第7章其他傳動機構

第十一章其他傳動機構簡介本章主要內容不完全齒輪機構棘輪機構液壓傳動機構槽輪機構氣壓傳動機構電氣傳動本章學習要求1、掌握槽輪機構的工作原理、運動特點、使用場合以及設計要點。2、掌握棘輪機構的工作原理、運動特點、使用場合以及設計要點。3、了解不完全齒輪機構、液壓傳動機構、氣壓傳動機構的工作原理、特點及應用。4、了解負載的轉矩特性，掌握并能為機械系統(tǒng)選擇合適的電動機。本章重點1、槽輪機構和棘輪機構的工作原理、運動特點、使用場合及設計要點2、電動機的選擇第一節(jié)棘輪機構一、棘輪機構的組成及工作原理1－搖桿2－棘爪3－棘輪4－止回爪5－彈簧片圖11－1單向外齒合式棘輪機構搖桿的連續(xù)往復擺動棘輪的單向間歇運動工作原理：組成：第一節(jié)棘輪機構二、棘輪機構的類型、特點及應用（一）齒式棘輪機構圖11－2單向內嚙合式棘輪機構圖11－3單向雙動式棘輪機構a)單頭拉桿式b)推桿式優(yōu)點：機構結構簡單，制造方便，工作可靠，棘輪每次轉過的角度大小可在較大的范圍內調節(jié)。缺點：在開始和終止運動時，產(chǎn)生剛性沖擊；會產(chǎn)生噪聲，棘爪和棘輪齒面易磨損；棘輪每次轉過的角度只能以相鄰兩齒所夾圓心角為單位進行調整。第一節(jié)棘輪機構二、棘輪機構的類型、特點及應用（一）齒式棘輪機構（續(xù)）11－4可換向棘輪機構a）棘爪翻轉式b）棘爪旋轉式第一節(jié)棘輪機構二、棘輪機構的類型、特點及應用（二）摩擦式棘輪機構圖11－5摩擦式棘輪機構a）外接式b）內接式1－搖桿2－棘爪3－從動輪優(yōu)點：機構工作較為平穩(wěn)，無噪聲，從動輪每次轉過的角度可無級調整。缺點：從動輪轉角精度差。第一節(jié)棘輪機構棘輪機構應用及要求應用:

低速輕載且對運動精度要求不很嚴格的場合。常用以滿足以下工作要求：

（1）轉位、分度和送進（2）止動（3）超越離合

圖11－6棘輪止動器第一節(jié)棘輪機構棘輪機構應用及要求(續(xù)）圖11－7爪式超越離合器圖1－棘輪2－棘爪3－從動輪圖11－8摩擦式超越離合器1－星輪2－套筒3－滾柱4－彈簧頂桿第一節(jié)棘輪機構三、齒式棘輪機構的設計以模數(shù)作為計算的基本參數(shù)，按齒頂圓直徑計算：棘輪模數(shù)系列化，常用1、2、3、4、5……16等。棘輪齒數(shù)Z根據(jù)使用條件和運動要求確定。進給和分度用棘輪機構，根據(jù)所要求的最小轉角確定棘輪齒數(shù)（取Z≤250,一般取Z=8~60),然后選定模數(shù)。＞棘爪自動嚙緊條件當棘爪與棘輪齒面間的摩擦因素時，常取傳遞相同轉距時應使棘爪受力最小，棘輪齒的傾角應大于摩擦角，第二節(jié)槽輪機構一、槽輪機構的組成及工作原理圖11－9外槽輪機構組成：1－撥盤2－槽輪工作原理：撥盤的連續(xù)回轉運動1－撥盤2－槽輪槽輪的間歇回轉運動第二節(jié)槽輪機構二、槽輪機構的類型、特點及應用圖11－10內槽輪機構槽輪機構有兩種形式：1）外槽輪機構2）內槽輪機構優(yōu)點：

結構簡單，工作可靠，機械效率高，工作較為平穩(wěn)。缺點：存在柔性沖擊，產(chǎn)生較大的動載荷；轉角與輪槽槽數(shù)有關，不能調節(jié)。應用場合：

