机械设计基础-第3版-教学课件-作者-王大康-第五章-间歇运动机构

第五章间歇运动机构第五章间歇运动机构

第五章间歇运动机构

当原动件连续运动时，从动件出现周期性间歇运动的机构称为间歇运动机构。例如自动机床的进给机构、刀架的转位机构、包装机的送进机构和电影放映机构等。间歇机构的类型很多，如：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮间歇运动机构。本章主要介绍前两种间歇运动机构。

电影放映机构卷片机构1-胶片2-槽轮3-拨盘第五章间歇运动机构当原动

第一节棘轮机构一、棘轮机构的组成及工作原理1．机构组成（1）主动棘爪（2）棘轮—从动件主动棘爪的运动由连杆机构等其它机构传递。（3）止动棘爪棘轮机构1－摇杆2－棘爪3－棘轮4－止动棘爪

（4）机架第一节棘轮机构一、棘轮机构的组成及工作原2．工作原理

图示为由曲柄摇杆机构驱动的棘轮机构。

棘爪与摇杆铰接，摇杆空套在棘轮轴上。

当摇杆3沿逆时针方向转动时，使棘爪4借助自重或弹簧力插入棘轮的齿槽内，推动棘轮转过一定角度。当摇杆沿顺时针方向摆回时，棘爪4在棘轮齿顶上滑过。此时止动爪6插入棘轮齿内，阻止棘轮反转。使棘轮静止。在此机构中，棘轮只作单向转动。其转动角度的大小取决于摆杆的摆角。2．工作原理图示为由曲柄摇杆机构驱动的棘轮机二、棘轮机构的类型及特点1．单动式棘轮机构特点：主动件往复摆动一次，棘轮只能单向间歇转动一次。2．双动式棘轮机构

有直头棘爪和钩头棘爪两种类型。当主动件往复摆动时都能驱使棘轮沿同一方向转动，但棘轮每次的转角较小，每次的停歇时间较短。二、棘轮机构的类型及特点1．单动式棘轮机构3．可变向棘轮机构

棘轮轮齿为方形，棘爪与棘轮轮齿的接触面为平面，另一面为曲面，便于摆回时在轮齿上滑过。

当棘爪处在实线位置时，棘轮沿逆时针方向转动，当棘爪处在虚线位置时，棘轮沿顺时针方向转动。3．可变向棘轮机构棘轮轮齿为方形，棘爪与棘轮4．回转棘爪式双向棘轮机构

当棘爪在图示位置时，棘轮沿逆时针方向作间歇转动。当提起棘爪绕其轴线旋转1800再插入棘轮齿中时，则棘轮沿顺时针方向作间歇转动。

若提起棘爪绕其轴线旋转900后将其架在机架的平台上，则棘爪与棘轮脱开，此时，棘爪作往复摆动，而棘轮静止。该机构用于牛头刨床的进给机构。

4．回转棘爪式双向棘轮机构当棘爪在图示位置时5．转角可调式棘轮机构

一般棘轮机构的转角是一定的。但有时根据工作要求需要改变棘轮转角。通过改变摆杆摆角可实现这一要求，也可以采用图示的在棘轮外面加装遮板的方法。

遮板用以遮盖摇杆摆角范围内的一部分棘轮齿。当摇杆沿逆时针方向转动时，棘爪先在遮板上滑动，然后才插入棘轮齿推动棘轮转动。

通过改变遮板的位置，可控制棘轮的转角。

转角可调式1-棘爪2-棘轮5．转角可调式棘轮机构一般棘轮机构的转角是一6．摩擦式棘轮机构

上述棘轮机构棘轮的转角都是有级改变的，棘轮进程的变化最少是一个齿距。

要实现无级改变，需采用无棘齿的轮子。用摩擦轮代替棘轮，偏心摩擦块代替棘爪，通过摩擦力传递运动，即摩擦式棘轮机构。

摩擦式棘轮机构传动平稳、无噪声，可实现传动转角的无级改变。但有时会打滑，传动精度和传递扭矩受到一定限制。

摩擦式棘轮机构1-机架2-棘轮3-棘爪4-摇杆5-遮板

6．摩擦式棘轮机构上述棘轮机构棘轮的转角都是7．棘条机构

当棘轮的直径无穷大时，就变成棘齿条，棘轮机构转化成棘条机构。它可获得间歇的直线运动，用于千斤顶中。

三、棘轮机构的应用

棘轮机构结构简单，广泛用于各种自动机械和仪表中。缺点是在运动开始和终止时都会产生冲击，不宜用于高速机械和大质量的轴上。

棘轮机构除用于实现间歇运动外，也用于防止机构逆转的停止器。提升机棘轮停止器7．棘条机构当棘轮的直径无穷大时，就变成棘齿三、设计棘轮机构时应注意的问题1．应使棘爪受力最小

