机械设计基础 教学课件 作者 刘赛堂 李永敏 第十四章

1、在线教务辅导网： :/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：机械设计根底刘赛堂 李永敏 主编第14章 间歇运动机构 1.棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的组成、工作原理、特点及应用。 2.棘轮机构转角的调整方法。知识点： 在许多机械中，为了实现某些运动形式的变换，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。能够将主动件的连续运动转换为从动件有规律的间歇运动和停歇的机构，称为间歇运动机构。实现间歇运动的机构类型很多，如棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构及恰当设计的连杆机构都可实现间歇运动。本章简要介绍几种常用间歇机构的组成和运动特点。14

2、.1 棘轮机构14.1.1 棘轮机构的工作原理、特点及应用 图14.1为常见的外啮合齿啮式的棘轮机构，主要由棘轮1、棘爪2、摇杆3、止回棘爪4和机架组成。弹簧5用来使止回棘爪4与棘轮保持接触。棘轮装在轴上，用键与轴连接在一起。棘爪2铰接于摇杆3上，摇杆3可绕棘轮轴摆动。当摇杆3顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆3逆时针方向摆动时，棘爪插入棘轮齿间推动棘轮转过一定角度。这样，摇杆3连续往复摆动，棘轮1即可实现单向的间歇运动。1.棘轮机构的工作原理图14.1 外啮合棘轮机构1.棘轮；2、4.棘爪；3.摇杆；5.弹簧14.1 棘轮机构 常见棘轮机构分为齿啮式和摩擦式两大类。

3、1齿啮式棘轮机构 齿啮式棘轮机构是靠棘爪和棘轮齿啮合传动。棘轮的棘齿做在棘轮的外缘称为外啮合棘轮机构，如图14.1所示；做在棘轮的内缘称为内啮合棘轮机构，如图14.2所示。 按照棘轮机构的运动型式不同可以分为三类。 1单动式棘轮机构。如图14.1、图14.2所示，这种机构的特点是摇杆向某一方向摆动时，棘爪驱动棘轮沿同一方向转过一定角度，摇杆反方向转动时，棘轮静止。 2双动式棘轮机构。如图14.3所示，这种棘轮机构的棘爪可制成直爪图14.3(a)或带钩头的爪图14.3(b)。当主动摇杆1往复摆动一次时，能使棘轮2沿同一方向作二次间歇转动。这种棘轮机构每次停歇的时间间隔较短，棘轮每次转过的转角也较

4、小。 3可变向棘轮机构。如果棘轮需要作双向的间歇运动，可把棘轮的齿形制成矩形，而将棘爪制成可翻转的结构，如图14.4(a)所示。其特点是当棘爪处于实线位置B，摇杆往复摆动时，棘轮可获逆时针的单向间歇运动；而当把棘爪绕其销轴O2翻转到虚线所示位置B，摇杆往复摆动时，棘轮那么可获得顺时针的单向间歇运动。2.棘轮机构的根本类型图14.2 内啮合棘轮机构14.1 棘轮机构图14.3 双动式棘轮机构图1.主动摇杆；2.棘轮；3.棘爪图14.4 双向棘轮机构图1.摇杆；2.矩形棘轮；3.棘爪14.1 棘轮机构 2摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构如图14.5所示，棘爪上无棘齿。当摇杆逆时针方向摆动时，通过偏心

5、楔块2与摩擦轮3之间的摩擦力，使摩擦轮沿逆时针方向运动。当摇杆顺时针方向摆动使，驱动偏心楔块在摩擦轮上滑过，而止动楔块4与摩擦轮之间的摩擦力，促使此楔块与摩擦轮卡紧，从而使摩擦轮静止，实现了单向的间歇运动。图14.5 摩擦式棘轮机构1.摇杆;2、4.楔块；3.摩擦轮;5.支架14.1 棘轮机构 1棘轮机构的特点 1齿啮式棘轮机构。齿啮式棘轮机构的特点是结构简单、制造方便，转角准确、运动可靠，棘轮的转角可在一定范围内调节。但棘爪在齿背上滑行时容易产生噪音、冲击和磨损，故适用于低速、轻载和转角精度要求不高的场合。 2摩擦式棘轮机。这种机构噪声小，但因摩擦力传动，其接触外表间容易发生滑动，即可起到过

6、载保护作用，又因传动精度不高，故适用于低速、轻载场合。 2棘轮机构的应用 除上述棘轮机构外，棘轮机构可用作单向离合器，如图14.6所示。当主动爪逆时针回转时，滚柱借摩擦力而滚向空隙的收缩局部，并将套筒楔紧，使其随爪轮一同回转；而当爪轮顺时针回转时，滚柱被滚到空隙的宽敞地方，将套筒松开，这时套筒静止不动。利用此种机构，当主动爪轮以任意角速度反复转动时，可使从动轮的套筒获得任意大小转角的单向间歇转动。 棘轮机构还常用作防止机构逆转的止停器，如图14.7所示为起重设备中的棘轮制动器。当提升重物时，棘轮逆时针转动，棘爪2在棘轮1齿背上滑过；当需要使重物停在某一位置时，棘爪将及时插入到棘轮的相应齿槽中，

