棘轮扳手原理结构图
合集下载
棘轮机构的组成及工作原理.知识讲解
棘轮机构的组成及工作原理
棘轮机构的组成及工作原理
一
课题引入
二
棘轮机构的组成
三
棘轮机构的工作原理
课题引入
牛头刨床中刨刀做往复 直线运动。由于刨刀刨削工 件时工件必须保持静止，而 刨削动作完成后，刨刀往回 退时，工作台送进到下一刨 削位置。因此，工作台需做 时进时停的间歇移动。
棘轮机构：连续转动 间 歇转动
牛头刨床的横向棘轮进给机构
（点击图片演示视频）
图示牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘轮机构实现 正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作台作横向间歇送 进运动。
棘轮机构的工作原理
摇杆顺时针摆动： 驱动 棘爪借助弹簧或自重的作 用插入棘轮的齿槽内使棘 轮随着转过一定的角度。
摇杆逆时针摆动：驱动 棘爪在棘轮齿背上滑过。 这时，簧片迫使制动棘爪 插入棘轮的齿槽，阻止棘 轮顺时针方向转动——棘 轮静止不动 。
主动件摇杆连续往复摆动 棘 轮作单向的间歇运动。
牛头刨床中的棘轮机构
螺旋机构：间歇转动 间歇 直线进给运动。
牛头刨床进给运动（点击图片演示视频）
课题引入
在自动机械中，加工成品或输送工件时，在加 工工位为完成所需的加工过程，需要提供给工件一 定时间的间歇，所采用的机构是间歇机构。
光盘印制机械中的间歇机构
课题引入
• 间歇机构是能够将主动件的连续运动转换成从 动件的周期性运动或停歇（时动时停）的机构 。
• 常见的间歇机构类型有：棘轮机构、槽轮机构、 不完全齿轮机构等。
棘轮机构的组成
３－摇杆 ５ －曲柄
４ －止回爪
２－棘爪 １－棘轮
曲柄摇杆机构：由曲柄5与摇杆3和机架、连杆组成。 将曲柄的转动 摇杆的往复摆动。
棘轮机构的组成及工作原理
一
课题引入
二
棘轮机构的组成
三
棘轮机构的工作原理
课题引入
牛头刨床中刨刀做往复 直线运动。由于刨刀刨削工 件时工件必须保持静止，而 刨削动作完成后，刨刀往回 退时，工作台送进到下一刨 削位置。因此，工作台需做 时进时停的间歇移动。
棘轮机构：连续转动 间 歇转动
牛头刨床的横向棘轮进给机构
（点击图片演示视频）
图示牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘轮机构实现 正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作台作横向间歇送 进运动。
棘轮机构的工作原理
摇杆顺时针摆动： 驱动 棘爪借助弹簧或自重的作 用插入棘轮的齿槽内使棘 轮随着转过一定的角度。
摇杆逆时针摆动：驱动 棘爪在棘轮齿背上滑过。 这时，簧片迫使制动棘爪 插入棘轮的齿槽，阻止棘 轮顺时针方向转动——棘 轮静止不动 。
主动件摇杆连续往复摆动 棘 轮作单向的间歇运动。
牛头刨床中的棘轮机构
螺旋机构：间歇转动 间歇 直线进给运动。
牛头刨床进给运动（点击图片演示视频）
课题引入
在自动机械中，加工成品或输送工件时，在加 工工位为完成所需的加工过程，需要提供给工件一 定时间的间歇，所采用的机构是间歇机构。
光盘印制机械中的间歇机构
课题引入
• 间歇机构是能够将主动件的连续运动转换成从 动件的周期性运动或停歇（时动时停）的机构 。
• 常见的间歇机构类型有：棘轮机构、槽轮机构、 不完全齿轮机构等。
棘轮机构的组成
３－摇杆 ５ －曲柄
４ －止回爪
２－棘爪 １－棘轮
曲柄摇杆机构：由曲柄5与摇杆3和机架、连杆组成。 将曲柄的转动 摇杆的往复摆动。
机械基础棘轮结构槽轮机构
第18页/共39页
图1- 7所示的牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘 轮机构实现正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作台 作横向间歇送进运动。
