外啮合不完全齿轮机构的主要参数计算
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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。
机械原理综合实训课程设计计算说明书设计题目: 外啮合齿轮泵的设计班级: 2013 级材料一班班学号: 201310112113学生: 唐柑培指导教师: 李玉龙起止日期: 2015 年 5 月 11 日至2015 年 5月 22 日成都学院(成都大学)机械工程学院【机械原理】综合实训课程任务书目录一、外啮合齿轮泵工作原理············二、电机型号以及减速装置的选型········三、齿轮副参数的确定··············四、齿轮绘制·················五、设计小结·················六、参考文献················一、外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵简介图 1 是外啮合齿轮泵的工作原理图。
由图可见,这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。
由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小,齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小,因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆:通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆,其直径用d a表示。
齿根圆:通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆,直径用d f 表示。
齿顶高:齿顶圆d a与分度圆d之间的径向距离称为齿顶高,用h a来表示。
齿根高:齿根圆d f与分度圆d之间的径向距离称为齿根高,用h f表示。
齿顶高与齿根高之和称为齿高,以h表示,即齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
以上所述的几何要素均与模数m、齿数z有关。
齿形角:两齿轮圆心连线的节点P处,齿廓曲线的公法线(齿廓的受力方向)与两节圆的内公切线(节点P处的瞬时运动方向)所夹的锐角,称为分度圆齿形角,以α表示,我国采用的齿形角一般为20°。
传动比:符号i,传动比i为主动齿轮的转速n1(r/min)与从动齿轮的转速n2(r/min)之比,或从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。
即i= n1/n2 = z2/z1中心距:符号a,指两圆柱齿轮轴线之间的最短距离,即:a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2齿轮几何参数计算压痕法是在被测齿轮的齿顶涂色后,使其在一张纸上滚动,这张纸上就留下了齿顶滚过的痕迹,根据压痕作出齿顶线的延长线及辅助线,然后用量角器测量出齿向角度,该角即为齿轮齿顶处的螺旋角β,然后再根据齿轮其它几何参数,计算出齿轮分度圆处的螺旋角β。
1) 什么是「模数」?模数表示轮齿的大小。
R模数是分度圆齿距与圆周率(π)之比,单位为毫米(mm)。
除模数外,表示轮齿大小的还有CP(周节:Circular pitch)与DP(径节:Diametral pitch)。
【参考】齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。
2) 什么是「分度圆直径」?分度圆直径是齿轮的基准直径。
决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。
过去,分度圆直径被称为基准节径。
最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。
3) 什么是「压力角」?齿形与分度圆交点的径向线与该点的齿形切线所夹的锐角被称为分度圆压力角。
两轴平行的齿轮传动直齿圆柱齿轮传动1、两轮轴线互相平行。
2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线互相平行。
3、两轮传动方向相反。
4、此种传动形式英勇最广泛。
直齿圆柱齿轮传动1、两轮轴线互相平行。
2、齿轮的齿长方向与齿轮轴线互相平行。
3、两轮传动方向相反;斜齿圆柱齿轮传动1、轮齿齿长方向线与齿轮轴线倾斜一个角度。
2、与直齿圆柱齿轮传动相比,同时啮合的齿数增多,传动平稳,传动的扭矩也比较大。
3、运转时存在轴向力。
4、加工制造比直齿圆柱齿轮传动麻烦。
斜齿圆柱齿轮传动非圆齿轮传动1、目前常见的非圆齿轮有椭圆形、扇形。
2、当主动轮等速转动时从动轮可以实现有规则的不等速转动。
3、此种传动多见于自动化机构。
人字齿轮传动1、具有斜齿圆柱齿轮的优点,同时运转时不产生轴向力。
2、适用于传递功率大,需作正反向运转的机构中。
3、加工制造比斜齿圆柱齿轮麻烦。
两轴相交的齿轮传动交叉轴斜齿轮传动1、两轮轴线不再同一平面上,或者任意交错,或者垂直交错。
2、两轮的螺旋角可以相等,也可以不相等。
3、两轮的螺旋方向可以相同,也可以不相同。
蜗杆传动1、蜗杆轴线与蜗轮轴线成垂直交错。
2、可以实现大的传动比,传动平稳,噪声小,有自锁。
3、传动效率较低,蜗杆线速度受一定限制。
直齿锥齿轮传动1、两轮轴线相交于锥顶点,轴交角α有三种,α〉90°,α=90°(正交),α〈90°。
2、轮齿齿线的延长线通过锥点。
斜齿锥齿轮传动1、轮齿齿线呈斜向,或者说,齿线的延长线不通过锥点,而是与某一圆相切。
2、两轮螺旋角相等,螺旋方向相反。
弧齿锥齿轮传动1、轮齿齿线呈弧形。
2、两轮螺旋角相等,螺旋方向相反。
3、与直齿锥齿轮传动相比,同时参加啮合的齿数增多,传动平稳,传动的扭矩较大。
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆:通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆,其直径用d a表示。
齿根圆:通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆,直径用d f 表示。
齿顶高:齿顶圆d a与分度圆d之间的径向距离称为齿顶高,用h a来表示。