机械设计基础 课件 第6章.ppt
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机械设计基础.第六章_间歇运动机构
21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳性，但是机构尺寸 随之增大，导致惯性力增大。一般取 z = 4～8。
几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 所示，主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮， 从动轮2由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间组成。
（2）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。
机械设计基础 第6章 轮系
• 实际轮系传动比： i1k n1 nk
写转化轮系传动比 定义及大小，1，K， H轴线必须平行
注意：转向判别用＋－
号，判别错误影响糟
矣，千万当心也!!
抓住要领!!!
机械设计基础 —— 轮系
例题1
• 如图所示。已知:z1=100, z2=101, z2’=100, z3=99 • 试求传动比 iH1
向相反, 则传动比为负(最后通过箭头法判断后补充上去)
• 轴线不平行的构件间的传动比, 没有 "+"、"-"
机械设计基础 —— 轮系
6-3 周转轮系及其传动比
• 周转轮系：至少有一个齿 轮的轴线不固定，而绕其
它齿轮的轴线回转
-nH
3
2 n2 H nH 1O
n1 n3
2
H O
1
• 周转轮系与定轴轮系的区别： • 是否存在转臂 • 转化轮系：周转轮系加上 -wH 3 ( -nH )运动后变成的定轴轮系
(1)3 z2z4z5z7 z1 z3 z4 z6
2
• 定轴轮系的传动比=各对齿轮传动比的连乘积 =从动轮齿数积/主从动轮齿数积
• 首末两轮的转向取决于外啮合齿轮的对数 • 齿轮4 (惰轮)不影响大小, 但改变转向
3
4
5 6
7 1
3
5 6
7
机械设计基础 —— 轮系
空间定轴轮系传动比
• 传动比的大小：
n1 1 9190919
nH
11000000
n1 919091911 11
nH 110000
10100000
iH1
1 i1H
nH n1
10100000
机械设计基础第6章 挠性件传动
6.4.1 普通V 标准普通V带的横截面结构如图6.5所示，由 抗拉体2、顶胶1、底胶3以及包布层4组成。抗拉 体是承受载荷的主体，有如图6.5（a）所示的线绳 结构和如图6.5（b）所示的帘布结构两种。 帘布 结构抗拉强度高，线绳结构柔韧性好，抗弯曲强度 高。顶胶、底胶的材料为橡胶，包布层材料为橡胶 帆布。
38
图6.8
FQ
39
40
41
6.6 6.6.1 （1 1）定期张紧 2）自动张紧 (2)
42
图6.9 带传动的张紧装置
43
6.6.2 1） 安装V带时，首先缩小中心距将V带套入 轮槽中，再按初拉力进行张紧。 2） 安装时两轮轴线必须平行，且两带轮相 应的V型槽的对称平面应重合，误差不得超过±20′ ，如图6.11所示。 3） 带传动装置的外面应加防护罩，以保证 安全，防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带。
14
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18
19
20
21
6.4.2 普通V带轮的结构 （ 1） V 1 2）锻件要求形状简单、体积较小，截面变化 要尽量缓慢过渡、棱角和转角处都要有足够大的圆 (2) (3)
22
图6.5 V带的横截面结构
23
图6.6 V带轮的典型结构
24
6.5
V
6.5.1 由带传动的工作情况分析可知，带传动的主要 失效形式是打滑和带的疲劳损坏。因此，带传动的 设计准则为在保证带传动不打滑的前提下，使带具
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(1)确定计算功率Pc (2)选择V 3)确定两带轮的基准直径dd1 , dd2 (4)验算带速v （5）确定中心距a和带的基准长度Ld （6）验算小带轮包角α1 （7）计算V带根数z （8）计算单根V带的初拉力F0及带传动作用 在带轮轴上的压力FQ （9
《机械设计基础》第六章 齿轮传动
由渐开线特性可知，线段B2K等于基圆齿距pb，比值B1B2/pb称为重合度，用 ε表示。于是连续传动条件是：ε≥1 ε越大，表示同时啮合的轮齿对数越多，齿轮传动越平稳。
§6-6 齿轮的材料与制造
一、齿轮材料及热处理
齿轮材料的基本要求：齿面硬度高、齿芯韧性好。 常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等。 一般采用锻件和轧制钢材。当齿轮较大（直径大于400～600mm）而轮坯不易 锻造时，可采用铸钢；低速传动可采用灰铸铁；球墨铸铁有时可代替铸钢，非 金属材料的弹性模量小，且能减轻动载和降低噪声，适用于高速轻载、精度要 求不高的场合，常用的有夹木胶布、尼龙、工程塑料等。见表6－3。 齿轮常用的热处理方法有：表面淬火、渗碳淬火、调质、正火、渗氮。 调质和正火处理后的齿面硬度较低（HB ≤350），为软齿面；其他三种 （HB>350）为硬齿面。 软齿面的工艺过程较简单，适用于一般传动。当大小齿轮都是软齿面时， 考虑到小齿轮齿根较薄，受载次数较多，故选择材料和热处理时，一般使小 齿轮齿面硬度比大齿轮高20～50HB。硬齿面齿轮的承载能力较高，但生产 成本高。当大小齿轮都是硬齿面，小齿轮的硬度可与大齿轮相等。
