棘轮机构 (1) (公开课)

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不完全齿轮机构本章知识导读

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。5.1螺旋机构螺旋机构由螺杆、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.

螺纹按其功用可分为两种:一种是利用螺纹连接件如螺钉、螺栓和螺母等将需要相对固定在一起的零件连接起来，称为螺纹连接.另一种是由螺杆、螺母和机架组成的螺旋机构，其工作原理是将旋转运动转化为直线运动，同时传递运动与动力。

螺纹的形成

5.1.1螺纹的形成与类型

1螺纹的形成螺纹的牙型2.螺纹的类型

5.1.2螺纹的主要几何参数（1）大径d与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径，在有关螺纹的标准中规定为公称直径。（2）小径d1与外螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径，在强度计算中作为危险剖面的计算直径。（3）中径d2在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱体直径，近似等于螺纹的平均直径。

d2≈0.5（d+d1）（4）螺距P相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。（5）线数n

螺纹螺旋线的数目，一般为便于制造取n≤4。（6）导程S同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。螺距、导程、线数之间的关系为S=nP.螺纹的主要几何参数

螺纹的主要几何参数

（7）螺旋升角ψ（8）牙型角α及牙型斜角β在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面之间的夹角。

ψ=arctanS/πd2=arctannP/πd2在轴向剖面内螺纹牙型两侧边的夹角称为牙型角α;牙型斜角β是指螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。若牙型角对称，则β=α/2。

5.1.3常用螺纹的特点和应用

1.普通螺纹普通螺纹即三角形米制螺纹，牙型角α=60°，大径d为公称直径，单位为mm。

管螺纹的牙型角α=55°，牙顶呈圆弧形，内外螺纹旋合后无径向间隙，紧密性好。2.管螺纹牙型为正方形，牙型角α=0°，牙厚为螺距的一半。其传动效率较其他螺纹高，但牙根强度较低，精加工较困难，且螺纹磨损后轴向间隙难以补偿。梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。其传动效率比矩形螺纹低，但工艺性较好，牙根强度高，对中性好。4.梯形螺纹3.矩形螺纹5.锯齿形螺纹锯齿形螺纹工作面的牙型斜角为3°，非工作面的牙型斜角为30°。这种螺纹兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点

机床手摇进给机构1—螺杆2—螺母3—机架

5.1.4螺旋机构的应用和类型

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

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

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5.1.5滚动螺旋机构

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动螺旋机构。滚动螺旋机构1—螺母2—丝杠3—滚珠4—滚珠循环装置

5.2棘轮机构机构组成一、棘轮机构的工作原理摇杆、棘爪、棘轮、制动爪和机架。摇杆逆时针摆动——棘爪插入齿槽——棘轮转过角度——制动爪划过齿背摇杆顺时针摆动——棘爪划过脊背——制动爪组止棘轮作顺时针转动——棘轮静止不动因此当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮将作单向间歇转动。工作过程(动画演示）二、基本类型1）单动式棘轮机构：摇杆逆时针摆动时，棘爪2驱动棘轮1沿同一方向转过一定角度；摇杆顺时针转动时，棘轮静止。常用的棘轮机构有齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。1.齿式棘轮机构2）双动式棘轮机构钩头双动式棘轮机构直头双动式棘轮机构特点：主动摇杆往复摆动一次，棘轮沿同方向作二次间歇转动可变向式棘轮机构特点棘轮需要作双向的间歇运动，可把棘轮的齿形制成矩形，而棘爪制成可翻转的结构。

2.摩擦式棘轮机构组成：摩擦轮、摇杆、驱动偏心块、机架。特点：接触表面易滑动，传动精度不高。双棘爪棘轮机构双向棘轮机构回转棘爪双向棘轮机构三、棘轮的应用图5.4棘轮制动器

1、制动器2、单向离合器单向离合器自动线上的浇注输送装置牛头刨床的横向进给机构

3、成品输送图5.144、牛头刨床工作台横向进给机构三、棘轮转角的调节（补充）1.调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角2.用遮板调节棘轮转角摩擦式棘轮机构1—摇杆2—驱动偏心楔块3—摩擦轮4—止动楔块5—机架如果需要无级性改变转角，可采用摩擦式棘轮机构。3.摩擦式棘轮机构棘轮机构特点

棘轮机构的结构简单，制造方便，运动可靠。

齿式棘轮机构传动平稳、转角准确，但运动只能有级调节，且噪声、冲击和磨损都较大。摩擦式棘轮机构传动平稳、无噪声，可实现运动的无级调节，但其运动准确性较差。因此，棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，实现机械的间歇送料、分度、制动和超越离合器等运动。单圆销槽轮机构5.3槽轮机构

槽轮机构由带圆销的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮2和机架组成

单圆销外啮合槽轮机构1—主动拨盘2—从动槽轮一、工作原理与分类1、单圆销外啮合槽轮机构

2、双圆销外啮合槽轮机构拨盘转动一周，槽轮转动两次双圆销槽轮机构3、内槽轮机构槽轮机构的结构简单，制造方便，转位迅速，工作可靠，外形尺寸小，机械效率高，因此在自动机械中得到广泛应用。内啮合槽轮机构二、应用电影放映机中的槽轮机构

自动车床上的槽轮机构

图5.11外啮合槽轮机构三、主要运动参数（补充）槽轮槽数z和拨盘圆柱销数k是槽轮机构的主要参数分析：由上式可知：1.由于t

必须大于零，所以z应大于或等于3（一般：4~8）2.单圆柱销槽轮机构的运动系数t总小于0.5，也就是说槽轮的运动时间总小于其静止的时间运动系数: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，用t表示。3.如果要求槽轮机构的t大于0.5，则可在拨盘上安装多个圆柱销。设拨盘1上均匀分布k个圆柱销，则：由于t应当小于1，故得到：z=3k=1~5z=4或5k=1~3z≧6k=1或2(k、z为整数)三、槽轮机构的工作特点优点：结构简单、工作可靠、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位缺点：圆柱销突然进入与脱离径向槽，传动存在柔性冲击，不适合高速场合，制造与装配精度要求高，转角不可调节,只能用在定角场合5.4不完全齿轮机构

由具有一个或几个齿的