使棘轮齿顶A与棘爪的回转中心O2的连线垂直于棘轮半径O1A。即在齿顶作用时，压力角为零。2．要利于棘爪从棘轮齿顶落向齿根。—棘轮齿面斜角，通常=200。—棘轮齿与棘爪间的摩擦角，棘轮、棘爪的几何尺寸见P47表5-1。

棘爪受力分析三、设计棘轮机构时应注意的问题1．应使棘爪受

第二节槽轮机构

一、槽轮机构的组成及工作原理

由于槽轮机构中的槽轮形似马尔他国的风车轮和古代瑞士钟表中的齿轮，故槽轮机构亦称马耳他机构和瑞士齿轮。1．机构组成（1）拨盘—主动件

拨盘上装有圆柱销，并制有外凸圆弧。（2）槽轮—从动件

槽轮上制有内凹圆弧和径向槽。（3）机架槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架第二节槽轮机构2．工作原理

拨盘为主动件，槽轮为从动件。拨盘作等速连续转动时，驱动槽轮做时转时停的间歇运动。工作过程：

当拨盘的圆柱销未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹圆弧被拨盘的外凸圆弧锁住，槽轮静止。

当圆柱销开始进入槽轮的径向槽时，槽轮的锁住弧被放开，在圆柱销的驱使下，槽轮沿与拨盘转向相反的方向转动。

当圆柱销开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹弧又被拨盘的外凸圆弧锁住，直到圆柱销再次进入槽轮的另一径向槽时，两者重复上述的运动循环。槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架2．工作原理拨盘为主动件，槽轮为从动件。拨盘二、槽轮机构的类型1.外槽轮机构

径向槽开在槽轮的外侧，槽轮的转向与拨盘的转向相反。2．内槽轮机构径向槽开在槽轮的内侧，槽轮的转向与拨盘的转向相同。

二、槽轮机构的类型1.外槽轮机构径向槽开三、槽轮机构的特点及应用

构造简单、结构小巧、机械效率较高，能平稳、间歇转位。广泛用于各种自动机械中。

如：电影放映机构中的卷片机构、六角车床的刀架转位机构等。

电影放映机构卷片机构1-胶片2-槽轮3-拨盘三、槽轮机构的特点及应用构造简单、结构小巧、四、槽轮机构的主要参数和几何尺寸1．槽轮机构的主要参数

槽轮机构的设计主要是根据对间歇运动的要求，确定槽轮的槽数z和拨盘的圆柱销数K及槽轮机构的基本尺寸。

为避免槽轮在开始转动和终止转动时圆柱销与径向槽间发生冲击，应使径向槽的中心线与圆柱销中心的圆周相切。即：O2A⊥O1A。槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架四、槽轮机构的主要参数和几何尺寸1．槽轮机构的主要参数当拨盘每拨过槽轮一个径向槽时，槽轮转过的角度拨盘相应转过的角度1）槽轮与拨盘之间的转角关系槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架2）运动系数τ在一个运动循环内，槽轮的运动时间tm与拨盘的运动时间t之比称为运动系数。拨盘作等速转动时，两时间之比可用两角度之比表示。当拨盘每拨过槽轮一个径向槽时，槽轮转过的角度拨盘相应tm和t分别对应于拨盘转过的角度。

a）对于间歇运动机构，必须使运动系数τ>0，故槽轮的槽数z≥３。（τ＝０，槽轮不动）

b）单销槽轮机构τ<0.5，即槽轮的运动时间总是小于静止时间。

c）采用多销槽轮机构，可使槽轮每次的运动时间大于停歇时间,即τ>0.5。多销槽轮机构：多销槽轮机构在一个运动循环中，槽轮的运动时间为单销时的K倍。τ的取值范围：tm和t分别对应于拨盘转过的角度。a）对运动系数τ的取值范围：τ=1表示槽轮作连续转动，不能实现间歇运动。圆柱销K和槽轮槽数的取值范围：当z=3时，K=1~5;当z=4或5时，K=1~3;当z≥6时，K=1~2。通常取z=4~8a)当z=3时，槽轮在工作过程中角速度变化大；

b)z越多，槽轮的尺寸越大，转动时的惯性力矩也越大，且当z>9后，τ值变化不大，对机构工作没有显著作用。2.槽轮机构的几何尺寸计算P57表5-2运动系数τ的取值范围：τ=1表示槽轮作连续转动，不能实现间歇