第19页/共39页
图 1 - 7 牛头刨床进给棘轮机构
第20页/共39页
图 1 - 7 牛头刨床进给棘轮机构模型
第21页/共39页
图1- 8所示为防止机构逆转的停止器。 这 种棘轮停止器广泛应用于卷扬机、 提升机以及 运输机等设备中。
第3页/共39页
图 1- 1 棘轮机构的工作原理
第4页/共39页
图 1 - 1 棘轮机构的模型
第5页/共39页
如果要求摇杆往复摆动时都能使棘轮向同一方向转动, 则可采用图1 - 2所示的双动式棘轮机构。 驱动棘爪可制 成钩头(见图1- 2(a))或直头(见图1 - 2(b))。
第6页/共39页
图 1 - 2 双动式棘轮机构 (a) 钩头双动式棘爪; (b) 直头双动式棘爪
第7页/共39页
图 1 - 2 双动式棘轮机构模型 (a) 钩头双动式棘爪;
第8页/共39页
2. 常用棘轮机构的类型 (1) 单向外啮合棘轮机构， 如图1 - 3所示。 其特
点是棘轮上的齿做在棘轮的外缘上，作单向间歇运动。
第34页/共39页
图 2- 4 卷片槽轮机构
第35页/共39页
图 2- 4 卷片槽轮机构模型
第36页/共39页
又如图2- 5所示的六角车床刀架的转位 槽轮机构, 刀架3上可装六把刀具并与具有相 应的径向槽的槽轮2固连, 拨盘上装有一个圆 销A。 拨盘每转一周, 圆销A进入槽轮一次, 驱使槽轮(即刀架)转60°, 从而将下一工序的 刀具转换到工作位置
第16页/共39页
图 2- 6转角可调的棘轮机构模型
图1- 7所示的牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘 轮机构实现正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作台 作横向间歇送进运动。
第19页/共39页
图 1 - 7 牛头刨床进给棘轮机构
第20页/共39页
图 1 - 7 牛头刨床进给棘轮机构模型
第21页/共39页
图1- 8所示为防止机构逆转的停止器。 这 种棘轮停止器广泛应用于卷扬机、 提升机以及 运输机等设备中。
第3页/共39页
图 1- 1 棘轮机构的工作原理
第4页/共39页
图 1 - 1 棘轮机构的模型
第5页/共39页
如果要求摇杆往复摆动时都能使棘轮向同一方向转动, 则可采用图1 - 2所示的双动式棘轮机构。 驱动棘爪可制 成钩头(见图1- 2(a))或直头(见图1 - 2(b))。
第6页/共39页
图 1 - 2 双动式棘轮机构 (a) 钩头双动式棘爪; (b) 直头双动式棘爪
第7页/共39页
图 1 - 2 双动式棘轮机构模型 (a) 钩头双动式棘爪;
第8页/共39页
2. 常用棘轮机构的类型 (1) 单向外啮合棘轮机构， 如图1 - 3所示。 其特
点是棘轮上的齿做在棘轮的外缘上，作单向间歇运动。
第34页/共39页
图 2- 4 卷片槽轮机构
第35页/共39页
图 2- 4 卷片槽轮机构模型
第36页/共39页
又如图2- 5所示的六角车床刀架的转位 槽轮机构, 刀架3上可装六把刀具并与具有相 应的径向槽的槽轮2固连, 拨盘上装有一个圆 销A。 拨盘每转一周, 圆销A进入槽轮一次, 驱使槽轮(即刀架)转60°, 从而将下一工序的 刀具转换到工作位置
第16页/共39页
图 2- 6转角可调的棘轮机构模型
《棘轮机构》PPT课件
总分
1
2
3
4
5
6
7
8
-
17
上一页 下一页
课堂评价2
（2）教师评价：找出各组学生在活动中的闪光点，对成 绩最好的一组进行表扬鼓励，对学生发言中的不足之处提 出自己的看法。老师对表现比较好的两组各送1束鲜花。
-
18
返回
