外啮合不完全齿轮机构
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在各类机械中,常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。
能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。
而实现间歇运动的四种常用机构分别为:棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。
一、棘轮机构棘轮机构的类型很多,从工作原理上可分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构;从结构上可分为外啮合式和内啮合式棘轮机构;从传动方向上分为单向(单动和双动)式和双向式棘轮机构。
棘轮机构是把摇杆的摆动转变为棘轮的间歇回转运动。
其优点轮齿式棘轮机构运动可靠,棘轮转角容易实现有级调节,但在工作过程中棘爪在齿面上滑行,齿尖易磨损并伴有噪音,同时为使棘爪能顺利落入棘轮槽,摇杆摆角应略大于棘轮转角,这样就不可避免地存在空程和冲击,在高速时尤其严重,所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。
摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声,棘轮转角可作无级调节。
图1 单向轮齿啮合式棘轮但由于运动准确性差,不宜用于运动精度要求高的场合。
在工程实践中,棘轮机构常用于实现间歇送进(如牛头刨床)、止动(如起重和牵引设备中)和超越(如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为传动中的超越离合器,实现自动进给和快速进给功能)等场合。
图2 摩擦式棘轮二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构,也是常用的间歇运动机构之一。
普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构(图3)和内接式槽轮机构(图4)两种类型。
它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮2、带有圆柱销A的拔盘1以及机架组成。
图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构槽轮机构的工作过程是:主动拨盘1上的圆柱销A进入槽轮2上的径向槽以前,拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住,则槽轮静止不动。
当拔盘圆柱销A进入槽轮径向槽时,凸、凹锁止弧刚好分离,圆柱销可以驱动槽轮转动。
当圆柱销脱离径向槽时,凸锁止弧又将凹锁止弧锁住,从而使槽轮静止不动。
因此,当主动拨盘作连续转动时,槽轮被驱动作单向的间歇转动。
外接式槽轮机构的主动拨盘1与槽轮2转向相反;内接式槽轮机构的主动拨盘1与槽轮2转向相同,且传动平稳、占空间小,槽轮停歇时间较短。
5.3不完全齿轮机构不完全渐开线齿轮机构能将主动轮的等速连续转动转换为从动轮的间歇运动。
其动停时间比不受机构结构的限制,制造方便,但是从动轮在每次间歇运动的始末有剧烈冲击,故一般只用于低速,轻载及机构冲击不影响正常工作的场所。
若设置缓冲结构可改善机构的动力性能。
5.3.1基本型式与啮合特性不完全齿轮机构分外啮合与内啮合两类(图4-2-82、4-2-83)。
机构由三部分组成:主动轮1与2;一对锁止弧3,主动轮上的凸弧和从动轮上的凹弧可以直接切出或装配而成,也可单独制成一对锁止弧;缓冲结构,用以缓和或消除间歇涌动始.末时的剧烈冲击,改善机构的动力性能。
本节只讨论没有缓冲结构的运动分析与尺寸设计。
不完全齿轮的啮合特性:每一次简谐运动,可以只由一对齿啮合来完成,也可以由若干对齿来完成。
不完全齿轮机构首.末二对齿的啮合过程与完全齿轮机构不同,而中间各对齿的啮合过程与完全齿轮相同。
首对齿:从动轮所处的静止位置,应使主动轮旋转时其首齿S能顺利地通过二轮顶圆右侧交点G,从动轮具有锁止弧的齿K啮合(图4-2-84a、b)。
首啮点E由从动轮的静止位置决定,它可能位于从动轮齿顶圆弧GB1上(图b)或啮合线段B1P上(图a)。
首齿开始推动从动轮.锁止弧恰好脱开。
轮齿在GB1段啮合时,从动轮变速转动;E点离B1点越远,则开始啮合时冲击越大;齿轮在B1B2段啮合时,从动轮匀速转动。
如所选参数满足连续传动条件,则第一对齿到B2点终止啮合时,第二对齿已进入啮合。
