间歇运动机构

6.1间歇运动机构设计的基本问题6.2棘轮机构6.3槽轮机构6.4凸轮式间歇运动机构6.5不完全齿轮机构

第6章间歇运动机构6.1间歇运动机构设计的基本问题间歇运动机构能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构。常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构棘轮机构槽轮机构凸轮式间歇运动机构不完全齿轮机构设计和使用间歇运动机构时的基本问题：(1)对从动件动、停时间的要求间歇运动机构的运动特性：动停时间比：k=td/tttd：运动时间；一般是机床和自动机做送进、转位等辅助工作的时间；tt：停歇时间；往往是机床或自动机进行工艺加工的时间；6.1间歇运动机构设计的基本问题(2)对从动件动、停位置的要求根据设计要求，选取从动件运动行程的大小，注意从动件停歇位置的准确性。(3)对间歇运动机构动力特性的要求尽量保证间歇运动机构动作平稳、减少冲击，尤其要减少高速运动构件的惯性负荷，合理选择从动件的运动规律。组成：主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成；6.2棘轮机构

6.2.1棘轮机构的组成和工作原理棘轮主动棘爪止回棘爪机架ω摆杆工作原理：摆杆逆时针摆动主动棘爪插入棘轮齿内推动棘轮同向转动；摆杆顺时针摆动止回棘爪阻止棘轮反向转动主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位棘轮静止不动；利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可靠；1.按结构分类齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构6.2棘轮机构

6.2.2棘轮机构的类型及特点齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构特点：传动平稳、无噪音；传递扭矩较大；动程可无级调节；会出现打滑现象，可起到过载保护，也使传动精度降低；特点：结构简单，运动可靠；动程可在较大范围内调节；动程只能有级调节；有噪声、冲击、磨损；2.按啮合方式分类6.2棘轮机构

6.2.2棘轮机构的类型及特点外啮合式内啮合式外啮合棘轮机构：棘轮上的齿做在棘轮的外缘；内啮合棘轮机构：棘轮上的齿做在棘轮的内缘上；3.按按运动形式分类6.2棘轮机构

6.2.2棘轮机构的类型及特点单动式棘轮机构双动式棘轮机构双向运动式棘轮机构单动式棘轮机构：作单向间歇传动；双动式棘轮机构：摇杆来回摆动时，棘轮向同一方向转动；双向运动式棘轮机构：棘轮的齿为矩形，棘爪可翻转；1.间歇送进在牛头刨床中通过棘轮机构实现工作台横向间歇送进功能；2.制动机构在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止链条断裂时卷筒逆转；6.2棘轮机构

6.2.3棘轮机构的功能通过调整杆长来调摆角止动器牛头刨床进给调整机构3.转位、分度冲床转位；4.超越离合在机床中通过棘轮机构实现自动进给和快慢速进给功能；自行车6.2棘轮机构

6.2.3棘轮机构的功能ABCD间歇转动冲头卸料工位装料工位冲压工位超越离合器2134冲床转位1.几何尺寸设计(1)齿面倾斜角的选取齿面倾斜角：棘轮齿面与径向线的夹角；6.2棘轮机构

6.2.4棘轮机构的设计dao1Ao2Σ=90°LPnFαM齿偏角αprptPn

——正压力；F——摩擦力工作时要求，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘轮齿槽；将力分解成切向和径向分量：PnsinαL

>FcosαL；tgα>F/Pn∵F=Pnf

代入得：tgα>f=tgφ∴α>φ；φ为摩擦角当f=0.2

时，φ＝11°30’通常取α＝20°FtFrα条件：两者对O2的力矩要满足条件：Mpn>MF1.几何尺寸设计(2)主要几何尺寸6.2棘轮机构

6.2.4棘轮机构的设计棘轮参数计算公式或取值齿数z12~25模数m1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10顶圆直径dada=mz与齿轮不同

齿间距pP=πm齿高hh=0.75m

齿顶弦长aa=m棘爪工作面长度a1

a1=(0.5~0.7)a齿偏角αα＝20°棘轮宽bb=(1~4)m棘爪斜高h1、齿斜高h’h1=h’≈h/cosα棘轮齿根圆角半径rfrf=1.5棘爪尖端圆角半径r1r1=2棘爪长度L一般取

L=2pa1Lp60°~80°adaαo1o2h’h1rfr1齿槽角h2.动程和动停比的调节方法(1)改变棘爪的运动

(2)改变棘轮遮板位置6.2棘轮机构

6.2.4棘轮机构的设计改变棘爪的运动改变棘轮遮板位置调整遮板角度，改变棘轮的转角。调节滑块位置，改变曲柄长度；调节螺母，改变连杆的长度；调节销在槽内的位置，改变摇杆的长度；改变棘爪的运动，改变动停比。组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮；锁止弧：槽轮凹圆弧、拨盘凸圆弧；起锁定作用。7.3槽轮机构

7.3.1槽轮机构的组成和工作原理o2ω1ω2o1锁止弧槽轮拨盘圆销工作原理：销轮圆柱销槽轮转动，间歇转动。销轮顺时针等速连续转动；圆销未进入径向槽时，槽轮静止；圆销进入径向槽时，槽轮转动；圆销脱离径向槽时，槽轮又静止1.槽轮机构的类型平面槽轮机构外槽轮机构；内槽轮机构；空间槽轮机构传递相交轴的间歇运动6.3槽轮机构