应用案例 应用案例1：牛头刨床工作台横向进给机构。（进给） 应用案例2：冲床工作台自动转位机构。（转位、分度） 应用案例3：自行车后轴所用“飞轮”。（超越、离合） 应用案例4：旱冰鞋的前轮轴上的棘轮机构。（制动） 应用案例5：双胞胎兄弟的不同遭遇。（首尾呼应）
-
15
返回探究
课堂评价1
（1）小组间相互评价。 每组的活动成绩由其它组从四个方面进行打分。（打分 表见学案）
具体方案：1组给2组打分，2组给3组打分，依次类推， 8组给1组打分。
激励措施：总分前2名送三束鲜花，3-6名送两束鲜花， 7-8名送1束鲜花。
-
16
上一页 下一页
学生评价表
组别
问题
学生评价 内容正确 简明扼要 嗓音洪亮 体态语言
-
5
返回
合作探究
共分8组，每4人为一组以团队形式共同探究，共同学习，通 过合作来完成问题。
学生操作：小组成员之间可以互相讨论，自己动手，归纳总结， 利用笔记本电脑对棘轮机构的原理动画进行操作、分析。掌握这 些常见的棘轮机构的工作原理和运动特性。[动眼、动脑、动手] [学生互动]
8个问题见学案。
-
6
止回棘爪有何作用？ 可使棘轮静止可靠和防止棘轮的反转。
运动特性？棘轮只能作单向的间-歇运动。
8
下一页
棘轮机构
棘轮运动机构
棘轮机构
棘轮机构的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作原理：
机构组成
它主要有摇杆、棘爪、棘轮、 制动爪和机架组成。弹簧使制 动爪和棘轮保持接触。
工作过程
摇杆逆时针摆动——棘爪插入 齿槽——棘轮转过角度——制 动爪划过齿背 摇杆顺时针摆动——棘爪划过 脊背——制动爪组织棘轮作顺 时针转动——棘轮静止不动 因此当摇杆作连续的往复摆动 时，棘轮将作单向间歇转动。
棘轮机构
钩头双动式棘轮机构
直头双动式棘轮机构
矩形齿双向式棘轮机构
回转棘爪双向式棘轮机构
内啮合棘轮机构
空间棘轮机构
观看动画演示
6.1 棘轮机构
•双动式棘轮机构
钩头双动式棘轮机构
直头双动式棘轮机构
6.1 棘轮机构
•双向式棘轮机构
矩形齿双向式棘轮机构
回转棘爪双向式棘轮机构
6.1 棘轮机构
6.1.3 棘轮机构的特点与应用
结构简单，制造容易运动可靠
棘轮的转角在很大范围内可调 工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高，常用于低速场合 棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。
棘轮机构
棘轮机构的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ作原理：
机构组成
它主要有摇杆、棘爪、棘轮、 制动爪和机架组成。弹簧使制 动爪和棘轮保持接触。
工作过程
摇杆逆时针摆动——棘爪插入 齿槽——棘轮转过角度——制 动爪划过齿背 摇杆顺时针摆动——棘爪划过 脊背——制动爪组织棘轮作顺 时针转动——棘轮静止不动 因此当摇杆作连续的往复摆动 时，棘轮将作单向间歇转动。
棘轮机构
钩头双动式棘轮机构
直头双动式棘轮机构
矩形齿双向式棘轮机构
回转棘爪双向式棘轮机构
内啮合棘轮机构
空间棘轮机构
观看动画演示
6.1 棘轮机构
•双动式棘轮机构
钩头双动式棘轮机构
直头双动式棘轮机构
6.1 棘轮机构
•双向式棘轮机构
矩形齿双向式棘轮机构
回转棘爪双向式棘轮机构
6.1 棘轮机构
6.1.3 棘轮机构的特点与应用
结构简单，制造容易运动可靠
棘轮的转角在很大范围内可调 工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高，常用于低速场合 棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。
机械原理棘轮及其他机构PPT课件
即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。