7、防止棘轮在重力作用下顺时针转动使重物下坠，以实现制动。3.棘轮机构的特点及应用14.1 棘轮机构图14.6 单向离合器图图14.7 棘轮制动器1.棘轮；2.棘爪14.1 棘轮机构14.1.2 棘轮机构转角的调整方法 利用曲柄摇杆机构带动棘轮作间歇运动，通过调节螺钉改变曲柄的长度，就可改变摇杆摆角，从而控制棘轮的转角。图14.8所示的浇注输送传动装置，改变活塞1的行程，即可改变摇杆的摆角，从而调节棘轮转角的大小。1.改变摇杆摆角大小，控制棘轮的转角 如图14.9所示，在棘轮外部罩一遮板遮板不随棘轮一起转动，改变遮板位置以遮住局部棘齿，可使棘爪行程的一局部在遮板上滑过，不与棘齿接触，从而改变棘爪推

8、动棘轮的实际转角的大小。遮板的位置可根据需要进行调节。2.利用遮板调节棘轮的转角14.1 棘轮机构图14.9 棘轮外部罩遮板图14.8 外啮合不完全齿轮机构1.活塞；2.摇杆14.2 槽轮机构14.2.1 槽轮机构的工作原理 如图14.10所示为槽轮机构，由具有径向槽的槽轮2、带有圆销A的拨盘1和机架组成。 主动件拨盘1逆时针做匀速转动，当圆销A未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外凸锁止弧锁住，槽轮静止不动；当圆销A开始进入槽轮的径向槽时，内外锁止弧脱开，槽轮在圆销A的驱动下顺时针转动；当圆销A开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁止弧又被拨盘的外凸圆弧锁住而静止，直到圆销再一次

9、进入槽轮的下一个径向槽时，两者又重复上述运动循环，从而实现从动槽轮的单向间歇运动。 槽轮机构有外啮合槽轮机构图14.10和内啮合槽轮机构图14.11两种根本类型。依据机构中圆销的数目，外啮合槽轮机构又有单圆销、双圆销和多圆销槽轮机构之分。单圆销外槽轮机构工作时，拨盘转一周，槽轮反向转动一次；双圆销外槽轮机构工作时，拨盘转动一周，槽轮反向转动两次；内槽轮机构的槽轮转动方向与拨盘转向相同。14.2 槽轮机构图14.10 外槽轮机构1.带圆销A的拨盘；2.有径向槽的槽轮图14.11 内槽轮机构1.带圆销A的拨盘；2.有径向槽的槽轮14.2 槽轮机构14.2.2 槽轮机构的特点及应用 槽轮机构结构简单

10、,制造方便,转位迅速,工作可靠，但制造与装配精度要求较高且转角不能调节，转动时有冲击，故不适用于高速。一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中。 图14.12为槽轮机构在电影放映机中的应用情况。图14.13为转塔车床的刀架转位机构。图14.12 电影放印机中的槽轮送片机构图14.13 转塔车床的刀架转位机构14.3 不完全齿轮机构14.3.1 不完全齿轮机构的工作原理和类型 不完全齿轮机构是由一个或几个齿的不完全齿轮1、具有正常轮齿和带锁止弧的齿轮2及机架组成。如图14.14所示的不完全齿轮机构中，在主动轮1等速连续转动中，当主动轮1上的轮齿与从动轮2的正常齿相啮合时，主动轮1驱动从

11、动轮2转动；当主动轮1的锁止弧与从动轮2锁止弧接触时，那么从动轮2停歇不动并停止在确定的位置上，从而实现周期性的单向间歇运动。 不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种类型。图14.14为外啮合不完全齿轮机构，轮1只有1段锁止弧，轮2有4段锁止弧，当轮1每转1周，轮2转1/4周，两轮转向相反；图14.15为内啮合不完全齿轮机构，轮1只有1段锁止弧，轮2有8段锁止弧，当轮1每转1周，轮2转1/8周，两轮转向相同。图14.14 外啮合不完全齿轮机构图14.15 内啮合不完全齿轮机构14.3 不完全齿轮机构14.3 不完全齿轮机构14.3.2 不完全齿轮机构的特点和应用 不完全齿轮机构与其他间歇运动机构相比，优点是结构简单，制造方便，从动轮的运动时间和静止时间的比例不受机构结构的限制；缺点是从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只用于低速或轻载场合。 不完全齿轮机构常用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位及某些间歇进给