第四章 间隙机构

1、机械设计基础Fundamentals of Machine-Design参考书目：机械设计基础机械设计基础，陈立德，高等教育出版社，陈立德，高等教育出版社 机械设计基础机械设计基础，石固欧，高等教育出版社，石固欧，高等教育出版社主编：陈云飞 卢玉明（第七版） 第四章第四章 间隙运动机构间隙运动机构4-1 4-1 槽轮机构槽轮机构 4-2 4-2 棘轮机构棘轮机构 4-3 4-3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构 4-4 4-4 凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构一、槽轮机构的工作原理一、槽轮机构的工作原理主动拨盘主动拨盘1从动槽轮从动槽轮2机架机架组成组成1.2.工作原理：工作原理：v 由主动销轮（

2、拨盘由主动销轮（拨盘1）利用圆柱销带动从动利用圆柱销带动从动槽轮槽轮2转动，完成间歇转动，完成间歇转动。转动。4-1 槽轮机构槽轮机构 槽轮机构槽轮机构(2/7)(2/7)v 主动销轮顺时针作等速连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮主动销轮顺时针作等速连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮因内凹的锁止弧因内凹的锁止弧被销轮外凸的锁止弧被销轮外凸的锁止弧锁住而静止；圆销进入径锁住而静止；圆销进入径向槽时，两弧脱开，槽轮在圆销的驱动下转动；当圆销再次脱离向槽时，两弧脱开，槽轮在圆销的驱动下转动；当圆销再次脱离径向槽时，槽轮另一圆弧又被锁住，从而实现了槽轮的单向间歇径向槽时，槽轮另一圆弧又被锁住，从而

3、实现了槽轮的单向间歇运动。运动。槽轮机构槽轮机构(3/7)(3/7)3槽轮机构的类型及应用（1）槽轮机构的类型偏置外槽轮机构偏置内槽轮机构曲线外槽轮机构曲线内槽轮机构外槽轮机构内槽轮机构槽条机构不等臂多销槽轮机构球面槽轮机构曲线式槽轮机构偏置式槽轮机构普通型特殊型（2）槽轮机构的应用例1 蜂窝煤制机模盘转位机构例2 电影胶片抓片机构槽轮机构槽轮机构(4/7)(4/7) 二、二、槽轮机构的主要参数槽轮机构的主要参数 槽轮机构的主要参数是槽数槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆销数和拨盘圆销数K。如图所示，为了使如图所示，为了使槽轮槽轮2 2在开始和终在开始和终止转动时的瞬时角止转动时的瞬时角速度为

4、零，以避免速度为零，以避免圆销与槽发生撞击，圆销与槽发生撞击，圆销进入或脱出径圆销进入或脱出径向槽的瞬时，槽的向槽的瞬时，槽的中心线中心线O2A应与应与O1A垂直垂直。槽轮机构槽轮机构(5/7)(5/7)v设设z为均匀分布的径向槽数目，则槽轮为均匀分布的径向槽数目，则槽轮2转过转过22=2/z弧度时，弧度时，拨盘拨盘1的转角的转角21将为将为12222zv 在一个运动循环内，槽轮在一个运动循环内，槽轮2的运动时间的运动时间tm对拨盘对拨盘1的运动时间的运动时间t之比值之比值称为运动特性系数称为运动特性系数。v 当拨盘当拨盘1等速转动时，这个时间之比可用转角之比来表示。等速转动时，这个时间之比可

5、用转角之比来表示。对于只有一个圆销的槽轮机构，对于只有一个圆销的槽轮机构，tm和和t分别对应于拨盘分别对应于拨盘1转过转过的角度的角度21和和2。因此其运动特性系数因此其运动特性系数为为1221122222mtzztzzv即：即：为保证槽轮运动，其运动特性系数为保证槽轮运动，其运动特性系数应大于零，径向槽的应大于零，径向槽的数目应等于或大于数目应等于或大于3。但槽但槽数数z=3的槽轮机构，由于槽轮的角速的槽轮机构，由于槽轮的角速度变化很大，圆销进出径向槽的瞬时，槽轮的角加速度也很大。度变化很大，圆销进出径向槽的瞬时，槽轮的角加速度也很大。会引起较大的振动和冲击，故很少应用。会引起较大的振动和冲

6、击，故很少应用。v这种槽轮机构的运动特性系数这种槽轮机构的运动特性系数总是小于总是小于0.5，即，即槽轮的运动时槽轮的运动时间总小于静止时间间总小于静止时间ts。0 3 zv当拨当拨盘盘1上装上装有有K个圆销个圆销时，可以得到时，可以得到0.5的槽轮机构。此时，的槽轮机构。此时，一个循环中，轮一个循环中，轮2的运动时间为只有一个圆销时的的运动时间为只有一个圆销时的K倍，即倍，即(2)2K zz22zKz1 槽轮机构槽轮机构(6/7)(6/7)槽槽 数数 z345、67圆销数圆销数 k15141312 三、槽轮机构的特点和应用槽轮机构的特点和应用1.槽轮机构的特点槽轮机构的特点:v槽轮机构能准确

