第7章其它常用机构

1、Other Mechanisms in Common Use李映君李映君7.1.1 棘轮机构的组棘轮机构的组成和工作原理成和工作原理(working principle)O摆杆(Driving rocker)棘爪(driving pawl)棘轮(driven ratchet)制动棘爪(holding pawl)7-1 棘轮机构棘轮机构（Ratchet Mechanisms) 间隙运动机构 (Index Mechanism) 组成：组成：摆杆、棘爪、棘轮、摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。止动爪。工作原理：工作原理：摆杆往复摆动，摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。棘爪推动棘轮间歇转动。优点优点：结构简

2、单、制造方便、：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。运动可靠、转角可调。缺点缺点：工作时有较大的冲击和：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。适用于噪音，运动精度较差。适用于速度较低和载荷不大的场合。速度较低和载荷不大的场合。棘轮棘轮类型类型按轮齿分布：按轮齿分布：外缘外缘、内缘内缘、 端面端面、棘条棘轮机构。、棘条棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用外棘轮机构外棘轮机构(externally meshed)内棘轮机构内棘轮机构(internally meshed)端面棘轮机构端面棘轮机构(top meshed)棘轮棘条机构棘轮棘条机构(ratchet rack)按

3、轮齿分布：按轮齿分布： 外缘、外缘、 内缘、内缘、 端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式： 单动式单动式、 双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。棘轮棘轮类型类型钩头式钩头式作者：潘存云教授作者：潘存云教授按轮齿分布：按轮齿分布： 外缘、外缘、 内缘、内缘、 端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式、单动式、 双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。单单向向、双向运动双向运动棘轮机构。棘轮机构。按棘轮转向是否可调按棘轮转向是否可调:ABB棘轮双向运动棘轮双向运动1棘轮双向运动棘轮双

4、向运动2棘轮棘轮类型类型作者：潘存云教授作者：潘存云教授按轮齿分布：按轮齿分布： 外缘、外缘、 内缘、内缘、 端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、棘轮机构的类型与应用二、棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式、单动式、 双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。单向、双向运动单向、双向运动棘轮机构。棘轮机构。按棘轮转向是否可调按棘轮转向是否可调:按转角是否可调按转角是否可调: 固定转角固定转角、可调转角可调转角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023451023451通过调滑动通过调滑动罩来调角度罩来调角度棘轮棘轮类型类型作者：潘存云教授作者：潘存云

5、教授作者：潘存云教授棘轮棘轮类型类型按轮齿分布：按轮齿分布： 外缘、外缘、 内缘、内缘、 端面端面棘轮机构。棘轮机构。二、二、棘轮机构的类型与应用棘轮机构的类型与应用按工作方式：按工作方式：单动式、单动式、 双动式双动式棘轮机构。棘轮机构。单向、双向运动单向、双向运动棘轮机构。棘轮机构。按棘轮转向是否可调按棘轮转向是否可调:按转角是否可调按转角是否可调: 固定转角固定转角、可调转角可调转角轮齿棘轮轮齿棘轮、 摩擦棘轮摩擦棘轮 演示模型按工作原理分按工作原理分 :摩擦棘轮摩擦棘轮超越离合器超越离合器1321322134作者：潘存云教授ABCD运动特点：运动特点： 轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步

6、进可调，但轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可调，但运动准确。而摩擦棘轮正好相反。运动准确。而摩擦棘轮正好相反。应用：应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。在各类机床中实现进给、转位、或分度。实例实例：止动器止动器、牛头刨床、牛头刨床、冲床转、冲床转 位、超越离合器（单车飞轮）。位、超越离合器（单车飞轮）。间歇转动间歇转动作者：潘存云教授冲头冲头卸料工位卸料工位装料工位装料工位冲压工位冲压工位其它形式棘轮机构其它形式棘轮机构（6.54 min）7.2 槽轮机构槽轮机构(Geneva Mechanism)一、一、 槽轮机构的工作原理和类型槽轮机构的工作原理和类型外槽轮机构外槽轮机构(Exte

7、rnal Geneva Mechanism)王树才因槽轮象马尔它共和国铁十字勋章而得名（马尔它机构）（马尔它机构）作用：作用：将连续回转变换为间将连续回转变换为间 歇歇转动。转动。特点：结构简单、制造容易、特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。因槽稳地、间歇地进行转位。因槽轮运动过程中角速度有变化轮运动过程中角速度有变化 ，不适合高速运动场合。不适合高速运动场合。工作过程工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动。槽轮静止；反之槽轮运动。王树才o21 12o1锁止弧锁止弧槽轮槽