如果想得到k≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个 圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽 轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即:
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽轮机构的类型及应用
外槽轮机构 槽轮与拨盘转向相反
内槽轮机构 槽轮与拨盘转向相同
槽轮机构的应用
电影放映机的拨片机构
球面槽轮机构
三、槽轮机构的运动系数及运动特性
ω1
拨盘等速回转，在一个运动循
环内，总的运动时间为：
t＝2π/ω1 槽轮的运动时间为：
td＝2α1/ω1
2α1 90°2φ920°
定义： k=td / t 为运动系数，即：
不大的场合。
棘轮机构的类型及应用
内接棘轮机构
外接棘轮机构
棘条机构
钩头双动式棘轮机构
直推双动式棘轮机构
可变向棘轮机构
摩擦式棘轮机构
外摩擦式接棘轮机构
外摩擦式接棘轮机构滚子内接摩擦来自棘条机构棘轮机构的应用
工作面
牛头刨床
为了切削工件，刨刀需作连续往复直线运动，工作台作间歇移动。当曲柄转动时，经连杆带动摇杆作 往复摆动；摇杆上装有双向棘轮机构的棘爪，棘轮与丝杠固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动， 从而使螺母（即工作台）作间歇进给运动。若改变驱动棘爪的摆角，可以调节进给量；改变驱动棘爪的 位置（绕自身轴线转过180°后固定），可改变进给运动的方向。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
45个棘轮机构动图，直观易懂，看到就是赚到
45个棘轮机构动图，直观易懂，看到就是赚到编者按今天分享来自越南的设计师Nguyen Duc Thang使用Inventor 绘制了大量经典的棘轮机械结构，直观易懂，看到就是赚到。
1.棘轮机构1将驱动轴的连续旋转直接转换成驱动轴的间断性旋转的设备。
2.棘轮机构2此机制直接将驱动轴的连续旋转转换成驱动轴的间断性旋转。
通过下移蓝色棘爪无需改变输入的运动方向即可改变被驱动轴的运动方向。
3.钣金棘轮传动11）适用于轻负载2）低成本3）适用于大规模生产4）棘爪与棘轮的永久性接触由棘爪的重量维持4.钣金棘轮传动21）适用于轻负载2）低成本3）适用于大规模生产4）棘爪与棘轮的永久性接触由棘爪的重量维持5.棘轮机构3通过调整粉色后盖的位置可以得到绿色轮的不同旋转角度。
拉动橙色棘爪并使其旋转180°可以改变绿色轮的旋转方向。
此机制用于成形器。
6.棘轮机构4棘轮有内齿。
7.棘轮机构5自行车自由轮。
蓝色链轮从脚踏自行车接收运动。
黄色轮毂仅在蓝色链轮顺时针旋转时旋转。
黄色轮毂顺时针旋转对蓝色链轮没有影响。
由于弹簧的作用，红色棘爪总是压向链轮的内齿。
现实中使用了两个棘爪。
8.棘轮机构8绿色输入圆盘通过蓝色棘爪使得输出棘轮间断性旋转。
粉色和黄色销控制棘轮的停止时间。
每一个销使得棘轮在输入圆盘旋转1/8周期间停止。
由于弹簧（未显示）的作用，蓝色棘爪总是压向棘轮齿。
9.棘轮机构9有两个棘爪。
粉色棘爪推动棘轮。
绿色棘爪在粉色棘爪反向运动时维持棘轮静止。
10.棘轮机构12有两个棘爪。
绿色棘爪推动粉色齿轮，且不是一直与其接触（不同于普通棘轮机构）。
蓝色棘爪在绿色棘爪不推动齿轮时维持棘轮静止。
11.销齿轮棘轮机构1输入：粉色曲柄持续性旋转。
输出：黄色销齿轮。
重力维持蓝色棘爪和销齿轮的接触。
12.棘轮机构13黄色输入圆盘通过橙色棘爪使得绿色输出棘轮间断性旋转。
蓝色凸轮的长度调节棘轮的运动时间。
13.棘轮机构15有两个棘爪。
