第八章其它常用机构

1、了解常用间歇运动机构有哪些；了解常用间歇运动机构有哪些；掌握槽轮机构、棘轮机构的工作原理、运动特掌握槽轮机构、棘轮机构的工作原理、运动特点、应用情况；点、应用情况；了解凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构、了解凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构、螺旋机构、万向铰链机构工作原理、运动特点及螺旋机构、万向铰链机构工作原理、运动特点及应用情况；应用情况；了解常见组合机构的组合方式、工作特点及应了解常见组合机构的组合方式、工作特点及应用情况。用情况。本章教学目标本章教学目标本章教学内容本章教学内容8-1 棘轮机构棘轮机构8-2 槽轮机构槽轮机构8-3 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构8-4 不完全齿

2、轮机构不完全齿轮机构8-5 螺旋机构螺旋机构8-6 万向铰链机构万向铰链机构8-7 组合机构组合机构本章重点：本章重点：了解槽轮机构、棘轮了解槽轮机构、棘轮机构的组成、工作原理机构的组成、工作原理和运动特性，并了解其和运动特性，并了解其适用场合。适用场合。常见组合机构的组常见组合机构的组合方式、工作特点合方式、工作特点及应用情况。及应用情况。8-1棘轮机构棘轮机构一、棘轮机构的组成及工作原理一、棘轮机构的组成及工作原理二、棘轮机构的类型二、棘轮机构的类型外接棘轮机构外接棘轮机构只能够实现单向间歇运动只能够实现单向间歇运动内接棘轮机构内接棘轮机构二、棘轮机构的类型（续）二、棘轮机构的类型（续）棘

3、爪可翻转的矩形棘齿可以获得不同转向的间歇运动。棘爪可翻转的矩形棘齿可以获得不同转向的间歇运动。双向式棘轮机构双向式棘轮机构二、棘轮机构的类型（续）二、棘轮机构的类型（续）双动式棘轮机构双动式棘轮机构二、棘轮机构的类型（续）二、棘轮机构的类型（续）运动特点：摇杆来回摆动都能使棘轮向同一方向转动。运动特点：摇杆来回摆动都能使棘轮向同一方向转动。钩头棘爪钩头棘爪直推棘爪直推棘爪二、棘轮机构的类型（续）二、棘轮机构的类型（续）摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构外接式外接式外接式外接式运动特点：通过摩擦力推动从动轮间歇转动，克服了齿式棘运动特点：通过摩擦力推动从动轮间歇转动，克服了齿式棘轮机构噪声大、转角不能

4、无级调节的缺点，但运动准确性差。轮机构噪声大、转角不能无级调节的缺点，但运动准确性差。三、棘轮机构的应用和功能三、棘轮机构的应用和功能1. 应用场合应用场合 各种机床中，以实现进给、转位或分度功能。各种机床中，以实现进给、转位或分度功能。2. 功能功能转位、分度转位、分度冲床工作台自动转位棘轮机构冲床工作台自动转位棘轮机构的工作过程：的工作过程：冲头冲头D上升时通过棘爪带动棘轮上升时通过棘爪带动棘轮和工作台顺时针转位。冲头下和工作台顺时针转位。冲头下降时，摇杆降时，摇杆AB逆时针摆动，工逆时针摆动，工作台不动。作台不动。牛头刨床工作台横向进给过程：运动通过齿轮机构、连杆机牛头刨床工作台横向进给

5、过程：运动通过齿轮机构、连杆机构传递给棘轮机构，带动与棘轮固联的丝杠做间歇运动，从构传递给棘轮机构，带动与棘轮固联的丝杠做间歇运动，从而实现工作台间歇进给运动。而实现工作台间歇进给运动。间歇送进间歇送进超越、离合超越、离合单向离合器工作原理单向离合器工作原理：主动：主动星轮星轮1逆时针转动时，滚柱逆时针转动时，滚柱靠摩擦力滚向空隙小端，将靠摩擦力滚向空隙小端，将套筒套筒2楔紧，使之与星轮一楔紧，使之与星轮一同转动；反之，滚柱滚到大同转动；反之，滚柱滚到大端，套筒因松开而静止。端，套筒因松开而静止。超越离合器工作原理超越离合器工作原理：主动：主动星轮星轮1逆时针转动时，套筒逆时针转动时，套筒2逆