適用于低速、輕載不要求經(jīng)常調整轉角的場合。第二節(jié)槽輪機構二、槽輪機構的類型、特點及應用槽輪機構的典型應用舉例：轉塔車床刀架轉位機構中的槽輪機構電影放映機中的槽輪機構圖11－11圖11－12第二節(jié)槽輪機構三、槽輪機構的運動分析（一）普通槽輪機構的運動系數(shù)單撥銷外槽輪機構的運動系數(shù)：單撥銷內槽輪機構的運動系數(shù)：＞<n個撥銷外槽輪機構的運動系數(shù)：第二節(jié)槽輪機構三、槽輪機構的運動分析（二）普通槽輪機構的運動特性當撥盤角速度一定時，槽輪角速度和角加速度的變化取決于槽輪槽數(shù)圖11－13槽輪機構運動特性分析由幾何關系推得第二節(jié)槽輪機構四、槽輪機構的設計2）；1）由于k>0，所以應z≥3；4）撥盤撥銷數(shù)與槽輪槽數(shù)的關系為：3）對于單撥銷外槽輪機構，無論槽數(shù)z取多少，運動系數(shù)k<0.5；若要求k>0.5，應增加撥銷數(shù)n。5）內槽輪機構，k>0.5。為了保證槽輪有停歇時間，要求k<1，故槽輪槽數(shù)z≥3。6）槽輪槽數(shù)越多，角加速度變化越小，運動越平穩(wěn)。因此，槽輪槽數(shù)不應太少，常取z為4、6、8．槽輪槽數(shù)z與撥盤撥銷數(shù)n的確定原則：第三節(jié)不完全齒輪機構一、不完全齒輪機構的工作原理圖11－14外嚙合不完全齒輪機構a）主動輪齒數(shù)為1b）主動輪齒數(shù)為41—主動輪2—從動主動輪連續(xù)回轉從動輪單向間歇回轉工作原理:第三節(jié)不完全齒輪機構二、不完全齒輪機構的類型、特點及應用類型：外嚙合和內嚙合優(yōu)點：結構簡單，制造容易；選擇范圍大，設計靈活。缺點：工作過程中，從動輪在開始轉動和終止轉動的瞬時，角速度有突變，會產(chǎn)生剛性沖擊。1—主動輪2—從動輪圖11－15內嚙合不完全齒輪機構應用：

一般只應用于低速輕載的工作條件。常用于多工位自動機和半自動機工作臺的間歇轉位裝置、計數(shù)機構.第四節(jié)液壓傳動機構一、液壓傳動系統(tǒng)的組成及工作原理一個完整的液壓系統(tǒng)主要組成：（一）動力元件—液壓泵（二）執(zhí)行元件—液壓缸（7）（三）控制元件—各種液壓閥（8）（四）輔助元件—管道、管接頭、過濾器、油箱、過濾器和液壓參數(shù)監(jiān)測儀表圖11－17液壓千斤頂工作原理1－手柄2－小活塞3－泵缸4、5－單向閥6－大活塞7－液壓缸8－截止閥9－油箱第四節(jié)液壓傳動機構二、液壓傳動的特點及應用優(yōu)點：1）單位功率重量輕、結構尺寸小、慣性小、反應快，易于快速啟動、制動和頻繁換向。2）可大范圍實現(xiàn)無級調速，調速比可達2000：1。3）傳遞較大力和力矩，低速液壓馬達輸出力矩可達幾千?！っ椎綆兹f?！っ住?）液壓油的可壓縮性，能吸收振動、緩和沖擊，因此工作平穩(wěn)，噪聲小。5）易于實現(xiàn)過載保護，工作安全可靠。6）液壓元件可自潤滑，因此磨損小，使用壽命長。7）容易實現(xiàn)直線運動。8）液壓元件可根據(jù)需要方便、靈活地布置。9）易于實現(xiàn)自動化，電液聯(lián)合控制后，工作過程自動化程度更高，且可實現(xiàn)遙控。第四節(jié)液壓傳動機構二、液壓傳動的特點及應用

