常用步进传动机构设计概要.ppt

* 第四章 常用步进传动机构设计 §4－1 棘轮机构 §4－2 槽轮机构 §4－3 不完全齿机构 一、棘轮机构的组成及其工作原理 组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 §4－1 棘轮机构 工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的场合。 棘轮 类型 按工作方式： 按轮齿分布： 按转角是否可调: 固定转角、可调转角 轮齿棘轮、 摩擦棘轮 演示模型 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 单向、双向运动棘轮机构。 二、棘轮机构的类型与应用 按棘轮转向是否可调: 按工作原理分 : 单动式、 双动式棘轮机构。 调杆长摆角、加滑动罩 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 双动棘轮机构 棘轮可双向运动 A B’ B 双向棘轮1 双向棘轮2 设计：潘存云 设计：潘存云 可调转角的棘轮 0 2 3 4 5 1 φ 0 2 3 4 5 1 φ 调滑动罩 牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 2 1 1 3 2 3 1 3 2 4 摩擦棘轮 超越离合器 设计：潘存云 设计：潘存云 A B C D 运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动准确。而摩擦棘轮正好相反。 应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转 位、超越离合器（单车飞轮）。 间歇转动 冲头 卸料工位 装料工位 冲压工位 设计：潘存云 da o1 A o2 Σ=90° L pr pn F 三、设计要点 要求在工作时，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。 Pn sinα ∵ F= Pn f 代入得： tgα f ∴ αφ 当 f=0.2 时，φ＝11°30’ 通常取α＝20° α Ft Fr 正压力－Pn 摩擦力－F 条件是两者对O2的力矩要满足如下条件： MpnMF 将力分解成切向和径向分量 M =tgφ 齿偏角 α α Fcosα L L pt 棘轮几何尺寸计算公式 模数m 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 顶圆直径da da =mz 与齿轮不同 齿间距p P=πm 齿高h h=0.75m 齿顶弦长a a=m 棘爪工作面长度a1 a1=(0.5~0.7)a 齿偏角α α＝20° 棘轮宽b b=(1~4)m 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ h1=h’ ≈h/cosα 棘轮齿根圆角半径rf rf =1.5 mm 棘爪尖端圆角半径r1 r1 =2 mm 棘爪长度L 一般取 L=2p a1 L p 60°~80° h a da α o1 o2 齿数z 12~25 棘轮参数 计算公式或取值 h’ h1 rf r1 齿槽角 设计：潘存云 设计：潘存云 o2 ω1 ω2 §4－2 槽轮机构（马尔它机构） 一、槽轮机构的组成及其工作特点 作用：将连续回转变换为间歇转动。 组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。 特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化 ，不适合高速运动场合。 o1 工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。 锁止弧 槽轮 拨盘 圆销 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 二、槽轮机构的类型与应用 球面槽轮机构 应用实例： 电影放映机、 自动摄影机、六角车床转塔。 外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构 槽轮机构类型 轴线平行 轴线相交 放映机的反应用 外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构 球面槽轮机构 o1 o2 ω1 2φ ω2 六槽内槽轮 拨盘 六角车床转塔 圆销 车螺纹 4 1 装牙膏筒 2 车帽口 6 卸牙膏筒 5 切尾 3 空闲 三、槽轮机构的运动系数 1.运动系数 拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为： t＝2π/ω1 定义： k=td / t 为运动系