1、Northwest A&F University第六章第六章 间歇运动机构间歇运动机构第一节第一节 棘轮机构棘轮机构第二节第二节 槽轮机构槽轮机构第四节第四节 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构第三节第三节 不完全齿轮机构不完全齿轮机构机械设计基础机械设计基础定定 义义Northwest A&F University第一节第一节 棘轮机构棘轮机构一、一、棘轮机构的棘轮机构的工作原理工作原理第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构二、二、棘爪的工作条件棘爪的工作条件三、三、棘轮、棘爪的几何尺寸计算棘轮、棘爪的几何尺寸计算 及棘轮齿形的画法及棘轮齿形的画法Northwest A&F Univer
2、sity一、棘轮机构的一、棘轮机构的工作原理工作原理第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构1.1.棘轮机构的组成棘轮机构的组成：由棘轮、棘爪和机架组成。：由棘轮、棘爪和机架组成。2.2.工作原理：工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。Northwest A&F University3.3.分类分类内啮合棘轮机构内啮合棘轮机构 外啮合棘外啮合棘轮机构轮机构（1 1）按轮齿分布分为：）按轮齿分布分为：端面啮合棘轮机构端面啮合棘轮机构 第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构Northwest A&F University3.3.分类分类（2 2）按工作
3、原理分为：齿啮式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。）按工作原理分为：齿啮式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构 摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构12321超越离合器超越离合器超越离合器超越离合器43132Northwest A&F University3.3.分类分类（3 3）按转向是否可调分为：单向式棘轮机构和双向式棘轮机构。）按转向是否可调分为：单向式棘轮机构和双向式棘轮机构。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构ABB棘轮可双向运动棘轮可双向运动棘轮可双向运动棘轮可双向运动Northwest A&F University3.3.分类分类（4 4）按棘轮的工作方式分为：
4、单动式、双动式棘轮机构。）按棘轮的工作方式分为：单动式、双动式棘轮机构。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构 单动式棘轮机构单动式棘轮机构 双动式棘轮机构双动式棘轮机构 Northwest A&F University3.3.分类分类（5 5）按转角是否可调分为：固定转角、可调转角棘轮机构。）按转角是否可调分为：固定转角、可调转角棘轮机构。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构可调转角的棘轮可调转角的棘轮可调转角的棘轮可调转角的棘轮牛头刨床进给调整机构牛头刨床进给调整机构牛头刨床进给调整机构牛头刨床进给调整机构通过调整杆长来调摆角通过调整杆长来调摆角通过调整杆长来调摆角通过调整杆长来调摆
5、角023451调滑动罩调滑动罩调滑动罩调滑动罩023451Northwest A&F University二、棘爪的工作条件二、棘爪的工作条件第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构dao1Ao2=90LFrFnFtFfFtFrM齿偏角齿偏角齿偏角齿偏角要求在工作时，棘爪在要求在工作时，棘爪在要求在工作时，棘爪在要求在工作时，棘爪在F Fn n和和和和F Ff f的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。Fn sin F Ff f=F Fn n f f ，f=tan f=tan 代入得：代入得：代入得：代入得：tg
6、f 正压力正压力正压力正压力F Fn n摩擦力摩擦力摩擦力摩擦力F F f f条件是两者对条件是两者对条件是两者对条件是两者对O2O2的力矩要满足的力矩要满足的力矩要满足的力矩要满足如下条件：如下条件：如下条件：如下条件：MnMf将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量将两个力分解成切向和径向分量=tg LF Ff fcos LNorthwest A&F University第二节第二节 槽轮机构（马尔他机构）槽轮机构（马尔他机构）一、一、槽轮机构的工作原理槽轮机构的工作原理二、二、槽轮机构的主要参数槽轮机构的主要参数第第6 6章章 间歇运动机构间歇