末对齿:末对齿啮合至B2点时,因无后续齿所以并不立即脱齿,而以主动齿顶尖角与从动末齿根部啮合,经圆弧B2F,最终于二顶圆左侧交点F处分离。
在B2F段啮合过程中,从动轮角速度逐渐降低。
在F点终止啮合时,锁止弧恰好锁住,从动轮突然停止。
中间各对齿开始啮合与B1点,终止啮合于B2点。
仅由一对齿啮合来完成一次间歇运动时,啮合轨迹的前半段EB1P(或EP)与首对齿的前半段相同;后半段PB2F与末对齿的后半段相同。
不完全齿轮机构应用场景
不完全齿轮机构是由齿轮机构演变而来的一种间歇运动机构,这种机构的特点是结构简单、制造容易、工作可靠,从动轮的运动时间和静止时间可以在较大范围内变化。
具体来说,不完全齿轮机构在主动轮上只做出一部分齿,从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
主动轮只有一个齿或几个齿,从动轮可以是普通的完整轮,也可以是由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间的组成。
机构类型有外啮合和内啮合两种。
不完全齿轮机构适用于低速、轻载的场合,如修鞋的缝纫机中,需要一定角度范围内的往复转动或某些情况下的齿轮齿条运动。
此外,这种机构也广泛应用于各种机械设备中,如汽车、机床、航空、轮船、农业机械、建筑机械等,用于实现各种齿轮传动。
总的来说,不完全齿轮机构的应用场景主要是需要间歇运动或特定角度范围内往复运动的低速、轻载设备。
第九章其他常用机构(了解)有级变速机构原理:通过改变机构中某一级的传动比的大小来实现转速的变换。
特点:优点—①传动可靠②传动比准确③结构紧凑缺点—①高速回转时不够平稳②变速时有噪声(了解)无级变速机构原理:依靠摩擦传动传递转矩,改变主动件和从动件的传动半径,使输出轴的转速在一定范围内无级变化。
特点:优点—①传动平稳②有过载保护缺点—①传动比不准确,传动不可靠(了解)无极变速机构常用类型及工作特点①滚子平盘式无级变速机构:结构简单,制造方便,但存在较大的相滑动,磨损严重。
②锥轮—端面盘式无级变速机构:传动平稳,噪声小,结构紧凑,变速范围大。
③分离锥轮式无级变速机构:传动平稳,变速较可靠。
(了解)常见的换向机构类型及工作特点①三星轮换向机构:利用惰轮来实现从动件回转方向的变换的;应用:卧式车床走刀系统。
②离合器锥齿轮换向机构(掌握)齿式棘轮机构※※齿式棘轮机构棘轮转角的调整①改变棘爪的运动范围。
改变摇杆摆角常可通过改变曲柄AB的长度来实现。
②利用覆罩盖。
计算公式:θ=360°×K/z※※齿式棘轮应用特点优点:①结构简单②制造方便③运动可靠④棘轮转角调节方便缺点:①存在刚性冲击(棘爪与棘轮接触和分离的瞬间)②运动平稳性差③会产生噪声④齿尖磨损快。
应用场合:不适于高速传动,常用于主动件速度不大、从动件行程需要改变的场合,如机床的自动进给、送料、自动计时、制动、超越等。
※※常见的应用举例①牛头刨床的横向进给机构②自行车后轴的齿式棘轮超越机构③防逆转棘轮机构(起重设备中)(掌握)摩擦式棘轮机构原理:靠偏心楔块和棘轮间的楔紧所产生的摩擦力来传递动力的。
特点:传动平稳、无噪声;动程可无级调节。
但因靠摩擦力传动,承载能力较小,会出现打滑现象,虽然可起到安全保护作用,但是传动精度不高。
适用场合:适用于低速轻载的场合。
(常做超越离合器)(掌握)槽轮机构基本组成:槽轮、带圆销的拨盘和机架组成。
工作原理:主动拨盘连续匀速转动时,其上的圆销进入槽轮的径向槽时,驱动槽轮转过相应的角度,当圆销退出槽轮的径向槽时,由于拨盘的锁止凸弧与槽轮的锁止凹弧接触锁住而使槽轮静止不动。
不完全齿轮齿条机构不完全齿轮齿条机构是一种常见的机械传动机构,它由齿轮和齿条组成,通过齿轮的旋转来实现线性运动。
与完全齿轮齿条机构相比,不完全齿轮齿条机构的齿轮齿数不匹配,这使得它能够实现非整数倍的速度比和运动比。
下面将对不完全齿轮齿条机构的工作原理、应用领域和优缺点进行详细阐述。
不完全齿轮齿条机构的工作原理主要基于齿轮和齿条之间的啮合关系。
齿轮是一个圆形的轮子,上面有一系列的齿,而齿条是一个长条形的零件,上面也有一系列的齿。
当齿轮旋转时,齿与齿条的齿相互啮合,从而使齿条沿着直线方向运动。
不完全齿轮齿条机构的应用领域非常广泛。
在工业生产中,它常被用于传动装置,例如机床、印刷机、纺织机械等。
它还可以用于汽车行业,如发动机的气门传动系统。
此外,不完全齿轮齿条机构还可以用于家用电器、办公设备等领域。
不完全齿轮齿条机构具有一些优点。
首先,它能够实现非整数倍的速度比和运动比,从而使得机械设备的运动更加灵活多样。
其次,不完全齿轮齿条机构的制造成本相对较低,易于加工和安装。
此外,它的传动效率较高,能够更好地满足工程需求。
然而,不完全齿轮齿条机构也存在一些缺点。
首先,由于齿轮齿数不匹配,不完全齿轮齿条机构在运动过程中会产生一定的噪声和振动。