第三节其它间歇运动机构

不完全齿轮机构与普通齿轮机构的不同之处是轮齿不布满整个圆周。当主动齿轮作连续转动时，从动齿轮作间歇运动。

如：蜂窝煤机的转位机构不完全齿轮机构第三节其它间歇运动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

第五章间歇运动机构第五章间歇运动机构

第五章间歇运动机构

当原动件连续运动时，从动件出现周期性间歇运动的机构称为间歇运动机构。例如自动机床的进给机构、刀架的转位机构、包装机的送进机构和电影放映机构等。间歇机构的类型很多，如：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮间歇运动机构。本章主要介绍前两种间歇运动机构。

电影放映机构卷片机构1-胶片2-槽轮3-拨盘第五章间歇运动机构当原动

第一节棘轮机构一、棘轮机构的组成及工作原理1．机构组成（1）主动棘爪（2）棘轮—从动件主动棘爪的运动由连杆机构等其它机构传递。（3）止动棘爪棘轮机构1－摇杆2－棘爪3－棘轮4－止动棘爪

（4）机架第一节棘轮机构一、棘轮机构的组成及工作原2．工作原理

图示为由曲柄摇杆机构驱动的棘轮机构。

棘爪与摇杆铰接，摇杆空套在棘轮轴上。

当摇杆3沿逆时针方向转动时，使棘爪4借助自重或弹簧力插入棘轮的齿槽内，推动棘轮转过一定角度。当摇杆沿顺时针方向摆回时，棘爪4在棘轮齿顶上滑过。此时止动爪6插入棘轮齿内，阻止棘轮反转。使棘轮静止。在此机构中，棘轮只作单向转动。其转动角度的大小取决于摆杆的摆角。2．工作原理图示为由曲柄摇杆机构驱动的棘轮机二、棘轮机构的类型及特点1．单动式棘轮机构特点：主动件往复摆动一次，棘轮只能单向间歇转动一次。2．双动式棘轮机构

有直头棘爪和钩头棘爪两种类型。当主动件往复摆动时都能驱使棘轮沿同一方向转动，但棘轮每次的转角较小，每次的停歇时间较短。二、棘轮机构的类型及特点1．单动式棘轮机构3．可变向棘轮机构

