闭约束组合而成的，它是具有与原基本机构不同结构特点和运动性能的复合式机构。,6.2.1组 合 机 构,华中科技大学机械学院 杨家军,6.2.1组 合 机 构,组合机构与机构组合的不同处在于： 机构组合中所含的子机构，在组合中仍能保持其原有的结构，各自相对独立，而组合机构所含的各子机构不能保持相对独立，而是“有机”连接。 所以，组合机构可以看成是若干基本机构“有机”连接的独特机构，每种组合机构具有各自特有的型组合、尺寸综合和分析设计方法。,华中科技大学机械学院 杨家军,齿轮凸轮机构,齿轮凸轮机构利用凸轮机构能实现任意给定的运动规律的特点，主要用于实现给定运动规律的整周回
13、转运动，它可使从动件获得变速运动、间歇运动及复杂的运动规律。,华中科技大学机械学院 杨家军,齿轮凸轮机构,华中科技大学机械学院 杨家军,齿轮凸轮机构,华中科技大学机械学院 杨家军,齿轮连杆机构,齿轮连杆机构是种类最多、应用最广的一种组合机构，它能实现较复杂的运动规律和轨迹，而且它与凸轮连杆机构和齿轮凸轮机构相比，由于没有凸轮，制造方便。,华中科技大学机械学院 杨家军,齿轮连杆机构,华中科技大学机械学院 杨家军,凸轮连杆机构,齿轮连杆机构不能精确实现给定的运动规律和轨迹，凸轮连杆机构能精确满足上述要求,华中科技大学机械学院 杨家军,凸轮连杆机构,华中科技大学机械学院 杨家军,凸轮连杆机构,华中科
14、技大学机械学院 杨家军,组合机构的应用,（1）能实现给定的精确轨迹，特别是形状较复杂的轨迹。 （2）能实现给定复杂的输出函数和复杂的运动规律。 （3）能实现周期性停歇摆动或移动；,华中科技大学机械学院 杨家军,7.2.2机构的组合,将两个或两个以上的单一机构按顺序连接，每一个前置机构的输出运动是其后续机构的输出运动，这样的组合方式称之为机构的串联组合。,（一）机构的串联组合,华中科技大学机械学院 杨家军,1、构件固接式串联 若将前一个机构的输出构件和后一个机构的输入构件固接，串联组成一个新的复合机构，这称之为构件固结式串联。 （1）将匀速运动机构作为前置机构与另一机构串联，可以改变输出运动的速
15、度和周期。,华中科技大学机械学院 杨家军,连杆-棘轮组合,华中科技大学机械学院 杨家军,（）将一个非匀速运动机构作为前置机构与工作机构串联，则可改变机构的速度特性。,（）由若干个子机构串联组合可得到传力性能较好的机构系统。,、轨迹点串联 假若前一个基本机构的输出为平面运动构件上某一点的轨迹，通过轨迹点与后一个机构相连，这种连接方式称为“轨迹点串联“。,华中科技大学机械学院 杨家军,（二）机构的并联组合,以一个多自由度机构作为基础机构，将一个或几个自由度为的机构（可称为附加机构）的输出构件接入基础机构，这种组合方式称为并联组合。,并联组合的几种常见方式：,华中科技大学机械学院 杨家军,误差校正机
16、构,华中科技大学机械学院 杨家军,（三）机构的混接式组合,综合运用串联并联组合方式可组成更为复杂的机构，此种组合方式称之为机构的混接式组合。,华中科技大学机械学院 杨家军,（四）机构组合设计举例,步骤： （1）根据机械的工作原理确定执行构件所要完成的运动； （2）将执行构件的运动分解成机构易于实现的基本运动或动作，分别拟订能完成这些基本运动或构型的方案； （3）将上述各机构构型方案按某种组合方式组成一个新的复合机构。,华中科技大学机械学院 杨家军,D,E,F,华中科技大学机械学院 杨家军,平台印刷机版台传动机构,基础机构： 齿轮条机构。 附加机构： 双曲柄机构、曲柄滑块机构I、凸轮机构。 输入