上式表明：一对传动齿轮的瞬时角速度与其连心 线O1O2被啮合齿廓接触点公法线所分割的两线段成 反比。这一定律为齿廓啮合的基本定律。
欲使两齿轮瞬时角速度比恒定不变，必须使C点 为连心线上的固定点。 凡能满足上述要求的一对齿廓称为共轭齿廓。 机械中常用的齿廓曲线有渐开线、圆弧和摆线等， 过节点C所作的两个相切的圆称为节圆。一对齿轮的啮合传动可以看作 其中应用最广泛的是渐开线齿廓。 一对节圆作纯滚动。一对外啮合齿轮的中心距等于其节圆半径之和。
n1 1 r2 rb 2 i12 n2 2 r1 rb1
机械设计基础第6章间歇运动机构
间歇运动机构的应用
要点一
总结词
间歇运动机构在机械、汽车、轻工等领域有广泛应用。
要点二
详细描述
间歇运动机构在许多领域都有广泛的应用。在机械领域， 间歇运动机构被用于实现各种自动化生产线上的间歇传动 和定位。在汽车领域，间歇运动机构被用于实现汽车座椅 调节、车窗升降等功能。在轻工领域，间歇运动机构被用 于实现包装机、印刷机等设备的间歇传动和定位。此外， 间歇运动机构还可以应用于机器人关节、医疗器械等领域 。
印刷机械
在印刷机械中，槽轮机构 用于控制印刷版的进给和 退回。
纺织机械
在纺织机械中，槽轮机构 用于控制织布机的梭子进 给和退回。
05 其他间歇运动机构
凸轮机构
总结词
凸轮机构是一种常见的间歇运动机构，通过凸轮的转动实现间歇性运动。
详细描述
凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，通过凸轮的轮廓曲线与从动件之间的相 互作用，使从动件产生间歇性运动。根据需要，可以选择不同的凸轮轮廓曲线 以实现不同的运动规律和运动轨迹。
不完全齿轮间歇机构：设计一个不完 全齿轮机构，通过优化齿轮的设计参 数，减小机构的体积和重量，提高其 紧凑性。
实例二
槽轮间歇机构：设计一个槽轮机构， 通过调整槽轮的尺寸和转动惯量，降 低机构的振动和噪声，提高其工作性 能。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
的机构。
常见间歇运动机构
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿 轮机构等。
运动特点
能够使主动件作连续转动，而从 动件作周期性的停歇。
章节目标
01 掌握间歇运动机构的基本原理和特点。
02 了解常见间歇运动机构的工作原理和应用。
03
学习如何根据实际需求选择合适的间歇运 动机构。
机械设计基础第6章PPT
5．实现合成运动
6．实现分解运动
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6.5 减速器简介
6.5.1 常用减速器的类型、特点和选用
第6章 轮系及减速器
表6-2 常用减速器的类型及特性
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第6章 轮系及减速器
6.5 减速器简介
1.常用标准减 速器
（1）渐开线圆柱齿轮减速器 （JB/T8853—2001） 渐开线圆柱齿轮 减速器分单级（ZDY）、两级（ZLY） 和三级（ZSY）
O
O
1
差动轮系 F=2
太阳轮/ 中心轮
行星轮系 F=1
图6-7 周转轮系
10
6.3 周转轮系的传动比
6.3.2 行星轮系传动比的计算
第6章 轮系及减速器
i1HK
n1HG nKH
n1 nH nK nH
(1)
n
1到K各对啮合齿轮从动轮齿数的乘积 1到K各对啮合齿轮主动轮齿数的乘积
齿轮1、齿轮K和行星架H三个构件的转速代入公式必须带有 正负号 齿轮G、齿轮K和行星架H三个构件的转动轴线必须互相平行 或重合,适用于平面行星轮系。
为外啮合次数。则
i1N
n1 nN
(1) n
所有从动轮齿数的乘积 所有主动轮齿数的乘积
7
6.2 定轴轮系传动比的计算
6.2.2 各轮转向关系的确定
第6章 轮系及减速器
各齿轮传 动的转向关系
表示两种 方法
1.正、负号法
用正号“+”或负号“-”表示两轴或齿轮 的转向相同或相反
对于首末轮轴线不平行的定轴轮系，其首末轮及 其它轮的转向关系可用箭头表示
2．箭头表示法
8
6.2 定轴轮系传动比的计算
6.2.2 各轮转向关系的确定
机械设计基础第6章间歇运动机构
双动棘轮机构
A
B
B’
洛阳高专用
棘轮可双向运动
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
洛阳高专用
1 2 3
摩擦棘轮
3 2 1
超越离合器
3 4 2
1
洛阳高专用
运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动 准确。而摩擦棘轮正好相反。
