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棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計要點

來源:中國起重機(jī)械網(wǎng)
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    棘輪機(jī)構(gòu)設(shè)計要點

    棘輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計主要應(yīng)考慮:棘輪齒形的選擇、模數(shù)齒數(shù)的確定、齒面傾斜角的確定、行程和動停比的調(diào)節(jié)方法

    現(xiàn)以齒式棘輪機(jī)構(gòu)為例,說明其設(shè)計方法齒形的選擇

    圖示為常用齒形,不對稱梯形用于承受載荷較大的場合;當(dāng)棘輪機(jī)構(gòu)承受的載荷較小時,可采用三角形或圓弧形齒形;矩形和對稱梯形用于雙向式棘輪機(jī)構(gòu)。

    模數(shù)、齒數(shù)的確定

    與齒輪相同,棘輪輪齒的有關(guān)尺寸也用模數(shù)m作為計算的基本參數(shù),但棘輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)要按棘輪的頂圓直徑da來計算。

    m=da/z

    棘輪齒數(shù)z一般由棘輪機(jī)構(gòu)的使用條件和運(yùn)動要求選定。對于一般進(jìn)給和分度所用的棘輪機(jī)構(gòu),可根據(jù)所要求的棘輪最小轉(zhuǎn)角來確定棘輪的齒數(shù)(z≤250,一般取z=8~30),然后選定模數(shù)。


    齒面傾斜角的確定

    棘輪齒面與徑向線所夾α稱為齒面傾斜角。棘爪軸心O1與輪齒頂點A的連線O1A與過A點的齒面法線nn的夾角β稱為棘爪軸心位置角。

    為使棘爪在推動棘輪的過程中始終緊壓齒面滑向齒根部,應(yīng)滿足棘齒對棘爪的法向反作用力N對O1軸的力矩大于摩擦力Ff沿齒面)對O1軸的力矩,即N·O1Asinβ>Ff·O1Acosβ

    則Ff/N<tanβ

    因為f=tanψ=Ff/N

    所以tanβ>tanψ

    即β>ψ

    式中f和分別為棘爪與棘輪齒面間的摩擦系數(shù)和摩擦角,一般f取0.13~0.2。

    行程和動停比調(diào)節(jié)

    1)采用棘輪罩

    通過改變棘輪罩的位置,使部分行程棘爪沿棘輪罩表面滑過,從而實現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。

    2)改變擺桿擺角

    通過調(diào)節(jié)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的長度,改變搖桿擺角的大小,從而實現(xiàn)棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。

    3)采用多爪棘輪機(jī)構(gòu)

    要使棘輪每次轉(zhuǎn)動的角度小于一個輪齒所對應(yīng)的中心角γ時,可采用棘爪數(shù)為m的多爪棘輪機(jī)構(gòu)。

    如n=3的棘輪機(jī)構(gòu),三棘爪位置依次錯開γ/3,當(dāng)擺桿轉(zhuǎn)角Ф1在γ≥Ф1≥γ/3范圍內(nèi)變化時,三棘爪依次落入齒槽,推動棘輪轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度Ф2為γ≥Ф2≥γ/3范圍內(nèi)γ/3整數(shù)倍。
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