a910第5章常用机构

第5章其他常用机构5.1螺旋机构5.2棘轮机构5.3槽轮机构5.4不完全齿轮机构

1.主要内容

螺旋机构的工作原理、特点和适用场合。棘轮机构、槽轮机构的工作原理、特点、功用及适用场合。

2.重点、难点的提示

重点是螺旋机构及各种间歇运动机构的工作原理、特点、功用及适用场合。本章知识导读5.1螺旋机构机床手摇进给机构1—螺杆2—螺母3—机架螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成。它主要用于将旋转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。

5.1.1螺旋机构的应用和特点螺旋机构可以用来把回转运动变为直线移动，在各种机械设备和仪器中得到广泛的应用。螺杆5.1.2螺旋机构的形式1.单速式螺旋机构台虎钳

1—螺杆2—活动钳口3—固定钳口

一、按运动状况的不同分2.差速式螺旋机构

差速式螺旋机构常用于较精密的机械或仪器中，如测微器、分度机构及机床刀具的微调机构等。

差速式螺旋机构

1—螺杆2—螺母（或滑块）3—机架

5.1.2螺旋机构的形式一、按运动状况的不同分3.增速式螺旋机构增速式螺旋机构1—螺杆2、2′—螺母3—机架5.1.2螺旋机构的形式一、按运动状况的不同分复合螺旋传动形式：

a)螺杆转螺母移用于机床进给机构

b)螺杆又转又移（螺母固定）—用于螺旋压力机构

c)螺母转螺杆移——用于升降机构

d)螺母又转又移（螺杆固定）用得少

二、按其用途，受力情况不同，可分为以下三种类型:

1）传力螺旋——举重器、千斤顶、加压螺旋用途：传递动力，以小转矩产生大轴向力，要求自锁特点：低速、间歇工作，传递轴向力大、自锁

加压螺旋千斤顶二、螺旋传动按其用途，受力情况不同，可分为以下三种类型:2）传导螺旋——机床进给丝杠用途：传递运动，要求有较高精度特点：速度高、连续工作、精度高二、螺旋传动按其用途，受力情况不同，可分为以下三种类型:

3）调整螺旋——机床、仪器及测试装置中的微调螺旋。

（螺旋千分尺）用途：调整和固定零件间的相互位置特点：是受力较小且不经常转动

二、结构齿形：矩形、梯形、锯齿形（常用）这些螺旋传动一般采用梯形螺纹，单向受力也可采用锯齿形螺纹。螺母结构1）整体式——结构简单，但磨损后精度较差。2）组合式——磨损后可补偿间隙、精度较高。3）开合式——适合于双向传动，可提高传动精度，消除空回误差。5.1.3滚动螺旋传动1.摩擦性质：2.原理：3.循环方式有：

滚动摩擦。是在具有圆弧形螺旋槽的螺杆和螺母之间连续装填若干滚动体（多用钢球），当传动工作时，滚动体沿螺纹滚道滚动并形成循环。内循环、外循环滚动螺旋两种。滚珠螺旋机构

普通的螺旋机构，由于齿面之间存在相对滑动摩擦，所以传动效率低。为了提高效率并减轻磨损，可采用以滚动摩擦代替滑动摩擦的滚珠螺旋机构。滚珠螺旋机构

1—螺母2—丝杠3—滚珠4—滚珠循环装置

传动效率高（可达90%），起动力矩小，传动灵活平稳，低速不爬行，同步性好，定位精度高，正逆运动效率相同，可实现逆传动。缺点：不自锁，需附加自锁装置，抗振性差，结构复杂，制造工艺要求高，成本较高。4.特点循环球式转向器工作过程概述：在机器工作时，当主动件作连续运动时，常需要从动件产生周期性的运动和停歇，实现这种运动的机构，称为间歇运动机构。最常见的间歇运动机构有棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构等，它们广泛用于自动机床的进给机构、送料机构、刀架的转位机构、精纺机的成形机构等。间歇运动5.2棘轮机构5.1.1、棘轮机构的工作原理棘轮机构是一种常用的间歇机构,主要由棘轮、棘爪和机架组成。棘轮图

棘轮机构的工作原理棘轮3与轴用键连接,弹簧5用来使制动棘爪4和棘轮3保持接触，驱动棘爪2与连杆机构的摇杆1组成回转副N。摇杆空套在轴上,可自由摆动图

棘轮机构的工作原理当摇杆逆时针摆动时,驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中,推动棘轮转过一定角度,而制动棘爪则在棘轮的齿上滑过；当摇杆顺时针摆动时，驱动棘爪在棘轮的齿上滑过,而制动棘爪将阻止棘轮作顺时针转动,故棘轮静止不动。因此,摇杆作连续的往复摆动时,棘轮作单向间歇转动图