7、运动机构Northwest A&F University2.工作原理：工作原理：主动件拨盘以等角速度主动件拨盘以等角速度作连续回转，从动件槽轮作间歇转动。作连续回转，从动件槽轮作间歇转动。3.3.工作特点：工作特点：优点：结构简单，制造容易，工作可优点：结构简单，制造容易，工作可靠，能准确控制转角，机械效率高。靠，能准确控制转角，机械效率高。缺点：动程不可调，且槽轮在启动和缺点：动程不可调，且槽轮在启动和停止时角速度变化大，有冲击。停止时角速度变化大，有冲击。一、槽轮机构的一、槽轮机构的工作原理工作原理：1.1.槽轮的组成：由具有径向槽的槽轮、带圆销的拨盘和机架。槽轮的组成：由具有径向槽的槽轮
8、带圆销的拨盘和机架。4.4.应用：用于速度不太高的场合。应用：用于速度不太高的场合。如：如：电影放映机电影放映机1 12 2o1o2锁止弧锁止弧锁止弧锁止弧槽轮槽轮槽轮槽轮拨盘拨盘拨盘拨盘圆销圆销圆销圆销第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构Northwest A&F University二、槽轮机构的主要参数：二、槽轮机构的主要参数：第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构槽轮机构的主要参数是槽轮机构的主要参数是槽数槽数Z Z和和拨盘圆销数拨盘圆销数K K。为了避免冲击，进入或退出啮合时，为了避免冲击，进入或退出啮合时，为了避免冲击，进入或退出啮合时，为了避免冲击，进入或退出啮合时，槽中
9、心线与拨销中心连线垂直槽中心线与拨销中心连线垂直槽中心线与拨销中心连线垂直槽中心线与拨销中心连线垂直。设。设。设。设Z Z为均为均为均为均匀分布的径向槽数目，则槽轮转过匀分布的径向槽数目，则槽轮转过匀分布的径向槽数目，则槽轮转过匀分布的径向槽数目，则槽轮转过2 22 2=22/z/z时拨盘的转角时拨盘的转角时拨盘的转角时拨盘的转角2 21 1 将为：将为：将为：将为：2 1 1=2 22 2=(2(2/z)/z)2 21 1 222 290901 12 2 在一个运动循环内，槽轮的运动时间在一个运动循环内，槽轮的运动时间在一个运动循环内，槽轮的运动时间在一个运动循环内，槽轮的运动时间tm对拨盘
10、的运动时间对拨盘的运动时间对拨盘的运动时间对拨盘的运动时间 t 之比之比之比之比 称为运动特称为运动特称为运动特称为运动特性系数。当拨盘等速转动时，这个时间可性系数。当拨盘等速转动时，这个时间可性系数。当拨盘等速转动时，这个时间可性系数。当拨盘等速转动时，这个时间可用转角之比来表示。用转角之比来表示。用转角之比来表示。用转角之比来表示。Northwest A&F University对于只有一个圆销的槽轮机构，对于只有一个圆销的槽轮机构，对于只有一个圆销的槽轮机构，对于只有一个圆销的槽轮机构，tm和和和和 t 分别对应于拨盘转过分别对应于拨盘转过分别对应于拨盘转过分别对应于拨盘转过的角度的角度
11、的角度的角度2 21 1和和和和 。因此其运动特性系数因此其运动特性系数因此其运动特性系数因此其运动特性系数 为：为：为：为：二、槽轮机构的主要参数：二、槽轮机构的主要参数：第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构由于运动特性系数必须大于由于运动特性系数必须大于由于运动特性系数必须大于由于运动特性系数必须大于0 0，由上式可知，由上式可知，由上式可知，由上式可知，Z3Z3。运动特性运动特性运动特性运动特性系数系数系数系数总是总是总是总是小于小于小于小于0.50.5，即槽轮的运动时间总是小于静止时间。，即槽轮的运动时间总是小于静止时间。，即槽轮的运动时间总是小于静止时间。，即槽轮的运动时间总是小
12、于静止时间。若拨盘上有若干个圆销，则可以得到若拨盘上有若干个圆销，则可以得到若拨盘上有若干个圆销，则可以得到若拨盘上有若干个圆销，则可以得到 0.50.5的槽轮机构。的槽轮机构。的槽轮机构。的槽轮机构。设均匀分布的圆销数目为设均匀分布的圆销数目为设均匀分布的圆销数目为设均匀分布的圆销数目为k k，则一个循环中，槽轮的运动时间则一个循环中，槽轮的运动时间则一个循环中，槽轮的运动时间则一个循环中，槽轮的运动时间为只有一个圆销时的为只有一个圆销时的为只有一个圆销时的为只有一个圆销时的k k倍：倍：倍：倍：Northwest A&F University槽轮机构设计应注意的问题槽轮机构设计应注意的问题
