第四章间歇运动机构

1、第4章间歇运动机构4-1 棘轮机构4-2 槽轮机构4-3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构简介第4章间歇运动机构棘轮机构（ratchet and pawl），由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。棘轮机构将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。 v改变原动件1的结构形状，可以得到如图所示的双动式棘轮机构。原动件1往复摆动时都能使棘轮2沿同一方向转动。v驱动棘爪3可以制成带钩头（图a）或的直的

2、（图b）。双动式棘轮机构abv当棘轮轮齿制成方形时，成为可变向棘轮机构，如图a所示。其特点是当棘爪1在实线位置时，棘轮2将沿逆时针方向作间歇运动；当棘爪翻转到虚线位置时，棘轮将沿顺时针方向作间歇运动。v如图所示为另一种可变向棘轮机构。该机构可实现棘轮顺时针方向和逆时针方向作间歇运动，还可使棘轮与棘爪脱开，则当棘爪往复摆动时，棘轮静止不动。v综上所述的棘轮机构都属于齿式棘轮机构v上述棘轮机构，棘轮的转角都是相邻两齿所夹中心角的倍数，也就是说，棘轮的转角是有级性改变的。如果要实现无级性改变，就需要采用无棘齿的棘轮。v右图是通过棘爪1与棘轮2之间的摩擦力来传递运动的（3为制动棘爪），故又称为摩擦式棘

3、轮机构。这种机构在传动过程中很少发生噪声，但其接触表面间容易发生滑动。 v当脚蹬踏板时，经链轮1和链条2带动内圈具有棘齿的链轮3顺时针转动，再通过棘爪4的作用，使后轮轴5顺时针转动，从而驱使自行车前进。自行车前进时，如果令踏板不动，后轮轴5便会超越链轮3而转动，让棘爪4在棘轮齿背上滑过，从而实现不蹬踏板的自由滑行。v棘轮机构除了实现间歇运动外，还能实现超越运动。v名词解释超越运动：保证机构运动的连续,即不论进给运动是否停止,机构都将继续运动。自行车后轮轴上的棘轮机构 一、槽轮机构的工作原理v槽轮机构又称为马尔他机构，如右图所示。它是由具有径向槽的槽轮2、带有圆销A的拨盘1和机架组成。v拨盘1作

4、匀速转动时，驱使槽轮2作时转时停的间歇运动。拨盘1上的圆销A尚未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹锁住弧被拔盘1的外凸圆弧卡住，故槽轮2静止不动。图中所示位置是当圆销A开始进入增轮2的径向槽时的情况。v这时锁住弧被松开，因此槽轮2受圆销A驱使沿逆时针转动。当圆销A开始脱出槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被拨盘1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不动，直到圆销A再进入槽轮2的另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。为了防止槽轮在工作过程中位置发生偏移，除上述锁住弧之外也可以采用其他专门的定位装置。v槽轮机构构造简单，机械效率高，并且运动平稳，因此在自动机床转位机构、电影放映机卷片机构等自

5、动机械中得到广泛的应用。下图所示为电影放映机卷片机构。当槽轮2间歇运动时，胶片上的画面依次在方框中停留，通过视觉暂留而获得连续的场景。 二、槽轮机构的主要参数v槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆销数K。v如右图所示，为了使槽轮2在开始和终止转动时的瞬时角速度为零， 以避免圆销与槽发生撞击，圆销进入或脱出径向槽的瞬时，槽的中心线O2A应与O1A垂直。设z为均匀分布的径向槽数目，则槽轮2转过22=2/z弧度时，拨盘1的转角21将为（4-1）v在一个运动循环内，槽轮2的运动时间tm对拨盘1的运动时间t之比值称为运动特性系数（动停比）。当拨盘1等速转动时，这个时间之比可用转角之比来表示。对于只有一个圆

6、销的槽轮机构，tm和t分别对应于拨盘1转过的角度21和2。因此其运动特性系数为v为保证槽轮运动，其运动特性系数应大于零。由上式可知，此时，径向槽的数目应等于或大于3。但槽数z=3的槽轮机构，由于槽轮的角速度变化很大，圆销进出径向槽的瞬时，槽轮的角加速度也很大。会引起较大的振动和冲击，故很少应用。（4-2）v由式（4-2）可知，这种槽轮机构的运动特性系数总是小于0.5，即槽轮的运动时间总小于静止时间ts。v如果拨盘1上装有数个圆销，则可以得到0.5的槽轮机构。设均匀分布的圆销数目为K，则一个循环中，轮2的运动时间为只有一个圆销时的K倍，即v运动系数还应当小于1（=1表示槽轮2与盘1一样作连续转动，不能实现间歇运动），故由上式得 )56(22zzKv由上式可知，当z=3时，圆销的数目可为1至5；当z=4或5时，圆销数目可为1至3；而当z6时，圆销的数目可为1或2。v槽数z9的槽轮机构比较少见，因为当中心距一定时，z越大槽轮的尺寸也越大，转动时的惯性力矩也增大。另由式（63）可知，当z9时，槽数虽增加，的变化却不大，起不到明显的作用，故z常取为48。 v不完全齿轮机构常应用于计数器、电影放映机和某些具有特殊运动要求的专用机械中。) 4 6 (2) 2( zz