6.5 步进运动机构（课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

6.5 步进运动机构 棘轮机构 棘轮机构的组成和工作原理 该机构主要由棘轮1、棘爪2和机架组成。当曲柄4连续转动时，摇杆3作往复摆动。当摇杆向左摆动时，装在摇杆上的棘爪2嵌入棘轮的齿槽内，推动棘轮1向逆时针方向转过一个角度；当摇杆向右摆动时，棘爪2在棘轮1的齿背上滑回原位，棘轮1则在止回棘爪5的作用下静止不动。止回棘爪5的作用是保证棘轮静止可靠。 棘轮机构的常用类型和特点 ①齿式棘轮机构 齿式棘轮机构结构简单，运动可靠，棘轮的转角可实现有级调节，即棘轮的转角是相邻的两棘齿所夹中心角的整数倍。但这种机构在实现回程时，棘爪在棘轮齿背上滑过有噪声；在运动开始和终止时，速度骤变会产生冲击，传动平稳性较差，棘轮轮齿易磨损，故常用于低速、轻载等场合实现简歇运动 （1）按结构不同 ②摩擦式棘轮机构 传动过程与齿式棘轮机构相似，只是推动棘轮3实现步进运动的“棘爪”2是一偏心楔块，棘轮则是一个无齿的摩擦轮。这种机构是通过棘爪2和棘轮3之间的摩擦力来传递运动的，其中棘爪4起止动作用。摩擦式棘轮机构传递运动较平稳、无噪声、棘轮的转角可作无级调节，但运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。 ①外啮合棘轮机构 （2）按啮合方式不同 外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块安装在棘轮的外部，应用较广，但占用的空间较大 ②内啮合棘轮机构 内啮合式棘轮机构的棘爪或楔块安装在棘轮的内部，结构紧凑，外形尺寸小 ①单动式棘轮机构 （3）按运动形式不同 机构只有一个棘爪 ②双动式棘轮机构 机构有两个棘爪，棘爪的端部形状有直头和钩头两种。当主动件作往复摆动时，两个棘爪先后推动或拉动棘轮转动两次。这种机构也可将一个棘爪悬空，使用一个棘爪工作。 ③可变向棘轮机构 该机构用于棘轮需经常改变转动方向的场合。棘轮的齿形为矩形，，棘爪可绕自身轴线翻转，推动棘轮不同方向转动；只要将棘爪提起并旋转180后再放下，便可改变棘轮步进运动的方向。 棘轮机构转角的调节 （1）调节摇杆摆角的大小 转动螺杆D调节曲柄O1A的长度，摇杆的摆角随之改变，当曲柄O1A的长度增大时，摇杆摆动角度增大，棘爪推动棘轮转动的角度相应增大；反之，棘轮的转角减小。此方法也适用于摩擦式棘轮机构。 （2）使用调位遮板 摇杆的摆角不变，通过调节遮板的位置来改变遮齿的多少，以调节棘轮的转角。 4.棘轮机构的应用 槽轮机构 槽轮机构的组成和工作原理 槽轮机构的常用类型和特点 双圆销槽轮机构 双圆销槽轮机构 内啮合槽轮机构 空间槽轮机构 槽轮机构的应用 电影放映机的卷片机构 刀架转位机构 模数m、齿形角α 国家标准（GB10085-1988）规定，蜗杆以轴向的参数为标准参数，蜗轮以端面的参数为标准参数。蜗杆的轴向齿形角α=20°。 蜗杆模数系列与齿轮模数系列不同，蜗杆标准模数系列查表 2.蜗杆的分度圆直径d1和蜗杆直径系数q 3. 蜗杆的头数和蜗轮的齿数 ≈5 7～15 14～30 29～82 6 4 2 1 29～31 29～61 29～61 29～82 4.蜗杆的分度圆柱导程角γ 蜗杆的分度圆柱导程角γ是指在蜗杆分度圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角，如图所示。当蜗杆直径系数和蜗杆头数选定之后，γ也随之确定。 $