第34卷 第12期 棘轮机构的参数化设计 27

文章编号:1004-2539(2010)12-0027-03

棘轮机构的参数化设计

王良文 李安生 唐维纲 张小辉

(郑州轻工业学院机电工程学院, 河南郑州 450002)

摘要 以各类机械中常用的齿式棘轮机构的设计为例,建立了棘轮机构参数化设计的数学模型,利用VB对AutoCAD的二次开发技术,成功实现了棘轮机构的参数化设计。该系统在选定棘轮机构的设计参数情况下,能够计算相关参数,对设计结果进行自动校验,并可以实现棘轮机构工程图的自动输出,进行尺寸参数及技术条件的标注,提高了棘轮机构的设计效率。为棘轮机构的数字化设计、加工提供了理论依据。

关键词 棘轮机构 参数化设计 VB CAD二次开发

TheParametricDesignofRatchetMechanism

WangLiangwen LiAnsheng TanWeigang ZhangXiaohui

(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou450002,China)

Abstract Usingthetoothratchetmechanismusinginallkindsofmachineasanexample,amathematicalmodelforparametricdesignaboutratchetmechanismisestablished.Theparametricdesignisrealizedbyusingseconddeve-l

opingtechnologyforAutoCADinVB.Whenthedesignparameterinthesystemisselected,therelatingparametercanbecalculatedandthedesignresultscanbecheckedautomatically,theratchetmechanismengineeringdrawingcanbegivenoutautomatically,labeldimensionandtechnologytermscanbemarked,theefficiencyisimproved.Atheoret-i

calbasisofdigitaldesignandmanufactureforratchetmechanismisprovided.

Keywords Ratchetmechanism Parametricdesign VB SeconddevelopingtechnologyforAutoCAD

0 引言

棘轮机构以其结构简单、工作可靠等优点,在各类机械设备中广泛应用,多用于进给、转位或分度、制动、超越、计数等场合。对常用机构开发参数化设计系统是现代设计发展的必然。现有文献对凸轮机构、连杆机构、带轮传动、槽轮机构等参数化设计的研究已经比较深入

[1-3]

1 棘轮机构设计的数学模型

棘轮机构可分为齿式和摩擦式两大类,每类中又

有几种不同的结构形式。本文中主要对齿式棘轮机构(不对称齿、三角形齿)进行研究。

(1)齿形 常应用的棘轮齿形包含不对称梯形齿,直线三角形齿,圆弧三角形齿及对称矩形齿。本文中我们主要以设计不对称梯形齿和三角形齿为例说明[4]。

(2)棘轮齿数z和棘爪数j 齿数z与棘轮最小转角H(又称齿距角)有关。H=2P/z,它由工艺条件确定。选择齿数z时,应兼顾到齿距p不能太小,否则棘齿的强度将受影响。通常情况下可取z=8~30。

一般情况下,取棘爪数j=1。但当载荷大,且齿数z受尺寸限制只能很少时,棘轮齿距角H较大,棘轮每次摆角可能小于H值,此时棘爪将不能进入棘轮齿内拨动棘轮,也有采用多个棘爪的情况。

(3)棘轮模数m和齿距p 与齿轮相同,棘轮的大小以模数m表示,但棘轮的标准模数在顶圆上。

:,而有关对棘轮机构的参数化设计系统研

究的文献尚较欠缺。我们首先建立了棘轮机构设计的数学模型,利用VB对AutoCAD二次开发技术开发了棘轮机构的参数化设计系统,当输入相关设计参数后,能够自动计算棘轮机构的结构参数;在给定棘轮机构的受力条件下,系统能够对设计结果进行自动校验;并根据需要输出棘轮机构各构件的CAD工程图形。该系统可以方便地实现棘轮机构的参数化设计,用于棘轮机构的分析、数控加工以及计算机辅助教学中。文中以齿式棘轮机构的设计为例进行介绍。