13、第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构1.1.为了保证槽轮能被拨盘驱动，运动特性系数为了保证槽轮能被拨盘驱动，运动特性系数应大于零，即应大于零，即 槽轮的槽数槽轮的槽数z z应大于或等于应大于或等于3 3。2.2.运动特性系数运动特性系数随着槽数随着槽数z z的增大而增大，即意味着槽数的增大而增大，即意味着槽数z z的的 增加，导致槽轮在一个运动周期里的运动时间增长。增加，导致槽轮在一个运动周期里的运动时间增长。3.3.由于槽轮是间歇运动的，故必须有停歇时间，所以运动特性由于槽轮是间歇运动的，故必须有停歇时间，所以运动特性 系数系数应该总是小于应该总是小于1 1，故得，故得 由上式可知：由
14、上式可知：由上式可知：由上式可知：Z=3Z=3时，时，时，时，K=15;Z=4K=15;Z=4或或或或5 5时，时，时，时，K=13;Z6K=13;Z6时，时，时，时，K=12;K=12;槽数槽数槽数槽数z z9 9的槽轮机构较少见，因为当中心距一定时，的槽轮机构较少见，因为当中心距一定时，的槽轮机构较少见，因为当中心距一定时，的槽轮机构较少见，因为当中心距一定时，z z越大槽轮的尺寸也越大，转动的惯性力矩也增大，越大槽轮的尺寸也越大，转动的惯性力矩也增大，越大槽轮的尺寸也越大，转动的惯性力矩也增大，越大槽轮的尺寸也越大，转动的惯性力矩也增大，z z常取常取常取常取z=48z=48。North
15、west A&F University槽轮机构设计应注意的问题槽轮机构设计应注意的问题：第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构4.k=14.k=1的单销外槽轮机构，槽轮的槽数无论取多少，运动特性的单销外槽轮机构，槽轮的槽数无论取多少，运动特性 系数系数总是小于总是小于0.50.5。5.5.当要求拨盘转一周，槽轮当要求拨盘转一周，槽轮k k次停歇的时间互不相等时，则可次停歇的时间互不相等时，则可 将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上。将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上。6.6.内槽轮机构的拨销与槽轮转向相同，运动特性系数内槽轮机构的拨销与槽轮转向相同，运动特性系数为：为：内槽轮机构的
16、运动特性系数总是小于内槽轮机构的运动特性系数总是小于0.50.5，但为了保证槽，但为了保证槽轮有停歇时间，轮有停歇时间，应小于应小于1 1，所以内槽轮的径向槽数也不能小，所以内槽轮的径向槽数也不能小于于3 3。由于主动拨盘的圆销在槽轮完成一次转动过程中所对应。由于主动拨盘的圆销在槽轮完成一次转动过程中所对应的转角总是大于的转角总是大于，所以内槽轮机构的圆销数只能是所以内槽轮机构的圆销数只能是1 1。Northwest A&F University第三节第三节 不完全齿轮机构不完全齿轮机构一、一、工作原理工作原理二、二、应用应用第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构Northwest A&F
17、University第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构一、工作原理及特点一、工作原理及特点由一般的渐开由一般的渐开线齿轮机构演线齿轮机构演变而成的一种变而成的一种间歇运动机构间歇运动机构主动齿轮、从动主动齿轮、从动齿轮和机架齿轮和机架优点：从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及优点：从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及 每次转动的角度变化范围较大，设计灵活。每次转动的角度变化范围较大，设计灵活。缺点：工艺复杂，冲击较大。缺点：工艺复杂，冲击较大。Northwest A&F University第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构二、二、类型及应用类型及应用外啮合不完全齿轮机构外啮合不完
18、全齿轮机构 内啮合不完全齿轮机构内啮合不完全齿轮机构 Northwest A&F University第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构二、二、类型及应用类型及应用不完全齿轮齿条机构不完全齿轮齿条机构 21应用应用：用于多工位、多工序的自动机：用于多工位、多工序的自动机和半自动机工作台的间歇转位，以及和半自动机工作台的间歇转位，以及计数机构和某些间歇进给机构中计数机构和某些间歇进给机构中。Northwest A&F University第四节第四节 凸轮间歇运动机构凸轮间歇运动机构第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构1.1.工作原理及特点工作原理及特点圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销
