棘轮每次转角都是棘轮齿距角的整数倍,所以棘轮转角的调节是有级的。由于棘轮的转角误差较大,运转时易产生冲击和噪声,轮齿易磨损,高速时尤其严重,传递的动力不大,故棘轮机构只适用于低速、轻载和每次转角不大的间歇运动场合。如:起重机、绞盘常用棘轮机构提升的重物能停在任何位置,以防止由于停电等原因造成事故。自行车后轮轴上的内棘轮机构可保证自行车滑行或推行时踏脚不用回转。
常用棘轮机构的类型:
(1)外啮合棘轮机构 如图4-45(a)所示,棘爪4、5装在从动棘轮的外部,称为外啮合棘机构。
(2)内啮合棘轮机构 如图4-45(b)所示,棘爪2装在从动棘轮的内部,称为内啮合棘机构。
(3)双动式棘轮机构 如图4-45(c)所示,棘轮机构在一个摇杆上具有两个棘爪,摇杆往复摆动时都可以推动棘轮机构转动,称为双动式棘轮机构。
(4)可变向棘轮机构 如图4-45(d)所示的棘轮机构,通过翻转或回转棘爪,改变棘爪工作面与棘轮接触的方向,从而推动棘轮朝不同的方向转动。
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4.3.2 槽轮机构
如图4-46所示,槽轮机构由拨盘(带圆柱销)、槽轮、机架等组成。工作时,拨盘以等角速ω1回转时,当圆柱销A没有进入槽轮直槽时,拨盘上的锁止弧将槽轮锁住,槽轮不能转动。在图示位置圆柱销A进入槽轮的径向直槽,锁止弧松开,圆柱销拨动槽轮顺时针转动。当槽轮转动2ф2角后,拨盘继续转动则圆柱离开槽轮直槽,锁止弧重新锁住槽轮直到圆柱销下次再从A点进入直槽。哪些循环即将拨盘的连续回转变成了槽轮的间歇回转运动。
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(1)槽轮机构的特点
结构简单,工作可靠,机械效率高,。能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。但对一个已定的槽轮机构来说,其转角不能调节。
在转动始、末,加速度变化较大,有冲击。(2)槽轮机构的应用 应用在转速不高,要求间歇转动的装置中。如电影放映机中,实现间歇地移动影片,如图4-47(a)所示;六角车床刀架转位机构,如图4-47(b)所示。
4.3.3 螺纹机构
螺纹机构是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。通常由螺杆、螺母、机架及其他附件组成。它主要用于将回转运动变为直线运动,或将直线运动变为回转运动,同时传递运动或动力,应用十分广泛。
1.螺旋传动的几种常见类型 (1)按传动形式分
①螺杆轴向固定、转动,螺母运动,如图4-48(a)所示。常用于机床进给机构,如车床横向进给丝杠螺母机构。
②螺杆转动又移动,螺母固定,如图4-48(b)所示。多用于螺旋压力机构中,如摩擦压力加压螺旋机构。
③螺母原位转动,螺杆移动,常用于升降机构,如图4-48所示。
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(2)按用途分
①传力螺旋 主要用于传递动力。主要特点:工作速度低、间歇工作,传递轴向力大、能自锁。如举重器、千斤顶、加压螺旋。
②传导螺旋 用来传递运动和动力,主要特点:一般具有较高的运动速度、连续工作、传动精度高。如机床进给机构。
③调节螺旋 一般用于调整并固定零件或部分之间的相对位置,要求自锁性能好,有时也有较高的调节精度要求。如车床尾座调整螺旋机构。
2.螺旋传动的应用
常用的螺旋机构有单螺旋机构和双螺旋机构。其中,单螺旋机构应用广泛,如螺旋千斤顶、车库丝杠传动机构、虎钳螺旋机构等。
如图4-49所示,双螺旋机构有两种情况:当两螺旋副中的螺旋线旋向相同而
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导程不同时,该螺旋机构称为差动螺旋机构。应用时,一个螺母固定,一个螺母移动。差动螺旋机构中可移动螺母移动距离ι与螺杆转角Ψ的关系为:
ι=[(s1-s2)/2π]Ψ(s1、s2为螺杆的导程) (4-7) 如果s1、s2相差很小时,位移ι也可以很小,常用的螺旋微调机构都是利用这个特性,如千分尺,镗刀微调装置。
当两螺旋副的螺旋线旋向相反时,该机构称为复式螺旋机构。在复式螺旋机构中,可移动螺母移动距离ι与螺杆转角Ψ的关系为
ι=[(s1+s2)/2π]Ψ
复式螺旋机构的位移与(s1+s2)成正比,常用在快速夹紧机构中。 4.滚动螺旋机构简介
若在普通螺杆与螺母之间加入钢球,同时将内、外螺纹改成内、外螺旋滚道,就成为滚动螺旋机构。如图4-50所示,由于丝杠螺母副间加入了滚动体,当传动工作时,滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环,两者相对运动的摩擦就变成了滚动摩擦,克服了滑动摩擦造成的缺点。按滚珠循环方式不同有内循环、外循环两种方式。
滚动螺旋传动的特点:传动效率高,精度高,启动阻力矩小,传动灵活平稳,磨损小,工作寿命长。但是不能自锁。由于滚动螺旋传动特有的优势,在机构设备中的应用越来越广泛。现代数控机床的进给传动机构基本上都采用滚动螺旋传动。
复习与思考:
4-1 试说明机器、机构、构件、零件几个概念之间的相互关系,并各举出
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