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1、第第7章章 间歇运动机构和其他常用机构间歇运动机构和其他常用机构本章主要内容本章主要内容7.1 棘轮机构棘轮机构7.2 槽轮机构槽轮机构7.3 擒纵机构擒纵机构7.4 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构7.5 不完全齿轮机构不完全齿轮机构7.6 间歇运动机构设计的基本要求间歇运动机构设计的基本要求7.7 其他常用机构其他常用机构槽轮机构和棘轮机构的工作原理和运动特性。槽轮机构和棘轮机构的工作原理和运动特性。本章重点本章重点掌握槽轮机构、棘轮机构的工作原理、运掌握槽轮机构、棘轮机构的工作原理、运动特点、应用情况；动特点、应用情况；了解凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机了解凸轮式间歇运动机构、不完
2、全齿轮机构和其他常用机构的工作原理、运动特点及构和其他常用机构的工作原理、运动特点及应用情况。应用情况。本章基本要求本章基本要求1、棘轮机构的组成及工作原理、棘轮机构的组成及工作原理7.1 棘棘 轮轮 机机 构构棘轮机构的组成：棘轮机构的组成：由主动摆杆、棘爪、棘轮、由主动摆杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架等组成。止动爪和机架等组成。棘轮机构的工作原理：棘轮机构的工作原理：当主动摇杆逆时针摆动当主动摇杆逆时针摆动时，棘爪便插入棘轮的齿间，推动棘轮转过一时，棘爪便插入棘轮的齿间，推动棘轮转过一定的角度。当摇杆顺时针摆动时，止动爪阻止定的角度。当摇杆顺时针摆动时，止动爪阻止棘轮逆时针转动，同时棘爪在棘
3、轮的齿背上滑棘轮逆时针转动，同时棘爪在棘轮的齿背上滑过，棘轮便得到单向的间歇运动。过，棘轮便得到单向的间歇运动。外棘轮动画演示外棘轮动画演示内棘轮动画演示内棘轮动画演示2、棘轮机构的类型和特点、棘轮机构的类型和特点（1）按结构分类）按结构分类 齿式棘轮机构：齿式棘轮机构：结构简单、制造方便；转角准确、运动可靠；结构简单、制造方便；转角准确、运动可靠；动程可在较大范围内调节，动停时间可通过选动程可在较大范围内调节，动停时间可通过选择合适的驱动机构来实现。但动程只能作有级择合适的驱动机构来实现。但动程只能作有级调节；棘爪在齿背上的滑行引起噪音、冲击和调节；棘爪在齿背上的滑行引起噪音、冲击和磨损，故
4、不宜用于高速。磨损，故不宜用于高速。摩擦式棘轮机构：摩擦式棘轮机构：它以偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘它以偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦轮代替棘轮。它的特点是传动爪，以无齿摩擦轮代替棘轮。它的特点是传动平稳、无噪音；动程可无级调节。因靠摩擦力平稳、无噪音；动程可无级调节。因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，一方面可起超载保护传动，会出现打滑现象，一方面可起超载保护作用，另一方面使得传动精度不同。适用于低作用，另一方面使得传动精度不同。适用于低速轻载的场合。速轻载的场合。外接式外接式内接式内接式运动特点：运动特点：通过摩擦力推动从动轮间歇转动，克通过摩擦力推动从动轮间歇转动，克
5、服了齿式棘轮机构噪声大、转角不能无级调节的服了齿式棘轮机构噪声大、转角不能无级调节的缺点，但运动准确性差。缺点，但运动准确性差。（2）按啮合方式分类）按啮合方式分类 外啮合方式：外啮合方式：它们的棘爪或楔块均安装在从动轮的外部。它们的棘爪或楔块均安装在从动轮的外部。外啮合式棘轮机构由于加工、安装、维修方便，外啮合式棘轮机构由于加工、安装、维修方便，应用较广。应用较广。内啮合方式：内啮合方式：它们的棘爪或楔块均安装在从动轮内部。结它们的棘爪或楔块均安装在从动轮内部。结构紧凑，外形尺寸小。构紧凑，外形尺寸小。（3）按运动形式分类）按运动形式分类 从动件作单向间歇转动；从动件作单向间歇转动；从动件作