6.3.2槽轮机构的类型、特点及应用外槽轮机构内槽轮机构空间槽轮机构轴线平行2.槽轮机构的特点能准确控制转角、工作可靠、效率高；与棘轮机构相比，工作平稳性较好；动程不可调节、转角不可太小；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；3.槽轮机构的应用6.3槽轮机构

6.3.2槽轮机构的类型、特点及应用电影放映机的送片机构自动流水线的工件传送或转位机构1.槽数z和销数n的选择运动系数：主动拨盘转一周，从动槽轮的运动时间与主动销轮运动时间之比。6.3槽轮机构

6.3.3槽轮机构的设计2φ12φ2ω290°90°ω1主动销轮：等速运动，故：τ=td/t=2φ1/2π；式中：td从动槽轮运动时间，

t主动销轮运动时间；为减少冲击，进入、退出啮合时，槽中心线与拨销中心连线成90°。故有：τ>0槽数z>2τ<0.5；单圆销外啮合槽轮机构，槽轮运动时间总是小于静止时间；1.槽数z和销数n的选择τ>0.5增加圆销数目；6.3槽轮机构

6.3.3槽轮机构的设计2φ12φ2ω290°90°ω1槽数z345、6≥7圆销数n1~61~41~31~2运动系数k1/6~10.25~10.3~10.36~1n个均布圆销，拨盘转一圈，槽轮被拨动n次。运动系数是单圆柱销的n倍；圆销数与槽数的关系τ<1，故有：2.槽轮机构的几何尺寸计算6.3槽轮机构

6.3.3槽轮机构的设计参数计算公式或依据槽数由工作要求确定圆销数中心距L由安装空间确定回转半径RR=Lsinφ=Lsin(π/z)圆销半径r由受力大小确定槽顶半径ss=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深hh≥s-(L-R-r)拨盘轴径d1d1≤2(L-s)槽轮轴径d2d2≤2(L-R-r)槽顶侧壁厚bb=3~5mm经验确定锁止弧半径r0r0=R-r-bsd2rbRLh12d1r0φ3.改善槽轮机构性能的设计(1)外啮合槽轮机构槽轮：静止→运动→静止。角速度是变化的，具有角加速度；6.3槽轮机构

6.3.3槽轮机构的设计其中，λ＝

R/LR：回转半径L：中心距槽轮机构的运动和动力特性用i21=ω2/ω1(传动比)和kε=ε2/ω12

来衡量。3.改善槽轮机构性能的设计(1)外啮合槽轮机构运动特性分析：①槽轮运动的ωmax、

εmax随槽数z的增多而减小；②存在柔性冲击；

z愈少，冲击愈大；6.3槽轮机构

6.3.3槽轮机构的设计z=3z=4z=6φ154321-60˚-40˚-20˚020˚40˚60˚-50˚-30˚-10˚10˚30˚50˚6z=3z=4z=6kε=ε2/ω21-60˚-40˚-20˚020˚40˚60˚-50˚-30˚-10˚10˚30˚50˚8642-4-6-8φ1柔性冲击3.改善槽轮机构性能的设计(2)内啮合槽轮机构①圆销进入或退出径向槽时，角速度有突变，且值与外槽轮相等。②但随着转角增大，角加速度值迅速下降并趋于零；③曲线呈单调变化而不象外槽轮那样有两个峰值。④内槽轮机构的动力性能比外槽轮机构要好得多。6.3槽轮机构

6.3.3槽轮机构的设计1.00.750.50.250-0.25-0.5-0.75-1.0z=40.80.60.40.2-135˚-90˚-45˚045˚90˚135˚φ1组成由主动凸轮、从动转盘和机架组成；类型：1)圆柱凸轮间歇运动机构2)蜗杆凸轮间歇运动机构6.4凸轮式间歇运动机构

6.4.1凸轮式间歇运动机构的工作原理及类型圆柱凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构凸轮：一条突脊犹如蜗杆转盘圆柱面：均布圆柱销就像蜗轮的齿；蜗杆凸轮圆柱销从动转盘间歇运动。凸轮圆柱面：两端开口、不闭合的曲线沟槽；凸轮圆柱销从动转盘间歇转动。凸轮式间歇运动机构的特点通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮的轮廓曲线，可减小动载荷和避免刚性与柔性冲击，适用于高速运转的场合；运转可靠、转位精确、无需专门的定位装置；精度要求较高、加工比较复杂、安装调整比较困难。6.4凸轮式间歇运动机构

6.4.2凸轮式间歇运动机构的特点和应用组成由主动轮、从动轮和机架组成；工作原理：主动轮上只有一个或几个轮齿；两轮轮缘上各有锁止弧，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。6.5不完全齿轮机构

6.5.1不完全齿轮机构的组成和工作原理从动轮主动轮内凹锁止弧外凸锁止弧不完全齿轮机构的类型外啮合式内啮合式齿轮齿条啮合6