粉色棘爪推动棘轮。
棘轮结构、槽轮机构 (公开课专用)
2. 槽轮机构的基本形式 槽轮机构有两种基本形式, 一是外 啮合槽轮机构, 如图5 - 11所示, 其拨盘1与 槽轮2转向相反；
1
2
图 5-11
二是内啮合槽轮机构, 如图5 - 12所示, 其拨盘1与槽轮 2转向相同。 一般常用外啮合槽轮机构。
2
拨盘1
图 5-12
3. 槽轮机构的特点与应用 槽轮机构结构简单、 工作可靠, 机械效率高, 在进入和脱离接触时运动比较平稳, 能准确控制转 动的角度。 但槽轮的转角不可调节, 故只能用于定 转角的间歇运动机构中, 如自动机床、 电影机械、 包装
图 5 - 6转角可调的棘轮机构模型
5.1.3、 棘轮机构的特点与应用 棘轮机构结构简单, 加工容易, 改变转角 大小方便, 可实现送进(如图5 - 7所示)、 制动(如 图5 - 8所示)及超越(如图5 - 9所示)等功能, 故广 泛应用于各种自动机械和仪表中。 其缺点是在 运动开始和终止时, 棘轮和棘爪间都产生冲击, 因此不宜用在具有很大质量的轴上。
图5-4
(3) 双向棘轮机构， 如图5 - 5所示。 图5 - 5(a) 所示为矩形齿双向棘轮机构, 当棘爪1处于实线 位置时, 棘轮2作逆时针间歇转动； 当棘爪处 于图示虚线位置时, 棘轮作顺时针间歇转动。 图5 - 5(b)所示为回转棘爪式双向棘轮机构。
图 5 - 5 双向棘轮机构 (a) 矩形齿双向棘轮机构; (b) 回转棘爪双向棘轮机构
图5 - 5(a）双向棘轮机构模型
图5 - 5(a）可变向棘轮机构模型
5.1.2、棘轮转角的调节 上述各种棘轮机构, 在原动件摇杆摆角一定的条
件下, 棘轮每次的转角是不变的。 若要调节棘轮的转
角, 则可改变摇杆的摆动角或改变拨过棘轮齿数的多 少。 如图5 - 6所示, 在棘轮上加一遮板, 变更遮板的 位置, 即可使棘爪行程的一部分在遮板上滑过, 不与 棘轮的齿接触, 从而改变棘轮转角的大小。
内齿棘轮月形棘爪型棘轮扳手的设计计算
m≥
K 0M 0 bΡb
(37)
(3) 棘爪销轴抗剪强度计算
棘爪销轴所受剪切力等于支反力 F H , 受剪
截面为销轴横截面, 剪切强度按常规的方法进
行计算。
编辑: 辛节之
大轴同轴度测量达先进水平
大轴同轴度测量是重型机电设备的关键技术难 题, 国内外尚缺少有效的方法和仪器。北京机械工业学 院进行了该课题的研究, 其项目为国家八五攻关项目 的一个子课题。测量装置的特点是: 11 能直接用于加工 现场的机床上进行在位测量; 21 采用非接触测量; 31 采用三测点法分离了机床主轴误差; 41 利用激光准直 系统, 使漂移控制在允许范围; 利用 CCD 和图象处理 手段探测光斑能量中心, 定位准确。 经查新, 未发现与 该课题相同原理与用途的报道。鉴定意见为“已达到国 内领先、国际水平”。测量精度优于 (0101×5×10- 6L )。
由上节的分析得知, 最好选择 ΧF = 90°。 但
是, 对于本文所述的扳手来说, ΧF 角不可能达
到 90°。于是需要寻找 ΧF 角的最大值。通过数学
分析得知, ΧF 角的最大值为
ΧFm ax =
a rcsin
A RN
=
a rcsin Z
2ZA 2+ ZJ
(24)
当 ΧF 为最大值时, F 点的安放角为
3. 基本规定和基本公式
(1) 对于内齿棘轮作如下规定:
以根圆作为分度圆; 齿面形状为平面; 槽根
角 (棘轮槽两侧面间的夹角) 为 90°; 槽根角的
平分线通过棘轮中心。
用 如 下 符 号 分 别 代 表 棘 轮 的 相 应 意 义:
m —模数; Z —齿数; h—齿顶高; f 0—齿顶高系 数 (负值) ; hJ —齿尖高; f J —齿尖高系数; d f—分 度圆直径; R f—分度圆半径; D e—齿顶圆直径; R e—齿顶圆半径; R J —齿尖圆半径; Z J —齿尖圆