机械设计与分析基础- 课件 第五章 常用机构 常用机构

第四章常用机构第一节平面连杆机构第二节凸轮机构第三节螺旋机构第四节间歇运动机构一、棘轮机构二、槽轮机构三、不完全齿轮机构四、凸轮式间歇运动机构第四节间歇运动机构一、棘轮机构1.棘轮机构的类型及工作原理按其工作原理可分：齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构按啮合（或摩擦）情况分：外啮合齿式棘轮机构外“啮合”和内“啮合”两种型式。一、棘轮机构1.棘轮机构的类型及工作原理1棘轮2驱动棘爪3摇杆4止回棘爪5扭簧6轴7机架

内啮合齿式棘轮机构按啮合（或摩擦）情况分：外“啮合”和内“啮合”两种型式。一、棘轮机构1.棘轮机构的类型及工作原理

3摇杆2驱动棘爪1棘轮按啮合（或摩擦）情况分：外“啮合”和内“啮合”两种型式。一、棘轮机构1.棘轮机构的类型及工作原理1棘条2驱动棘爪3摇杆4止回棘爪7机架

棘条机构外摩擦式棘轮机构按啮合（或摩擦）情况分：外“啮合”和内“啮合”两种型式。一、棘轮机构1.棘轮机构的类型及工作原理

1棘轮2棘爪4棘爪7弹簧5机架3摇杆6弹簧内摩擦式棘轮机构按啮合（或摩擦）情况分：外“啮合”和内“啮合”两种型式。一、棘轮机构1.棘轮机构的类型及工作原理8构件10弹簧11滚子9构件组成：棘轮、摇杆、棘爪和机架及辅助装置。（1

）齿式棘轮机构棘轮机构——齿式棘轮机构1棘轮2驱动棘爪3摇杆4止回棘爪5扭簧6轴7机架

组成：棘轮、摇杆、棘爪和机架及辅助装置。（1

）齿式棘轮机构棘轮机构——1棘轮2驱动棘爪3摇杆4止回棘爪5扭簧6轴7机架

传动原理：

当摇杆作顺时针方向摆动时，与摇杆用回转副相联的驱动棘爪将插入齿槽推动棘轮转过一定角度；

当摇杆作逆时针方向摆动时，驱动棘爪在棘轮齿上滑过，止回棘爪将阻止棘轮作逆时针方向转动。棘轮每个行程转角大小的调节方式:（1

）齿式棘轮机构

棘轮机构的摇杆是一曲柄摇杆机构的摇杆。因此可改变曲柄长度、连杆长度及摇杆长度。

棘轮上用遮板遮住了棘爪行程内的部分棘轮齿，可适当调整遮板的位置。（1

）齿式棘轮机构棘条机构——当棘轮半径趋于无穷大时，棘轮机构演化为棘条机构。棘条作单向间歇移动。1棘条2驱动棘爪3摇杆4止回棘爪7机架

棘条机构齿式棘轮机构常见型式：单向单动式——（1

）齿式棘轮机构齿式棘轮机构1棘轮2驱动棘爪3摇杆4止回棘爪5扭簧6轴7机架

单向双动式——（1

）齿式棘轮机构齿式棘轮机构常见型式：可变向（单动）式——单向转动棘轮机构的棘轮齿形多为锯齿形；可变向棘轮机构棘轮齿形为对称梯形。（1

）齿式棘轮机构齿式棘轮机构常见型式：

3摇杆1棘爪2棘轮（1

）齿式棘轮机构齿式棘轮机构常见型式：可变向（单动）式——2棘轮1棘爪3摇杆4遮板5丝杆（2）摩擦式棘轮机构结构上最简单的摩擦式棘轮机构——外摩擦式棘轮机构

1棘轮2棘爪4棘爪7弹簧5机架3摇杆6弹簧

靠偏心楔块（棘爪）和棘轮之间的摩擦楔紧作用来工作。传动过程与齿式棘轮机构相似。滚子摩擦棘轮机构——（2）摩擦式棘轮机构内摩擦式棘轮机构8构件10弹簧11滚子9构件

构件8若顺时针转动，由于弹簧的推动使滚子在摩擦力作用下楔紧在构件8、9之间的狭隙处，从而带动构件9一起转动；滚子摩擦棘轮机构——（2）摩擦式棘轮机构内摩擦式棘轮机构8构件10弹簧11滚子9构件若构件8逆时针转动，滚子在摩擦力作用下回到构件8、9之间的宽隙处，构件9静止不动。2.棘轮机构的特点及应用齿式棘轮机构的特点：故不宜用于高速传动。①结构简单、制造方便、运动可靠，容易实现小角度的间歇转动，转角调节方便。②棘轮开始和终止运动的瞬间有刚性冲击，运动平稳性差。摇杆回程时棘爪在棘轮齿上滑行会引起噪声和磨损。齿式棘轮机构的应用：各种机器的进给机构中，也可用作制动器和超越离合器。工程实例：牛头刨床的进给机构采用可变向齿式棘轮机构2.棘轮机构的特点及应用2棘轮1棘爪3摇杆4遮板5丝杆工程实例：起重设备的止动器2.棘轮机构的特点及应用工程实例：自行车后轮轴