应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转
da =mz 与齿轮不同 P=πm
齿高h
齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1
齿偏角α
h=0.75m
a=m a1=(0.5~0.7)a α＝20°
棘轮宽b
b=(1~4)m
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
洛阳高专用
h1=h’ ≈h/cosα
rf =1.5 mm r1 =2 mm 一般取 L=2p
槽轮
弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。
ω2
作用：将连续回转变换为间歇转动。
特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，
能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速
度有变化 ，不适合高速运动场合。
洛阳高专用
二、槽轮机构的类型与应用
槽轮 机构
外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构
轴线平行
类型 球面槽轮机构 轴线相交
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽数z
3
机械设计基础第6章间歇运动机构
1.轮齿式棘轮机构
根据啮合方式分为 外啮合 内啮合式 根据棘轮运动方式分为 单向式棘轮机构
(动画)
(动画)
可变向式棘轮机构 (动画)
2.摩擦式棘轮机构
（动画）
三、棘轮机构的特点及应用
1、特点：
轮齿式棘轮机构： 优点：结构简单，运动可靠， 棘轮转角可实现有级调整； （这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距） 缺点：棘爪在齿面滑过会引起噪音和冲击， 应用：常用在低速、轻载、作间歇运动的机械中。 摩擦式棘轮机构： 优点：运动平稳，无噪音，棘轮转角可做无级调 整。 缺点：但有打滑现象，因此运动的准确性较差。 应用：不适合用于精确传递运动的场合。 2、应用：工作进给、超越和提升等工艺动作的控制
90°-θ
③再由B到第二等分点C作弦BC；
然后自B、C点分别作角度 ∠O′BC=∠O′CB=90°-θ
D
θ
得O′点；
④以O′为圆心，O′B为半径画圆 交齿根圆于E点，连CE得轮齿工作 面连BE得全部齿形。
§6-2 槽轮机构
一、槽轮机构的基本结构和工作原理
1、组成： 主动拨盘 、从动槽轮 、机架。 2、工作原理： 主动拨盘连续转动时，从动件槽轮作单向间歇运动 3、常见类型 ① 单销式槽轮机构
组合机构的特点：（链接详细内容） 例1：五角星——曲柄滑块机构 例2：小型抓片机抓片机构凸轮 例3：联动凸轮曲柄滑快（介绍第1页） 机构组合是机械创新的最重要的途径之一，涉 及的理论和技能较多，机构组合方式往往也并非上
述组合方式的单一使用，有兴趣的同学可参考有关
资料。
本章小结
间歇运动机构的类型很多，本章简单介绍了 如下内容： 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮间歇机构 组合机构 本章属于了解性质，着重了解各机构的工作 原理和特点。
根据啮合方式分为 外啮合 内啮合式 根据棘轮运动方式分为 单向式棘轮机构
(动画)
(动画)
可变向式棘轮机构 (动画)
2.摩擦式棘轮机构
（动画）
三、棘轮机构的特点及应用
1、特点：
轮齿式棘轮机构： 优点：结构简单，运动可靠， 棘轮转角可实现有级调整； （这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距） 缺点：棘爪在齿面滑过会引起噪音和冲击， 应用：常用在低速、轻载、作间歇运动的机械中。 摩擦式棘轮机构： 优点：运动平稳，无噪音，棘轮转角可做无级调 整。 缺点：但有打滑现象，因此运动的准确性较差。 应用：不适合用于精确传递运动的场合。 2、应用：工作进给、超越和提升等工艺动作的控制
90°-θ
③再由B到第二等分点C作弦BC；
然后自B、C点分别作角度 ∠O′BC=∠O′CB=90°-θ
D
θ
得O′点；
④以O′为圆心，O′B为半径画圆 交齿根圆于E点，连CE得轮齿工作 面连BE得全部齿形。
§6-2 槽轮机构
一、槽轮机构的基本结构和工作原理
1、组成： 主动拨盘 、从动槽轮 、机架。 2、工作原理： 主动拨盘连续转动时，从动件槽轮作单向间歇运动 3、常见类型 ① 单销式槽轮机构
组合机构的特点：（链接详细内容） 例1：五角星——曲柄滑块机构 例2：小型抓片机抓片机构凸轮 例3：联动凸轮曲柄滑快（介绍第1页） 机构组合是机械创新的最重要的途径之一，涉 及的理论和技能较多，机构组合方式往往也并非上
述组合方式的单一使用，有兴趣的同学可参考有关
资料。
本章小结
间歇运动机构的类型很多，本章简单介绍了 如下内容： 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮间歇机构 组合机构 本章属于了解性质，着重了解各机构的工作 原理和特点。