主要不足：1）液壓油存在可壓縮性及泄漏，不易獲得嚴格的定比傳動。泄露還可能會對工作場地造成污染。2）液壓油對溫度比較敏感，傳動系統(tǒng)受環(huán)境溫度變化影響，不宜在溫度很高或很低的環(huán)境下工作。3）流體流動有阻力損失，傳動效率低，不宜遠距離傳動。4）液壓元件的制造精度要求較高，價格較貴。5）液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障不易找出原因，及時排除。因此使用和維修技術要求較高。應用：

冶金機械、礦山機械、鉆探機械、起重運輸機械、建筑機械、塑料機械、農(nóng)業(yè)機械、液壓機、鑄鍛機及飛機和軍艦的許多控制機構。第五節(jié)氣壓傳動機構一、氣壓傳動系統(tǒng)的組成及工作原理圖11－18氣壓傳動系統(tǒng)的組成1－電動機2－空氣壓縮機3－儲氣罐4－壓力控制閥5－邏輯元件6－方向控制閥7－流量控制閥8－行程閥9－汽缸10－消聲器11－油霧器12－分水排水器典型的氣壓傳動系統(tǒng)由以下四部分組成：1氣壓發(fā)生器2執(zhí)行元件3控制元件4輔助元件第五節(jié)氣壓傳動機構二、氣壓傳動的特點及應用優(yōu)點：1）以空氣為介質，易獲取，不存在變質、補充和更換問題；不對環(huán)境產(chǎn)生污染。2）空氣粘度小，在管內流動阻力小，壓力損失小，便于集中供氣和遠距離輸送。3）與液壓傳動系統(tǒng)相比，反應速度快，動作迅速，維護簡單，管路不易堵塞。4）對工作環(huán)境適應性好，在特殊環(huán)境中安全可靠優(yōu)于電子、電氣和液壓傳動。5）空氣具有可壓縮性，氣壓傳動系統(tǒng)能夠實現(xiàn)過載自動保護；便于儲存能量。6）排氣因氣體膨脹自動降溫，不易發(fā)生過熱現(xiàn)象，利于長期運行。7）氣動元件結構簡單，制造容易，適于標準化、系列化、通用化。第五節(jié)氣壓傳動機構二、氣壓傳動的特點及應用缺點：1）因空氣具有可壓縮性，載荷變化時，系統(tǒng)的動作穩(wěn)定性差。2）工作壓力低（0.3～1.0MPa），結構尺寸不易過大，輸出功率較小。3）排氣噪聲大，需加消聲裝置。應用：

在機械工業(yè)、冶金工業(yè)、輕紡食品工業(yè)、化工、交通運輸、航天航空、國防建設等。第六節(jié)電氣傳動一、電力拖動系統(tǒng)轉動方程圖11－19單軸電力拖動系統(tǒng)單軸電力拖動系統(tǒng)的轉動方程可簡化為動轉矩第六節(jié)電氣傳動二、負載的轉矩特性（一）恒轉矩負載的轉矩特性（2）位能性恒轉矩負載的轉矩特性特點：工作機構負載轉矩Tf的絕對值大小恒定不變，是阻礙運動的制動性力矩。如帶式運輸機、軋鋼機、機床刀架、行走機構等由摩擦力產(chǎn)生的轉矩負載特點：工作機構負載轉矩Tf的絕對值大小恒定不變，且方向不變。如起重機升降重物的轉矩。圖11－20反抗性恒轉矩負載的轉矩特性（1）反抗性恒轉矩負載的轉矩特性圖11－21位能性恒轉矩負載的轉矩特性第六節(jié)電氣傳動二、負載的轉矩特性（二）泵類負載轉矩特性（三）恒功率負載的轉矩特性圖11－22泵類負載的轉矩特性圖11－23恒功率負載的轉矩特性特點：負載轉矩與轉速的平方成正比。如水泵、油泵、通風機、螺旋槳特點：負載轉矩與轉速之積為常數(shù)。第六節(jié)電氣傳動三、電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行2—恒轉矩負載特性曲線1—電動機的機械特性曲線圖11－24電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行工作點1－電動機的機械特性曲線2－恒轉矩負載特性曲線工作點要使系統(tǒng)能夠在工作點處穩(wěn)定運行第六節(jié)電氣傳動四、電動機的選擇（一）電動機類型的選擇1電動機的主要類型（見P233頁表11－1）2電動機類型選擇時需要考慮的主要因素（1）電動