2.棘轮机构的特点及应用

3摇杆2驱动棘爪1棘轮二、槽轮机构1.槽轮机构的类型及工作原理槽轮机构分类：①外槽轮机构

用于传递平行轴间的间歇运动。②内槽轮机构用于传递平行轴间的间歇运动。二、槽轮机构槽轮机构分类：1.槽轮机构的类型及工作原理用于传递两交错轴之间的间歇运动。③球面槽轮机构二、槽轮机构槽轮机构分类：1.槽轮机构的类型及工作原理带有圆销的拨盘、开有径向槽的槽轮、机架等。槽轮机构组成：1.槽轮机构的类型及工作原理原动拨盘作逆时针等速转动时，从动槽轮作间歇运动。传动原理：1.槽轮机构的类型及工作原理

当拨盘的圆销未进入槽轮的径向槽时，槽轮由于其内凹的锁止弧被拨盘的外凸圆弧锁住静止不动；

圆销开始进入槽轮的径向槽的位置时，锁止弧刚好被松开，槽轮开始受圆销驱动作顺时针转动。多销槽轮机构——拨盘上安装二个以上圆销。内槽轮机构结构及工作原理与外槽轮机构相似，只是拨盘与槽轮同向转动。1.槽轮机构的类型及工作原理2.槽轮机构的特点及应用槽轮机构的特点：所以槽数不宜选得过少，一般取：z=4～8。①槽轮机构的结构简单，工作可靠。槽轮在进入和退出啮合时比棘轮平稳，但仍然存在有限值的加速度突变，即存在柔性冲击。②槽轮在转动过程中，其角速度和角加速度有较大的变化。槽轮的槽数z越少，变化就越大。③槽轮每次转过的转角是不可调的。槽数受结构限制又不能过多，所以在转角太小的场合下，不宜使用槽轮机构。槽轮机构的应用：用于转速较低、转角较大且不需调节的场合。工程实例：电影放映机

为适应人眼视觉暂留的特点，要求影片作间歇移动。2.槽轮机构的特点及应用工程实例：六角车床的刀架转位机构2.槽轮机构的特点及应用三、不完全齿轮机构1.不完全齿轮机构的类型及工作原理外啮合型式不完全齿轮机构分类：内啮合型式不完全齿轮机构的主动轮1只有一个或几个齿，从动轮2上有若干轮齿及锁止弧。当主动轮1作连续转动时，从动轮2作间歇单向转动。三、不完全齿轮机构1.不完全齿轮机构的类型及工作原理主动轮1逆时针转一周，从动轮2顺时针转四分之一周。内啮合不完全齿轮机构的工作原理与外啮合不完全齿轮机构相似，只是主、从动轮同向转动。当从动轮处于停歇位置时，从动轮的锁止弧S2被主动轮的锁止弧S1锁住，使从动轮停在确定的位置。不完全齿轮机构功能与棘轮、槽轮机构相似，都是间歇运动机构，但又有其特点。2.不完全齿轮机构的特点及应用从运动性能方面比较——

棘轮每次转过的角度不大，通常不超过45°；槽轮转过的角度只能在2π/z内作有限的选择；而不完全齿轮机构的从动轮可以实现整周转动到多次停歇。只要适当地选取两轮齿数，从动轮可间歇地转过预期的运动角，因而适应性更广。

从动力性能方面比较——

棘轮机构存在较大冲击；槽轮机构在进入啮合和退出啮合时有柔性冲击，在运动中有较大的速度变化，易产生较大的惯性力；不完全齿轮机构在进入和退出啮合时有较大的冲击，而在运动过程中平稳。不完全齿轮机构的应用：不完全齿轮机构一般适用于低速轻载场合，如多工位自动或半自动机械工作台的间歇转位及某些间歇进给机构中。2.不完全齿轮机构的特点及应用四、凸轮式间歇运动机构

1.凸轮式间歇运动机构的类型和工作原理应用较多的有两种凸轮式间歇运动机构。（1）圆柱凸轮间歇运动机构

圆柱凸轮曲线部分驱使圆盘转过相邻两柱销所夹的中心角2π/z。

圆柱凸轮直线部分使圆盘停歇。

主动构件为一单槽圆柱凸轮；从动件为端面带均布圆柱销的圆盘。两构件的轴线一般在空间交错成90°。

当凸轮转动时，其沟槽驱动圆盘上的圆柱销，使圆盘作间歇转动。凸轮与圆盘的运动关系：（2）蜗杆凸轮间歇机构1.凸轮式间歇运动机构的类型和工作原理主动构件为一形如弧面蜗杆的凸轮，蜗杆多为单头。从动构件为一圆盘，其圆柱面上带均布的圆柱销。当蜗杆凸轮转动时，推动圆盘作间歇转动。特点：①凸轮式间歇运动机构可以在高速下平稳运转、低噪声地工作。与其它间歇运动机构相比较，这是凸轮式间歇运动机构的最大优点。2.凸轮式间歇运动机构的特点及应用②凸轮的加工比较复杂，加工精度要求高，装配调整也较严