6、单向间歇移动；从动件作单向间歇移动；双动式棘轮机构；双动式棘轮机构；双向式棘轮机构。双向式棘轮机构。外接齿式棘轮机构外接齿式棘轮机构内接齿式棘轮机构内接齿式棘轮机构棘轮机构示例棘轮机构示例 端面棘轮机构端面棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构运动特点：运动特点：摇杆来回摆动都能使棘轮向同一方向转动。摇杆来回摆动都能使棘轮向同一方向转动。钩头棘爪钩头棘爪直推棘爪直推棘爪棘爪可翻转的矩形棘齿可以获得不同转向的间歇运动。棘爪可翻转的矩形棘齿可以获得不同转向的间歇运动。双向式棘轮机构双向式棘轮机构动动 画画动动 画画3、棘轮机构的功能应用、棘轮机构的功能应用（2）功功 能能制动制动 如卷扬机制动机构。
7、棘轮机构单向转动，如卷扬机制动机构。棘轮机构单向转动，可阻止卷筒逆转，起制动作用。可阻止卷筒逆转，起制动作用。（1）应用场合应用场合各种机床中，以实现进给、转位或分度功能。各种机床中，以实现进给、转位或分度功能。牛头刨床工作台横向进给过程：运动通过齿轮机牛头刨床工作台横向进给过程：运动通过齿轮机构、连杆机构传递给棘轮机构，带动与棘轮固联的构、连杆机构传递给棘轮机构，带动与棘轮固联的丝杠做间歇运动，从而实现工作台间歇进给运动。丝杠做间歇运动，从而实现工作台间歇进给运动。间歇送进间歇送进转位、分度转位、分度 冲床工作台自动转位冲床工作台自动转位棘轮机构的工作过程：棘轮机构的工作过程：冲头冲头D上升
8、时通过棘爪上升时通过棘爪带动棘轮和工作台顺时带动棘轮和工作台顺时针转位。冲头下降时，针转位。冲头下降时，摇杆摇杆AB逆时针摆动，工逆时针摆动，工作台不动。作台不动。超越、离合超越、离合单向离合器工作原理：单向离合器工作原理：主动主动星轮星轮1逆时针转动时，滚柱逆时针转动时，滚柱靠摩擦力滚向空隙小端，将靠摩擦力滚向空隙小端，将套筒套筒2楔紧，使之与星轮一楔紧，使之与星轮一同转动；反之，滚柱滚到大同转动；反之，滚柱滚到大端，套筒因松开而静止。端，套筒因松开而静止。超越离合器工作原理：超越离合器工作原理：主动主动星轮星轮1逆时针转动时，套筒逆时针转动时，套筒2逆时针转动的速度超过星轮逆时针转动的速度
9、超过星轮1的转速，套筒以高速自由的转速，套筒以高速自由转动。转动。应用实例：应用实例：自行车飞轮（内接棘轮）自行车飞轮（内接棘轮）星轮星轮滚柱滚柱套筒套筒弹簧顶杆弹簧顶杆4棘轮设计的要点棘轮设计的要点（1 1）几何尺寸设计几何尺寸设计（2）棘轮转角的调节棘轮转角的调节安装安装棘轮罩棘轮罩：通过安装棘轮罩，改变插销通过安装棘轮罩，改变插销在定位板孔中的位置，即可调节棘轮罩遮盖在定位板孔中的位置，即可调节棘轮罩遮盖的棘轮齿数，使部分行程内棘爪沿棘轮罩表的棘轮齿数，使部分行程内棘爪沿棘轮罩表面滑过从而实现棘轮转角大小的调整。面滑过从而实现棘轮转角大小的调整。驱动机构设计成行程可调机构驱动机构设计成行
10、程可调机构：可通过设：可通过设计腰形槽、调节块、调节丝杆等改变曲柄或计腰形槽、调节块、调节丝杆等改变曲柄或摇杆的长度，从而从而改变摆杆的摆角，达摇杆的长度，从而从而改变摆杆的摆角，达到改变动停时间比的目的。实际设计时，并到改变动停时间比的目的。实际设计时，并不需要同时设置多个调整环节。不需要同时设置多个调整环节。例：例：改变主动摇杆摆角的大小改变主动摇杆摆角的大小驱动机构设计成行驱动机构设计成行程可调机构程可调机构加装棘轮罩，以遮盖摇杆加装棘轮罩，以遮盖摇杆摆角范围内的一部分棘齿摆角范围内的一部分棘齿1、槽轮机构的组成及工作原理、槽轮机构的组成及工作原理7.2 槽槽 轮轮 机机 构构槽轮机构的
11、组成：槽轮机构的组成：由主动拨盘、由主动拨盘、从动槽轮和机架等组成。从动槽轮和机架等组成。槽轮机构的工作原理：槽轮机构的工作原理：主动拨主动拨盘连续转动，当主动拨盘的圆盘连续转动，当主动拨盘的圆销销A未进入槽轮径向槽时，槽未进入槽轮径向槽时，槽轮被锁，静止不动；当主动拨轮被锁，静止不动；当主动拨盘的圆销盘的圆销A进入槽轮径向槽时，进入槽轮径向槽时，槽轮受圆销槽轮受圆销A驱动而转动。从驱动而转动。从而使槽轮做间歇运动。而使槽轮做间歇运动。动画演示动画演示特特 点：点：径向槽径向尺寸不同，径向槽径向尺寸不同，销轮上销分布不均匀。销轮上销分布不均匀。槽轮转一周，可以实现槽轮转一周，可以实现动停时间均