6、时针转动的速度超过星轮逆时针转动的速度超过星轮1的转速，套筒以高速自由的转速，套筒以高速自由转动。转动。应用实例：应用实例： 自行车飞轮（内接棘轮）自行车飞轮（内接棘轮）星轮星轮滚柱滚柱套筒套筒弹簧顶杆弹簧顶杆四、棘轮机构的设计四、棘轮机构的设计1. 棘轮齿面倾斜角的设计棘轮齿面倾斜角的设计是棘轮设计的首要问题是棘轮设计的首要问题齿面倾斜角：指棘轮齿面与径向线所夹的角齿面倾斜角：指棘轮齿面与径向线所夹的角。为保证棘爪顺利进为保证棘爪顺利进入棘轮，要求入棘轮，要求 ： 又又90为使棘爪受力最小：为使棘爪受力最小：一般取一般取9090 20常取常取四、棘轮机构的设计（续）四、棘轮机构的设计（续）2

7、. 模数模数m的选择的选择 从标准值表中选取从标准值表中选取3. 齿数齿数z的选择的选择 可根据棘轮最小转角可根据棘轮最小转角min确定确定min2z4. 动程或动停比的调节动程或动停比的调节思考：要改变棘轮每次的转角，可以采取哪些措施？思考：要改变棘轮每次的转角，可以采取哪些措施？要改变棘轮每次的转角可以采取的措施：要改变棘轮每次的转角可以采取的措施：驱动机构设计成驱动机构设计成行程可调机构行程可调机构加装棘轮罩，以遮盖摇杆摆加装棘轮罩，以遮盖摇杆摆角范围内的一部分棘齿角范围内的一部分棘齿一、槽轮机构的组成及工作特点一、槽轮机构的组成及工作特点8-2 8-2 槽轮机构槽轮机构典型槽轮机构的组

8、成典型槽轮机构的组成：由主动：由主动拨盘、从动槽轮和机架等组成。拨盘、从动槽轮和机架等组成。 槽轮机构的工作原理槽轮机构的工作原理：主动拨：主动拨盘连续转动，当主动拨盘的圆盘连续转动，当主动拨盘的圆销销A未进入槽轮径向槽时，槽未进入槽轮径向槽时，槽轮在锁，静止不动；当主动拨轮在锁，静止不动；当主动拨盘的圆销盘的圆销A进入槽轮径向槽时，进入槽轮径向槽时，槽轮受圆销槽轮受圆销A驱动而转动。从驱动而转动。从而使槽轮做间歇运动。而使槽轮做间歇运动。动画演示动画演示外槽轮机构外槽轮机构External Geneva drive内槽轮机构内槽轮机构Internal Geneva drive二、槽论机构的类

9、型二、槽论机构的类型外槽轮机构外槽轮机构 主、从动轮转向相反，主、从动轮转向相反，且具有传动较平稳、且具有传动较平稳、停歇时间短、所占空停歇时间短、所占空间小等特点。间小等特点。主、从动轮转向相反主、从动轮转向相反内槽轮机构内槽轮机构二、槽论机构的类型（续）二、槽论机构的类型（续）特点：径向槽径向特点：径向槽径向尺寸不同，拨盘上尺寸不同，拨盘上销分布不均匀。槽销分布不均匀。槽轮转一周，可以实轮转一周，可以实现动停时间均不相现动停时间均不相同的运动要求。同的运动要求。不等臂长多销槽轮机构不等臂长多销槽轮机构二、槽轮机构的类型（续）二、槽轮机构的类型（续）球面槽轮机构球面槽轮机构特点：特点：主动轮

10、主动轮1和拨销和拨销3的的轴线均通过球心。轴线均通过球心。当只有一个拨销时，当只有一个拨销时，动停时间相等；动停时间相等；当对称布置两个拨当对称布置两个拨销时，可以实现连销时，可以实现连续转动。续转动。二、槽论机构应用二、槽论机构应用 一般用于转速不很高的自动机械、轻工机一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中。械或仪器仪表中。电影放映机的送片机构电影放映机的送片机构8-3 8-3 凸轮式间歇运动机凸轮式间歇运动机构构 一、凸轮式间歇运动机构工作原理及特点一、凸轮式间歇运动机构工作原理及特点1. 组成组成主动凸轮、从动盘主动凸轮、从动盘2. 工作原理工作原理 主动凸轮连续转动，推动主

11、动凸轮连续转动，推动从动盘实现间歇分度转动。从动盘实现间歇分度转动。3. 机构特点机构特点结构紧凑，不需定位装置即结构紧凑，不需定位装置即可获得高的定位精度可获得高的定位精度廓线设计得当，可使从动件廓线设计得当，可使从动件获得预期的任意运动；获得预期的任意运动；动载荷小，无冲击，宜高速；动载荷小，无冲击，宜高速；加工成本高，安装、调整要加工成本高，安装、调整要求严。求严。 二、凸轮式间歇运动机构类型及应用二、凸轮式间歇运动机构类型及应用圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构共轭凸轮式间歇运动机构共轭凸轮式间歇运动机构特点：具有较好特点：具有较好的动力特

