机械基础（少学时第3版） 课件 第8单元 间歇机构

第8单元

间歇机构

项目背景

图8-1所示为自动车床转塔刀架转位机构，其中存在一个由拨盘和槽轮组成的外槽轮机构。转塔刀架装有六把刀具，与刀架联接在一起的槽轮开有六个径向槽，拨盘上装有一个圆销。拨盘每转一周，定位销进入径向槽一次，驱使槽轮（即刀架）

转过60°，将下一个工序的刀具转换到工作位置。槽轮机构在自动车床转塔刀架转位机构中的作用是实现刀具间歇的转换工作位置。

将连续运动转化为间歇运动是工业生产中常见的动作要求，尤其在自动化生产线中。有不同的机构可以实现间歇运动。图8-1自动车床转塔刀架转位机构

第8单元

间歇机构

槽轮机构

棘轮机构不完全齿轮机构内容CONTENTS综合项目分析第8单元间歇机构

知识目标

1.了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的工作原理和类型。2.了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的运动特点及应用范围。3.了解各种间歇机构在机械与仪表中的应用。

1.能识别常用各种间歇机构，如棘轮、槽轮、不完全齿轮等。2.能分析常用间歇机构的运动特性及应用工况。

能力目标

第8单元

间歇机构

素质目标

1.培养工程思维和创新意识。2.养成独立思考能力与探索实践精神。

1.各种间歇机构的工作原理和类型。2.各种间歇机构的特点及应用。

学习重点和难点8.1棘轮机构

棘轮机构是工程上常用的间歇机构之一，广泛用于自动机械和仪表中。

功能：它是利用主动件作往复摆动，实现从动件间歇运动。

图8-2典型的棘轮机构1—棘轮2—驱动棘爪3—弹簧4—摇杆（原动件）5—止回棘爪

8.1.1棘轮机构的工作原理和类型

棘轮机构是利用棘爪推动棘轮上的棘齿和从棘齿上滑过的方式，以实现周期性间歇运动的机构。

棘轮机构的组成：棘轮、棘爪和机架组成。

1.工作过程

摇杆逆时针摆动→棘爪插入棘齿槽内推动→棘轮转过一定角度；摇杆逆时针摆动→棘爪沿棘齿背滑过→棘轮停止不动→获得间歇运动。止回棘爪可阻止棘轮的逆向转动。

8.1棘轮机构图8-2典型的棘轮机构1-棘轮2—驱动棘爪3-弹簧4-摇杆（原动件）5-止回棘爪图8-3手动扳手1-棘轮2-弹簧片3-棘爪4-手柄

按工作原理分：1）齿式棘轮机构2）摩擦式棘轮机构8.1棘轮机构齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构

2.单动式棘轮机构

主动摇杆往复摆动一次，棘轮只能单向间歇转过某一角度。

单动式棘轮机构—按啮合方式分：1）外啮合棘轮机构2)内啮合棘轮机构8.1棘轮机构外啮合棘轮机构图8-4内啮合棘轮机构图8-5棘轮停止器

3.双动式棘轮机构：摇杆来回摆动时，棘轮向同一方向转动。

8.1棘轮机构图8-6双动式棘轮机构1—原动件2—棘轮3—驱动棘爪

4.双向棘轮机构

棘轮的齿为矩形，棘爪可翻转。根据棘爪所放位置不同，棘轮分别得到逆时针方向的单向间歇运动和顺时针方向的单向间歇运动。

图8-7双向棘轮机构1—棘轮2—棘爪8.1棘轮机构

5.摩擦式棘轮机构

摩擦式棘轮机构是通过棘爪与棘轮之间的摩擦力实现转动。特点：与齿式棘轮机构相比，摩擦式棘轮机构能无级调节棘轮转角的大小，而且降低了棘轮机构的冲击和噪声。

图8-8摩擦式棘轮机构8.1棘轮机构

棘轮转角的调节：

齿式棘轮机构中，棘轮的转角可以进行有级调节，常用的方法有两种。(1)改变摇杆的摆角：通过调节曲柄摇杆机构中曲柄的长度，改变摇杆摆角的大小，从而实现棘轮机构转角大小的调整。