棘轮轮齿为方形，棘爪与棘轮轮齿的接触面为平面，另一面为曲面，便于摆回时在轮齿上滑过。

当棘爪处在实线位置时，棘轮沿逆时针方向转动，当棘爪处在虚线位置时，棘轮沿顺时针方向转动。3．可变向棘轮机构棘轮轮齿为方形，棘爪与棘轮4．回转棘爪式双向棘轮机构

当棘爪在图示位置时，棘轮沿逆时针方向作间歇转动。当提起棘爪绕其轴线旋转1800再插入棘轮齿中时，则棘轮沿顺时针方向作间歇转动。

若提起棘爪绕其轴线旋转900后将其架在机架的平台上，则棘爪与棘轮脱开，此时，棘爪作往复摆动，而棘轮静止。该机构用于牛头刨床的进给机构。

4．回转棘爪式双向棘轮机构当棘爪在图示位置时5．转角可调式棘轮机构

一般棘轮机构的转角是一定的。但有时根据工作要求需要改变棘轮转角。通过改变摆杆摆角可实现这一要求，也可以采用图示的在棘轮外面加装遮板的方法。

遮板用以遮盖摇杆摆角范围内的一部分棘轮齿。当摇杆沿逆时针方向转动时，棘爪先在遮板上滑动，然后才插入棘轮齿推动棘轮转动。

通过改变遮板的位置，可控制棘轮的转角。

转角可调式1-棘爪2-棘轮5．转角可调式棘轮机构一般棘轮机构的转角是一6．摩擦式棘轮机构

上述棘轮机构棘轮的转角都是有级改变的，棘轮进程的变化最少是一个齿距。

要实现无级改变，需采用无棘齿的轮子。用摩擦轮代替棘轮，偏心摩擦块代替棘爪，通过摩擦力传递运动，即摩擦式棘轮机构。

摩擦式棘轮机构传动平稳、无噪声，可实现传动转角的无级改变。但有时会打滑，传动精度和传递扭矩受到一定限制。

摩擦式棘轮机构1-机架2-棘轮3-棘爪4-摇杆5-遮板

6．摩擦式棘轮机构上述棘轮机构棘轮的转角都是7．棘条机构

当棘轮的直径无穷大时，就变成棘齿条，棘轮机构转化成棘条机构。它可获得间歇的直线运动，用于千斤顶中。

三、棘轮机构的应用

棘轮机构结构简单，广泛用于各种自动机械和仪表中。缺点是在运动开始和终止时都会产生冲击，不宜用于高速机械和大质量的轴上。

棘轮机构除用于实现间歇运动外，也用于防止机构逆转的停止器。提升机棘轮停止器7．棘条机构当棘轮的直径无穷大时，就变成棘齿三、设计棘轮机构时应注意的问题1．应使棘爪受力最小

使棘轮齿顶A与棘爪的回转中心O2的连线垂直于棘轮半径O1A。即在齿顶作用时，压力角为零。2．要利于棘爪从棘轮齿顶落向齿根。—棘轮齿面斜角，通常=200。—棘轮齿与棘爪间的摩擦角，棘轮、棘爪的几何尺寸见P47表5-1。

棘爪受力分析三、设计棘轮机构时应注意的问题1．应使棘爪受

第二节槽轮机构

一、槽轮机构的组成及工作原理

由于槽轮机构中的槽轮形似马尔他国的风车轮和古代瑞士钟表中的齿轮，故槽轮机构亦称马耳他机构和瑞士齿轮。1．机构组成（1）拨盘—主动件

拨盘上装有圆柱销，并制有外凸圆弧。（2）槽轮—从动件

槽轮上制有内凹圆弧和径向槽。（3）机架槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架第二节槽轮机构2．工作原理

拨盘为主动件，槽轮为从动件。拨盘作等速连续转动时，驱动槽轮做时转时停的间歇运动。工作过程：

当拨盘的圆柱销未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹圆弧被拨盘的外凸圆弧锁住，槽轮静止。

当圆柱销开始进入槽轮的径向槽时，槽轮的锁住弧被放开，在圆柱销的驱使下，槽轮沿与拨盘转向相反的方向转动。

当圆柱销开始脱离槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹弧又被拨盘的外凸圆弧锁住，直到圆柱销再次进入槽轮的另一径向槽时，两者重复上述的运动循环。槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架2．工作原理拨盘为主动件，槽轮为从动件。拨盘二、槽轮机构的类型1.外槽轮机构

径向槽开在槽轮的外侧，槽轮的转向与拨盘的转向相反。2．内槽轮机构径向槽开在槽轮的内侧，槽轮的转向与拨盘的转向相同。

二、槽轮机构的类型1.外槽轮机构径向槽开三、槽轮机构的特点及应用

构造简单、结构小巧、机械效率较高，能平稳、间歇转位。广泛用于各种自动机械中。

如：电影放映机构中的卷片机构、六角车床的刀架转位机构等。

电影放映机构卷片机构1-胶片2-槽轮3-拨盘三、槽轮机构的特点及应用构造简单、结构小巧、四、槽轮机构的主要参数和几何尺寸1．槽轮机构的主要参数

槽轮机构的设计主要是根据对间歇运动的要求，确定槽轮的槽数z和拨盘的圆柱销数K及槽轮机构的基本尺寸。

为避免槽轮在开始转动和终止转动时圆柱销与径向槽间发生冲击，应使径向槽的中心线与圆柱销中心的圆周相切。即：O2A⊥O1A。槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架四、槽轮机构的主要参数和几何尺寸1．槽轮机构的主要参数当拨盘每拨过槽轮一个径向槽时，槽轮转过的角度拨盘相应转过的角度1）槽轮与拨盘之间的转角关系槽轮机构1－主动拨盘；2－从动槽轮3－机架2）运动系数τ在一个运动循环内，槽轮的运动时间