12、性、较的动力特性、较高的分度精度、高的分度精度、较低的加工成本。较低的加工成本。在自动分度机构、在自动分度机构、机床换刀机构、机床换刀机构、机械手的工作机机械手的工作机构、构、X光医疗诊光医疗诊断台等应用广泛。断台等应用广泛。 二、凸轮式间歇运动机构类型及应用（续）二、凸轮式间歇运动机构类型及应用（续）凸轮式间歇运动机构应用场合：凸轮式间歇运动机构应用场合：轻工机械、冲压机械等高轻工机械、冲压机械等高速机械中常用作高速、高精度的步进进给、分度转位等机速机械中常用作高速、高精度的步进进给、分度转位等机构。例如用于高速冲床、多色印刷机、包装机、折叠机等。构。例如用于高速冲床、多色印刷机、包装机、折

13、叠机等。1. 工作原理工作原理 由齿轮机构演变而来。主由齿轮机构演变而来。主动轮有一个或几个齿，根据动轮有一个或几个齿，根据运动与停歇时间要求，在从运动与停歇时间要求，在从动轮上做出主动轮齿相啮合动轮上做出主动轮齿相啮合的轮齿，当主动轮做连续转的轮齿，当主动轮做连续转动时，从动轮做间歇回转运动时，从动轮做间歇回转运动。从动轮间歇期间，利用动。从动轮间歇期间，利用两轮边缘的锁止弧防止从动两轮边缘的锁止弧防止从动轮游动。轮游动。8-4不完全齿轮机构不完全齿轮机构 一、不完全齿轮机构工作原理及特点一、不完全齿轮机构工作原理及特点动画演示动画演示2. 机构特点机构特点 结构简单、制造容易，工作可靠，从

14、动轮动停时间比结构简单、制造容易，工作可靠，从动轮动停时间比例变化范围大。但冲击较大，只宜于低速、轻载场合。例变化范围大。但冲击较大，只宜于低速、轻载场合。二、不完全齿轮机构类型及应用二、不完全齿轮机构类型及应用内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构二、不完全齿轮机构类型及应用（续）二、不完全齿轮机构类型及应用（续）不完全齿轮机构应用场合不完全齿轮机构应用场合：常用于多工位、多工序的自：常用于多工位、多工序的自动机械或生产线上，实现工作台的间歇转位和进给运动。动机械或生产线上，实现工作台的间歇转位和进给运动。不完全齿轮齿条机构不完全齿轮齿条机构8-5

15、8-5 螺旋机构螺旋机构 一、螺旋机构组成及特点一、螺旋机构组成及特点1. 组成组成 螺杆、螺母、机架螺杆、螺母、机架2. 机构特点机构特点 结构简单、制造方便、运结构简单、制造方便、运动准确、能获得较大的降速比动准确、能获得较大的降速比和力的增益，工作平稳，无噪和力的增益，工作平稳，无噪音，合理选择螺纹导程角可具音，合理选择螺纹导程角可具有自锁性，但效率低，要反转有自锁性，但效率低，要反转则需要反向装置。则需要反向装置。3. 应用应用 常用在起重机、压力机及功率不大的进给系统和微调装置中。常用在起重机、压力机及功率不大的进给系统和微调装置中。二、螺旋机构类型二、螺旋机构类型2. 滑动螺旋机构

16、滑动螺旋机构1. 滚动螺旋机构：滚动丝杠滚动螺旋机构：滚动丝杠多用于将转动多用于将转动变移动的场合变移动的场合A、B段螺旋旋向相同段螺旋旋向相同 2)(BAlls称其为微调螺旋机构称其为微调螺旋机构很小则相差很小与sllBA镗刀进刀量的微调螺旋机构镗刀进刀量的微调螺旋机构A、B段螺旋旋向相反段螺旋旋向相反 2)(BAlls称其为复式螺旋机构称其为复式螺旋机构车辆联接中的螺旋机构车辆联接中的螺旋机构车辆车辆 联接实例联接实例8-6 8-6 万向铰链机构万向铰链机构一、一、 万向铰链机构的组成和应用万向铰链机构的组成和应用万向联轴节万向联轴节 万向铰链机构用于传递两相交轴间的运动和动力，万向铰链机

17、构用于传递两相交轴间的运动和动力，广泛用于汽车、机床等机械中；广泛用于汽车、机床等机械中；传动过程中，两传动过程中，两轴夹角可以变动，轴夹角可以变动，为变角传动机构。为变角传动机构。二、万向铰链机构的类型二、万向铰链机构的类型单万向铰链机构单万向铰链机构 两轴瞬时角速两轴瞬时角速比随时变化，并比随时变化，并不恒等于不恒等于1单万向铰链机构两特殊位置的机构运动简图单万向铰链机构两特殊位置的机构运动简图双万向铰链机构双万向铰链机构主、从动轴角速度恒等的条件：主、从动轴角速度恒等的条件：主、从动轴与中间轴位于同一平面；主、从动轴与中间轴位于同一平面；主、从动轴线与中间轴线之间的夹角相等；主、从动轴线