图8-9调整摇杆摆角改变棘轮转角8.1棘轮机构

(2)利用遮盖罩

通过改变棘轮罩的位置，使部分行程棘爪沿棘轮罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。

图8-10改变遮盖罩位置调整棘轮转角8.1棘轮机构

8.1.2棘轮机构的特点及应用

齿式棘轮机构结构简单，棘轮的转角容易实现有级调节。但这种机构在回程时，棘爪在棘齿背上滑过时会有噪声；在运动开始和终止时，因速度骤变而产生冲击，传动平稳性较差，棘齿易磨损，故常在低速、轻载等场合实现间歇运动。摩擦式棘轮机构传递运动较平稳、无噪声，棘轮的转角可做无级调节，但运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。

图8-5棘轮停止器图8-3手动扳手1-棘轮2-弹簧片3-棘爪4-手柄8.1棘轮机构

☆

基础训练

如图8-11是棘轮机构的几个应用实例，图8-11a为手动起重器具、图8-11b为排球网拉紧机构，试利用所学知识分析图8-11所示的两个案例的工作原理。

图8-11棘轮机构的应用实例8.1棘轮机构

项目8-1

棘轮机构除了常用于实现间歇运动外，还能实现超越运动。如图8-12所示为自行车的外形结构图，图8-13为自行车后轮轴上的棘轮机构，是内啮合棘轮机构的应用实例。试分析当脚踏板前进和不蹬踏板有滑行时棘轮机构的工作过程。

图8-12自行车的外形结构图图8-13自行车后轮轴上的棘轮机构1、3—链轮2—链条4—棘爪5—后轮轴6—前轮轴8.1棘轮机构

8.2.1槽轮机构的工作原理和类型

1.槽轮机构的组成：主动拨盘、从动槽轮和机架组成。

2.工作原理：槽轮机构是利用圆销插入轮槽并拨动槽轮和脱离轮槽使槽轮停止转动的方式，以实现周期性间歇运动，槽轮机构又称马尔他机构。

图8-14外啮合槽轮机构1—拨盘2—槽轮8.2槽轮机构

3.槽轮机构的分类：

可分为平面槽轮机构、空间槽轮机构。

（1）平面槽轮机构（外槽轮机构、内槽轮机构）

图8-14外啮合槽轮机构1—拨盘2—槽轮8.2槽轮机构图8-15

内啮合槽轮机构

3.槽轮机构的分类：

可分为平面槽轮机构、空间槽轮机构。

（1）平面槽轮机构（外槽轮机构、内槽轮机构）；（2）空间槽轮机构

图8-14外啮合槽轮机构1—拨盘2—槽轮8.2槽轮机构图8-15

内啮合槽轮机构图8-16空间槽轮机构1—原动件2—槽轮

8.2.2槽轮机构的特点和应用

1.槽轮机构特点

槽轮机构结构简单，外形尺寸小，机械效率高，能运动平稳地、间歇地进行转位。

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

因此，槽轮机构不适用于高速传动，一般用于转速不很高、转角不需要调节的自动转位和分度机械中。

8.2槽轮机构图8-14外啮合槽轮机构1—拨盘2—槽轮

2.槽轮机构的应用实例

8.2槽轮机构图8-17电影放映机卷片机构图8-18工件转为传送机构图8-19自动车床中的转塔式自动换刀装置

8.3.1不完全齿轮机构的工作原理

1.不完全齿轮机构的组成

不完全齿轮机构，是由普通的齿轮机构演变成的间歇机构，它由主动轮、从动轮和机架组成。

8.3不完全齿轮机构图8-20不完全齿轮机构1—主动轮2—从动轮

2.结构特点

不完全齿轮机构结构特点是在主、从动轮圆周上没有布满轮齿，因此当主动轮连续回转时，从动轮作单向间歇转动。

3.不完全齿轮机构的工作原理

不完全齿轮机构是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。

8.3不完全齿轮机构图8-20不完全齿轮机构1—主动轮2—从动轮

8.3.2不完全齿轮机构的特点与应用

1.不完全齿轮机构的特点

（1）不完全齿轮机构与其他机构相比，结构简单，制造方便，从动轮的运动时间和静止时间的比例可不受机构结构的限制。

（2）但由于齿轮传动为定传动比运动，所以从动轮从静止到转动或从转动到静止时，速度有突变，冲击较大，因此，一般只用于低速或轻载场合。

8.3不完全齿轮机构

2.应用案例

不完全齿轮机构常用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位或某些间歇进给机构中。图8-21采用不完全齿轮机构实现工作台转位功能。

8.3不完全齿轮机构图8-21工作台转位