其次,齿轮和齿条之间的啮合处容易磨损,需要定期维护和更换。
此外,不完全齿轮齿条机构的传动精度相对较低,不适用于一些对精度要求较高的场合。
为了克服不完全齿轮齿条机构的缺点,人们在实际应用中采用了一些改进措施。
例如,可以增加齿轮和齿条的啮合面积,减小啮合间隙,以提高传动精度。
此外,还可以采用高强度、耐磨损的材料制造齿轮和齿条,延长其使用寿命。
不完全齿轮齿条机构是一种常见的机械传动机构,通过齿轮的旋转来实现线性运动。
它在工业生产、汽车行业和家用电器等领域有着广泛的应用。
虽然不完全齿轮齿条机构存在一些缺点,但通过改进措施可以克服。
未来随着科技的发展,不完全齿轮齿条机构的应用前景将更加广阔。
不完全齿轮机构的特点1. 不完全齿轮机构概述不完全齿轮机构,这个名字听起来就像是机械界的“小秘密”,其实它在我们的日常生活中无处不在。
想象一下,手表的转动、洗衣机的咕噜声、甚至是你家里的玩具车,都有可能用到这东西。
说到这里,有些朋友可能会问,这不完全的“齿轮”到底是个啥意思?简单来说,就是那些没有完美啮合的齿轮,虽然有点小瑕疵,但用得好,绝对能创造奇迹!2. 不完全齿轮的特点2.1 结构简单,功能多样首先,不完全齿轮机构的结构简单得让人爱不释手。
这种设计的魅力在于,它能做到很多事,像个全能选手!比如在一些机器里,这种齿轮不仅可以传递动力,还能控制运动的方向,真的是一举多得。
谁说简单就不能出彩呢?这就像你小时候的拼图,虽然只是一块一块的,但拼在一起的时候却能变成一幅美丽的画。
2.2 灵活性强,适应性好接着,咱们来聊聊灵活性。
这种机构不拘一格,适应各种环境,简直就是机械界的“万金油”。
不管是在高温、低温还是潮湿的环境里,它都能轻松应对。
这就像你那个从不挑食的朋友,无论去到哪里都能找到适合自己的美食,真是个“食神”啊!所以说,不完全齿轮在很多行业里的应用,简直是如鱼得水。
3. 不完全齿轮的优势与劣势3.1 优势多多,值得信赖当然,谈到不完全齿轮,咱们得先说说它的优势。
首先,这种机构的制造成本相对较低,像是给你的钱包减了压。
而且,维护起来也方便,不用时刻盯着,给人一种“放心”的感觉。
而且,它的摩擦力小,运转平稳,降低了噪音,简直是邻居的“好朋友”!3.2 劣势也不少,得小心不过,话说回来,天下没有完美的东西。
不完全齿轮也有它的劣势,比如说,精度可能不如那些“完美齿轮”。
这就好比你吃了一块不太熟的牛排,虽然味道不错,但就是那种“心里没底”的感觉。
此外,它的传动效率有时候也会受到影响,这可就得多加注意了,免得“事倍功半”!4. 结语综上所述,不完全齿轮机构就像是一个生活中的“小帮手”,虽有小缺点,但只要用得当,绝对能给你带来意想不到的惊喜。
2 机械原理认知实验2 机械原理认知实验2.1 概述机械是机器和机构的统称,机器是由各种机构组成,一部机器由一种或者多种机构组成,如内燃机是由曲柄滑块机构、齿轮机构、凸轮机构等组合而成。
机构的运动形式也是多种多样的,但都是由一些常见的基本机构通过各种组合形式来协调实现的。
随着自动化以及机械向着高精度、高速度、高效率的趋势发展,要求设计出更多的新机构与之相适应。
通过本实验中可动机构的展示,让学生了解机构的组成原理、机构特点和应用场合,以及运动的传递过程。
同时对课程相关的知识点进行回顾,加深印象,也为后面进一步进行机构创新实验开阔思路。
2.2 相关理论知识所谓机械就是机构与机器的总称。
(1)机构。
机构是用来传递运动和力或运动形式转换的多件实物(机件)的组合体。
它可以变换和传递机器之间的运动形式(往复移动变为转动)及速度(高速变低速),如自行车要通过链条传动把脚踏的旋转运动变为后轮的旋转运动,链条就是一种机构;指针手表通过齿轮保持时、分、秒针之间的比例关系,齿轮也是一种机构;折叠式家具及门铰链1机械原理实验指导大多采用的是连杆机构;还有一定功率下电机的输出力矩很小,不能直接使用,通过采用齿轮机构来获得所需的力矩。
常见的机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、曲柄滑块机构、蜗轮蜗杆传动机构、螺旋机构等。
(2)机器。
机器是根据某种具体使用要求而设计的多件实物(机件)的组合体。
由原动部分、传动部分(机构)、执行部分和控制部分组成的执行机械运动的装置,它可以转换和传递能量、物料和信息。
如缝纫机可以缝合衣服,它是机器;汽车可以运送物料,它也是机器;打印机可以把电子信息变为纸上可见的信息,它还是机器。
这些机器的共同点就是它们都是由多个机构组成的,且都是通过做功来完成机械运动的。
机器虽然是由多个构件组成的,但就内部结构而言,它又都是通过原动机(如电机)带动常用的传动机构(连杆、凸轮、链、同步带、齿轮或行星齿轮)来执行运动的。