19、的从动圆盘间歇转动。圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇转动。特点：特点：从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。优点：优点：可通过选择适当的运动规律来减小动载荷、避免冲击、可通过选择适当的运动规律来减小动载荷、避免冲击、适应高速运转的要求。定位精确、且结构紧凑。适应高速运转的要求。定位精确、且结构紧凑。缺点：缺点：凸轮加工较复杂、安装调整要求严格。凸轮加工较复杂、安装调整要求严格。2.2.类型及应用类型及应用类型：类型：圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构、蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构Northwest A&F Univers
20、ity蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构蜗杆凸轮间歇运动机构R2圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构圆柱凸轮间歇运动机构应用：应用：应用：应用：适用于高速、高精度的分适用于高速、高精度的分适用于高速、高精度的分适用于高速、高精度的分度转位机械制瓶机、纸烟、包装度转位机械制瓶机、纸烟、包装度转位机械制瓶机、纸烟、包装度转位机械制瓶机、纸烟、包装机、拉链嵌齿、高速冲床、多色机、拉链嵌齿、高速冲床、多色机、拉链嵌齿、高速冲床、多色机、拉链嵌齿、高速冲床、多色印刷机等机械。印刷机等机械。印刷机等机械。印刷机等机械。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机
21、构2.2.类型及应用类型及应用Northwest A&F University第四节第四节 万向铰链机构机构万向铰链机构机构作用：作用：作用：作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可以改变。间的夹角还可以改变。应用：应用：应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。1、单万向铰链机构、单万向铰链机构组成：组成：组成：组成：由端部有叉的轴由端部有叉的轴由端部有叉的轴由端部有叉的轴、分分分分别与机架和十字头用两个转动副别与机架和十字头用两个转动副别与机架和十字头
22、用两个转动副别与机架和十字头用两个转动副相联，且十字头的中心与轴相联，且十字头的中心与轴相联，且十字头的中心与轴相联，且十字头的中心与轴、的交点重合。的交点重合。的交点重合。的交点重合。运动分析：运动分析：运动分析：运动分析：两轴平均传动比为两轴平均传动比为两轴平均传动比为两轴平均传动比为1 1，但瞬时传动比是动态变化的。，但瞬时传动比是动态变化的。，但瞬时传动比是动态变化的。，但瞬时传动比是动态变化的。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构Northwest A&F University1、单万向铰链机构、单万向铰链机构1 1 1 1cos cos cos cos 2 2 2 2 1 1
23、1 1/cos/cos/cos/cos 轴轴、所夹的锐角为所夹的锐角为所夹的锐角为所夹的锐角为，两轴角，两轴角，两轴角，两轴角速度之比关系如下：速度之比关系如下：速度之比关系如下：速度之比关系如下：由于单万向铰链机构从动轴的角速度作周期性变化，由于单万向铰链机构从动轴的角速度作周期性变化，因而在传动中将引起附加动载荷，使轴产生震动。为消因而在传动中将引起附加动载荷，使轴产生震动。为消除这一缺点，可采用双万向铰链机构。除这一缺点，可采用双万向铰链机构。第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构Northwest A&F University2、双万向铰链机构、双万向铰链机构 为了消除从动轴变速转动的缺点，常将两个单万向铰链机构串联实为了消除从动轴变速转动的缺点，常将两个单万向铰链机构串联实用，构成双万向铰链机构。用，构成双万向铰链机构。安装要求：安装要求：安装要求：安装要求：主动、从动、中间三轴共面；主动、从动、中间三轴共面；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等；中间轴两端的叉面应在同一平面内。中间轴两端的叉面应在同一平面内。21C21C第第6 6章章 间歇运动机构间歇运动机构