7、控制转角、工作可靠、机械效率高，与棘轮机槽轮机构能准确控制转角、工作可靠、机械效率高，与棘轮机构相比，工作平稳性较好，但其槽轮机构动程不可调节、转角构相比，工作平稳性较好，但其槽轮机构动程不可调节、转角不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击。不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击。槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此制造成本上升。制造成本上升。2. 槽轮机构的应用：槽轮机构的应用：v槽轮机构一般应用于转速不高和要求间歇转动的机械当中，如槽轮机构一般应用于转速不高和要求间歇转动的机械当中，如自动机

8、械、轻工机械或仪器仪表等。自动机械、轻工机械或仪器仪表等。槽轮机构槽轮机构(7/7)(7/7) 一、棘轮机构的工作原理一、棘轮机构的工作原理 组成组成驱动摇杆驱动摇杆棘轮棘轮驱动棘爪驱动棘爪制动棘爪制动棘爪簧片簧片 (机架机架)1.4-2 棘轮机构棘轮机构 2.工作原理工作原理： 当原动件逆时针方向摆动时，与它相联的驱动棘爪便借助弹当原动件逆时针方向摆动时，与它相联的驱动棘爪便借助弹簧或自重的作用插入棘轮的齿槽内，使棘轮随着转过一定的簧或自重的作用插入棘轮的齿槽内，使棘轮随着转过一定的角度。角度。 当原动件顺时针方向摆动时，制动棘爪插入棘轮的齿槽，阻当原动件顺时针方向摆动时，制动棘爪插入棘轮的

9、齿槽，阻止棘轮反向转动，驱动棘爪在棘轮齿背上滑回原位，棘轮静止棘轮反向转动，驱动棘爪在棘轮齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇转动。利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可间歇转动。利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可靠。靠。 改变原动件的结构形状，可以得到双动式棘轮机构，原动件改变原动件的结构形状，可以得到双动式棘轮机构，原动件往复摆动时都能使棘轮沿同一方向转动。往复摆动时都能使棘轮沿同一方向转动。 驱动棘爪可以制成直的或带钩头的。驱动棘爪可以制成直的或带钩头的。棘轮机构棘轮机构(2/5)二

10、、棘轮机构的类型及应用（1）棘轮机构的类型1）齿啮式棘轮机构外接式内接式棘条钩头式直推式翻转式提转式普遍棘轮机构双动式棘轮机构可变向棘轮机构2）摩擦式棘轮机构外接摩擦式内接摩擦式滚子内接摩擦式棘轮机构棘轮机构(3/5)（2）棘轮机构的应用例 牛头刨床工作台的进给机构三、工作特点 可实现单向间歇运动、机构简单、制造方便、运动可靠、棘轮转角可调。 但冲击和噪声大、运动精度低，适用于低速轻载的场合。四、棘轮转角大小的调节方法：棘轮机构棘轮机构(4/5)1. 改变棘爪的运动改变棘爪的运动u调节螺母可改调节螺母可改变曲柄长度，变曲柄长度，从而改变棘爪从而改变棘爪的运动，改变的运动，改变动停比。动停比。

11、通过调整遮板角通过调整遮板角度，改变棘轮的度，改变棘轮的转角。转角。2.改变棘轮遮板位置改变棘轮遮板位置棘轮机构棘轮机构(5/5)4-3 不完全齿轮机构不完全齿轮机构1机构的工作原理及特点（1）工作原理 由一个或一部分齿的主动轮与按动停时间要求而作出的从动轮相啮合，使从动轮作间歇回转运动。v 工作原理工作原理：当主动轮的有齿部分作用时，从动轮就转动；当主当主动轮的有齿部分作用时，从动轮就转动；当主动轮的无齿圆弧部分作用时，从动轮停止不动，因而当主动轮动轮的无齿圆弧部分作用时，从动轮停止不动，因而当主动轮连续转动时，从动轮获得时转时停的间歇运动。连续转动时，从动轮获得时转时停的间歇运动。（2）工

12、作特点 结构简单，制造容易，工作可靠，动停时间比可在较大范围内变化，但在从动轮的运动始末有刚性冲击，适合于低速、轻载的场合。不完全齿轮机构不完全齿轮机构(2/2)2机构的类型及应用不完全齿轮机构的类型4-4 4-4 凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构 凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成，凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成，以主动凸轮带动从动转盘完成间歇运动。以主动凸轮带动从动转盘完成间歇运动。 1 1凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构v在圆柱凸轮间歇运动机在圆柱凸轮间歇运动机构中，主动凸轮的圆柱构中，主动凸轮的圆柱面上有一条两端开口、面上有一条两端开口、不闭合的曲线沟槽。当不闭合的曲线沟槽。当凸轮连续地转动时，通凸轮连续地转动时，通过圆柱销带动从动转盘过圆柱销带动从动转盘实现间歇转动。实现间歇转动。凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构(2/2) 2蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构在蜗杆凸轮间歇运动机构中主动凸轮上有一条突脊犹如蜗杆，从动转盘的圆柱面上均匀分布有圆柱销就像蜗轮的齿。当蜗杆凸轮转动时，将通过转盘上的圆柱销推动从动转盘作间歇运动。3. 凸轮式间歇运动机构的特