12、不相同的运动停时间均不相同的运动要求。动要求。不等臂长多销槽轮机构不等臂长多销槽轮机构2、槽轮机构的类型、槽轮机构的类型外槽轮机构外槽轮机构 主、从动轮转向相反。主、从动轮转向相反。内槽轮机构内槽轮机构主、从动轮转向相同。主、从动轮转向相同。球面槽轮机构球面槽轮机构特特 点：点：主动轮主动轮1和拨销和拨销3的轴线的轴线均通过球心。均通过球心。当只有一个拨销时，动当只有一个拨销时，动停时间相等；停时间相等；当对称布置两个拨销时，当对称布置两个拨销时，可以实现连续转动。可以实现连续转动。3、槽轮机构的特点与应用、槽轮机构的特点与应用应用：应用：一般用于转速不一般用于转速不很高的自动机械、轻工很高的
13、自动机械、轻工机械或仪器仪表中。机械或仪器仪表中。电影放映机的送片机构电影放映机的送片机构优点：优点：结构简单，制造容易，工作可靠，能准确结构简单，制造容易，工作可靠，能准确控制转角，机械效率高。控制转角，机械效率高。缺点：缺点：动程不可调节，动程不可调节，转角不可太小，在起转角不可太小，在起动和停止时加速度变动和停止时加速度变化大、有冲击，不适化大、有冲击，不适用于高速。用于高速。蜂窝煤压制机构蜂窝煤压制机构4、槽轮机构的设计槽轮机构的设计（1）槽轮机构的运动系数槽轮机构的运动系数 间歇运动机构的运动特性通常用动停时间比间歇运动机构的运动特性通常用动停时间比k来描述。即来描述。即tdttk
14、td表示从动件在表示从动件在1个运动周期中的个运动周期中的运动时间，运动时间，tt表示其停歇时间。表示其停歇时间。在槽轮机构的设计中，选取不同的槽数在槽轮机构的设计中，选取不同的槽数 z和和圆销数圆销数n，将获得不同的动、停规律。，将获得不同的动、停规律。运动系数运动系数k：从动槽轮从动槽轮2的运动时间的运动时间t2与主动拨盘与主动拨盘1的运动时间的运动时间t1之比。即：之比。即：k=t2/t1 由于主动销轮由于主动销轮1通常为等速通常为等速运动，故上述时间比值可运动，故上述时间比值可用用销轮转角销轮转角的比值表示。的比值表示。22ttk1012因槽轮的线速度方向应因槽轮的线速度方向应沿着径向
15、槽的中心线沿着径向槽的中心线。201022由此得出：由此得出：z1212z2z2z222ttk1012 由上式可知，由上式可知，k总是小于总是小于0.5的，外槽轮径向的，外槽轮径向槽的数目应大于或等于槽的数目应大于或等于3。槽轮的运动时间总。槽轮的运动时间总小于其静止时间。小于其静止时间。如果在销轮上均匀地分布如果在销轮上均匀地分布n个圆销，则当销轮个圆销，则当销轮盘转动一周时，槽轮将被拨动盘转动一周时，槽轮将被拨动n次，故运动系数次，故运动系数是单销的是单销的n倍，即倍，即 2z2znk因因k应小于应小于1，故，故 2z2znl槽轮机构的角速度及角加速度的最大值随槽轮槽轮机构的角速度及角加速
16、度的最大值随槽轮数数 z z 的增多减少；的增多减少；l当圆销开始进入和离开径向槽时，两瞬时有柔当圆销开始进入和离开径向槽时，两瞬时有柔性冲击，且随槽数性冲击，且随槽数 z z 的减少而增大；的减少而增大；l在机构运转速度较高时，或槽轮轴承惯性较大在机构运转速度较高时，或槽轮轴承惯性较大的情况下，就显得更为突出。的情况下，就显得更为突出。l内槽轮机构与外槽轮机构一样，有加速度突变，内槽轮机构与外槽轮机构一样，有加速度突变，且其值与外槽轮相等，但当且其值与外槽轮相等，但当|0|0 时，角加速时，角加速度值迅速下降并趋于零。度值迅速下降并趋于零。（2）槽轮机构的运动特性）槽轮机构的运动特性槽轮机构的运动和动力特性，槽轮机构的运动和动力特性，通常用右边两个比值来衡量。通常用右边两个比值来衡量。21212和 随着槽数随着槽数z的增加，运动趋于平稳，动力特的增加，运动趋于平稳，动力特性也得到改善。但槽数过多将使槽轮体积过大，性也得到改善。但槽数过多将使槽轮体积过大，产生较大的惯性力矩。一般设计中，槽数的正产生较大的惯性力矩。一般设计中，槽数的正常选用值为常选用值为48。设计中应尽量保证间歇运动机