17、运动： 曲柄的匀速转动。 输出运动： 上齿条固结的版台往复运动。,华中科技大学机械学院 杨家军,6.3 螺旋机构,用螺旋副联接两构件而形成的机构称为螺旋机构常用的螺旋机构中，除包含螺旋副以外，还有转动副、移动副,华中科技大学机械学院 杨家军,螺旋机构,螺旋机构(Screw mechanism)利用螺旋副传递运动和动力。,华中科技大学机械学院 杨家军,单螺旋副传动机构,图示为单螺旋副机构。图中，构件1为螺杆，构件2为螺母，构件3为机架； A为转动副；B为螺旋副，其导程为hB ；C为移动副。,华中科技大学机械学院 杨家军,单螺旋机构常用于台钳及许多金属切削机床的走刀机构、千斤顶、螺旋拆卸装置中。,
18、千斤顶,走刀机构,螺旋拆卸装置,华中科技大学机械学院 杨家军,双螺旋机构 在图示的双螺旋机构中，A和B均为螺旋副，其导程分别为hA和hB。,华中科技大学机械学院 杨家军,双螺旋机构的应用,复式螺旋被用作火车车箱联接器,华中科技大学机械学院 杨家军,双螺旋机构的应用,图为压榨机构，螺杆1两端分别与螺母2、3组成旋向相反导程相同的螺旋副，A、B根据复式螺旋的原理上下运动压榨物件。,华中科技大学机械学院 杨家军, (1) 能将回转运动变换为直线运动 (2) 速比大。可用于如千分尺那样的螺旋测微器中。 (3) 传动平稳，无噪音，反行程可以自锁。 (4) 省力。可用图7-3所示的拆卸工具将配合得很紧的轴
19、和轴承分开。 螺旋机构的缺点是: 效率低、相对运动表面磨损快；另外，实现往复运行要靠主动件改变转动方向来实现。,4.螺旋机构特点,华中科技大学机械学院 杨家军,万向联轴节主要用于传递两相交轴间的动力和运动，而且在传动过程中两轴之间的夹角可以变动，它广泛应用于汽车、机床、冶金机械等传动系统中。,6.4 万向联轴节,华中科技大学机械学院 杨家军,万向联轴节,作用 用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中，两轴之间的夹角可以改变。,单万向联轴节 Single universal joint mechanism,双万向联轴节 Double universal joint mechanism,华中
20、科技大学机械学院 杨家军,华中科技大学机械学院 杨家军,单万向联轴节,华中科技大学机械学院 杨家军,双万向联轴节,华中科技大学机械学院 杨家军,双万向联轴节在汽车驱动系统中的应用,华中科技大学机械学院 杨家军,双万向联轴节在轧钢机轧辊传动中 的应用,华中科技大学机械学院 杨家军,能实现特殊功能的机构,1.行程增大机构 为了使机构结构紧凑,可由凸轮、连杆、齿轮等基本机构组合成能实现行程增大的机构,其方式可根据机械传动系统不同的运动要求灵活应用。,华中科技大学机械学院 杨家军,由连杆、齿轮等基本机构组合成能实现行程增大的机构,行程增大的机构,华中科技大学机械学院 杨家军,能实现行程增大的六杆机构,
21、华中科技大学机械学院 杨家军,2. 可调机构,在生产实践中,常需要对机构传动系统的行程或运动规律能方便的调整,华中科技大学机械学院 杨家军,可调机构,利用螺旋调节摇杆长度,华中科技大学机械学院 杨家军,可调机构,利用螺旋调节摇杆长度,华中科技大学机械学院 杨家军,应用示例,华中科技大学机械学院 杨家军,华中科技大学机械学院 杨家军,摩擦传动机构 摩擦传动机构(Friction mechanism)利用接触面间的摩擦力传递运动和动力。,圆柱平摩擦传动机构,华中科技大学机械学院 杨家军,圆柱槽摩擦传动机构,圆锥摩擦轮机构,华中科技大学机械学院 杨家军,滚轮圆盘式摩擦传动机构,华中科技大学机械学院 杨家军,气动机构 气动机构(Pneumatic mechanism) 以压缩空气为工作介质来传递动力和控制信号。,华中科技大学机械学院 杨家军,结束,