棘轮机构的模型如果要求摇杆往复摆动时都能使棘轮向同一方向转动,则可采用图所示的双动式棘轮机构。驱动棘爪可制成钩头(见图(a))或直头(见图(b))。图

双动式棘轮机构

(a)钩头双动式棘爪;(b)直头双动式棘爪双驱动棘轮机构图

双动式棘轮机构模型

(a)钩头双动式棘爪;2.常用棘轮机构的类型

(1)单向外啮合棘轮机构，如图所示。其特点是棘轮上的齿做在棘轮的外缘上，作单向间歇运动。

(2)内啮合的棘轮机构，如图所示。其特点是棘轮上的齿做在棘轮的内缘上，作单向间歇运动内棘轮(3)双向棘轮机构，如图所示。图(a)所示为矩形齿双向棘轮机构,当棘爪1处于实线位置时,棘轮2作逆时针间歇转动；当棘爪处于图示虚线位置时,棘轮作顺时针间歇转动。图(b)所示为回转棘爪式双向棘轮机构。图

双向棘轮机构

(a)矩形齿双向棘轮机构;(b)回转棘爪双向棘轮机构图(a）双向棘轮机构模型图(a）可变向棘轮机构模型5.1.2、棘轮转角的调节上述各种棘轮机构,在原动件摇杆摆角一定的条件下,棘轮每次的转角是不变的。若要调节棘轮的转角,则可改变摇杆的摆动角或改变拨过棘轮齿数的多少。如图所示,在棘轮上加一遮板,变更遮板的位置,即可使棘爪行程的一部分在遮板上滑过,不与棘轮的齿接触,从而改变棘轮转角的大小。图转角可调的棘轮机构图转角可调的棘轮机构模型8.1.3、棘轮机构的特点与应用棘轮机构结构简单,加工容易,改变转角大小方便,可实现送进(如图

所示)、制动(如图

所示)及超越(如图

所示)等功能,故广泛应用于各种自动机械和仪表中。其缺点是在运动开始和终止时,棘轮和棘爪间都产生冲击,因此不宜用在具有很大质量的轴上。图

所示的牛头刨床工作台的横向进给机构利用棘轮机构实现正反间歇转动,然后通过丝杠螺母带动工作台作横向间歇送进运动。图

牛头刨床进给棘轮机构图

牛头刨床进给棘轮机构模型图

所示为防止机构逆转的停止器。这种棘轮停止器广泛应用于卷扬机、提升机以及运输机等设备中。图

提升机棘轮停止器图

提升机棘轮停止器模型图

所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。当脚蹬踏板时,经链轮1和链条2带动内圈具有棘齿的小链轮3顺时针转动,再经过棘爪推动后轮轴顺时针转动,从而驱使自行车前进。图

自行车后轴上的棘轮机构图

自行车后轴上的棘轮机构模型外套筒1、内套筒3之间装有受压缩弹簧作用的滚子2。

当外套筒顺时针转动，滚子楔紧，内套筒转动。

当外套筒逆时针转动，滚子松开，内套筒不动。

由于摩擦传动会出现打滑现象，不适于从动件转角要求精确的地方。

其他形式:摩擦式棘轮

圆盘棘轮空间槽轮机构摩擦式棘轮机构5.3槽轮机构由带圆(柱)销A的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮2和机架组成。拨盘作匀速转动时,驱动槽轮作时转、时停的单向间歇运动。

双圆销单圆销一、组成、工作原理

1．组成具有径向槽的槽轮，具有圆销的构件，机架

2．工作原理

构件1→连续转动；构件2（槽轮）→时而转动，时而静止

当构件1的圆销A尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。

当构件1的圆销A开始进入槽轮径向槽的位置，锁住弧被松开，圆销驱使槽轮传动。

当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。

往复循环

2.槽轮机构的基本形式槽轮机构有两种基本形式,一是外啮合槽轮机构,如图

所示,其拨盘1与槽轮2转向相反；12图二是内啮合槽轮机构,如图

所示,其拨盘1与槽轮2转向相同。一般常用外啮合槽轮机构。拨盘12图内槽轮槽轮齿轮组合机构二、槽轮机构的特点和应用

1.特点优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。

缺点：

①对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。②在转动始、末，加速度变化较大，有冲击。

2.应用应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。电影放映机中，用以间歇地移动影片。自动机中的自动传送链装置。

图

所示的是电影放映机卷片机构,槽轮2具有四个径向槽,拨盘1上装一个圆销A。拨盘转一周,圆销A拨动槽轮转过1/4周,胶片移动一个画格,并停留一定时间(即放映一个画格)。拨盘继续转动,重复上述运动。利用人眼的视觉暂留特性,当每秒放映24幅画面时即可使人看到连续的画面。图5-13卷片槽轮机构电影放映机构图

卷片槽轮机构模型又如图

所示的六角车床刀架的转位槽轮机构,刀架3上可装六把刀具并与具有相应的径向槽的槽轮2固连,拨盘上装有一个圆销A。拨盘每转一周,圆销A进入槽轮一次,驱使槽轮(即刀架)转60°,从而将下一工序的