18、与中间轴线之间的夹角相等；中间轴两端叉面应位于同一平面内。中间轴两端叉面应位于同一平面内。1. 1. 组合机构组合机构组合机构组合机构指的是用一种机构去约束和影响另一个多自指的是用一种机构去约束和影响另一个多自由度机构所形成的封闭式机构系统，或者是由几种基本由度机构所形成的封闭式机构系统，或者是由几种基本机构有机联系、互相协调和配合所组成的机构系统。机构有机联系、互相协调和配合所组成的机构系统。子机构子机构：指机构组合系统中单个的基本机构。：指机构组合系统中单个的基本机构。组合机构的基础机构组合机构的基础机构：指组合机构中自由度大于：指组合机构中自由度大于1的差的差动机构。动机构。组合机构的附

19、加机构组合机构的附加机构：指组合机构中自由度为：指组合机构中自由度为1的基本的基本机构。机构。2. 组合机构应用组合机构应用 多用来实现一些特殊的运动轨迹或获得特殊的运动多用来实现一些特殊的运动轨迹或获得特殊的运动规律，因此广泛应用于纺织、印刷和轻工业等机械中。规律，因此广泛应用于纺织、印刷和轻工业等机械中。8-78-7组合机构组合机构一、组合机构及应用一、组合机构及应用串联式组合串联式组合 是指机构组合系统中前一级子机构的输出是指机构组合系统中前一级子机构的输出构件即为后一级子机构的输入构件。构件即为后一级子机构的输入构件。串联式组合串联式组合 二、组合机构的常见组合方式二、组合机构的常见组

20、合方式子机构子机构子机构子机构输入输入输出输出并联式组合并联式组合 并联式组合是指机构并联式组合是指机构组合系统中，几个子组合系统中，几个子机构共用同一个输入机构共用同一个输入构件，而它们的输出构件，而它们的输出运动又同时输入给一运动又同时输入给一个多自由度的子机构，个多自由度的子机构，从而形成自由度为从而形成自由度为1的机构系统。的机构系统。二、组合机构的常见组合方式二、组合机构的常见组合方式子机构子机构子机构子机构输入输入输出输出子子机机构构 反馈式联式组合反馈式联式组合 反馈式联式组合是指反馈式联式组合是指 机构组合系统机构组合系统中，多自由度子机构的一个输入运动中，多自由度子机构的一个

21、输入运动是通过单自由度子机构从多自由度子是通过单自由度子机构从多自由度子机构的输出构件回授的，从而形成自机构的输出构件回授的，从而形成自由度为由度为1的机构系统。的机构系统。二、组合机构的常见组合方式二、组合机构的常见组合方式子机构子机构子机构子机构输入输入输出输出复合式组合复合式组合 复合式组合是指机构组合系统中，由一个或几个串联的基复合式组合是指机构组合系统中，由一个或几个串联的基本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的基本机构的组本机构去封闭一个具有两个或多个自由度的基本机构的组合方式称为复合式组合。合方式称为复合式组合。二、组合机构的常见组合方式二、组合机构的常见组合方式子机构子机构子机

22、构子机构输入输入输出输出基础机构：自由度为基础机构：自由度为2的连杆机构的连杆机构附加机构：自由度为附加机构：自由度为1的凸轮机构的凸轮机构三、组合机构的类型及功能三、组合机构的类型及功能 凸轮凸轮连杆组合机构连杆组合机构组合以实现复杂的运组合以实现复杂的运动规律或运动轨迹动规律或运动轨迹组合以实现复杂的运动轨迹组合以实现复杂的运动轨迹平板印刷机上的吸纸机平板印刷机上的吸纸机构，由自由度为构，由自由度为2的五杆的五杆机构和两个自由度为机构和两个自由度为1的的摆动从动件凸轮机构所摆动从动件凸轮机构所组成。两个盘形凸轮固组成。两个盘形凸轮固接再同一个转轴上。接再同一个转轴上。刻字、成形机构，由刻字、成形机构，由自由度为自由度为2的四杆四移的四杆四移动副机构作为基础机动副机构作为基础机构，两个自由度为构，两个自由度为1的的凸轮机构作为附加机凸轮机构作为附加机构，经并联组合而形构，经并联组合而形成的凸轮连杆组合成的凸轮连杆组合机构机构三、组合机构的类型及功能三、组合机构的类型及功能 凸轮凸轮连杆组合机构连杆组合