8、轮拨盘拨盘圆销圆销组成：组成：带圆销的拨盘、带有径向槽带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：的槽轮。拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。起锁定作用。作者：潘存云教授作者：潘存云教授二、槽轮机构的类型与应用二、槽轮机构的类型与应用球面槽轮机构球面槽轮机构应用实例：应用实例： 电影放映机电影放映机、 自动摄影机、自动摄影机、六角车床转塔六角车床转塔。外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内啮合槽轮机构槽轮槽轮机构机构类型类型轴线平行轴线平行轴线相交轴线相交放映机的反应用外啮合槽轮机构外啮合槽轮机构内啮合槽轮机构内

9、啮合槽轮机构球面槽轮机构球面槽轮机构o1o21 122 2设计：潘存云8.447.4 凸轮式间歇运动机构凸轮式间歇运动机构(cam-type index mechanism)蜗杆形凸轮间隙运动机构蜗杆形凸轮间隙运动机构(Hourglass-cam index mechanism)圆柱凸轮式圆柱凸轮式间隙运动机构间隙运动机构(cylindrical-cam index mechanism)74 凸轮式凸轮式间歇运动机构间歇运动机构 1.工作原理及特点工作原理及特点圆柱凸轮连续回转，推动均布有圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇转动。柱销的从动圆盘间歇转动。特点：特点：从动圆盘的运动规律

10、从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。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、适应高速运减小动载荷、避免冲击、适应高速运转的要求。定位精确、且转的要求。定位精确、且 结构紧凑。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.类型及应用类型及应用类型：类型：圆柱凸轮间歇运动机构、蜗杆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作者：潘存云教授R2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牙膏灌浆机牙膏灌浆机应用：应用： 适用于高速

11、、高精度的分适用于高速、高精度的分度转位机械。如制瓶机、纸烟包装度转位机械。如制瓶机、纸烟包装机、拉链嵌齿、高速冲床、多色印机、拉链嵌齿、高速冲床、多色印刷机等机械。刷机等机械。作者：潘存云教授封口封口灌浆灌浆5.0475 不完全齿轮机构不完全齿轮机构 1.工作原理及特点工作原理及特点工作原理工作原理：主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运动：主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相啮时间和停歇时间的要求在从动轮上做出与主动轮相啮合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合合的轮齿。其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定

12、位使从动时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使从动轮静止。轮静止。优点：优点：结构简单、制造容结构简单、制造容易、工作可靠、从动轮运易、工作可靠、从动轮运动时间和静止时间的比例动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化。可在较大范围内变化。缺点：缺点：从动轮在开始进入啮合与脱从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般只用离啮合时有较大冲击，故一般只用于低速、轻载场合。于低速、轻载场合。2 不完全齿轮机构的类型、特点和应用不完全齿轮机构的类型、特点和应用外啮合外啮合内啮合内啮合齿条式齿条式锥齿式锥齿式应用：应用：适用于一些具有特殊运动要求的专用机械中。适用于一些具有特殊运动要求的专用机

13、械中。如乒乓球拍周缘如乒乓球拍周缘铣削加工机床铣削加工机床、蜂窝煤饼压制机蜂窝煤饼压制机等。等。作者：潘存云教授铣刀铣刀不完全齿轮不完全齿轮乒乓球拍专用靠模铣床乒乓球拍专用靠模铣床123458976球拍球拍靠模凸轮靠模凸轮不完全齿轮不完全齿轮作者：潘存云教授瞬心线附加杆瞬心线附加杆蜂窝煤饼压制机蜂窝煤饼压制机退煤饼退煤饼填料填料填料填料锁止弧锁止弧锁止弧锁止弧使运动平稳压制压制不完全齿轮不完全齿轮7.51min棘轮机构棘轮机构（Ratchet Mechanisms) 机械常用间隙运动机构机械常用间隙运动机构 (Index Mechanism) 槽轮机构槽轮机构(Geneva Mechanism

14、)凸轮间隙运动机构凸轮间隙运动机构(cam-type index mechanism) 不完全齿轮机构不完全齿轮机构 应用：应用： 适用于高速、高精度的分度转适用于高速、高精度的分度转位机械。如制瓶机、纸烟包装机、拉链位机械。如制瓶机、纸烟包装机、拉链嵌齿、高速冲床、多色印刷机等机械。嵌齿、高速冲床、多色印刷机等机械。 从动轮在开始进入啮合与脱离从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般只用于啮合时有较大冲击，故一般只用于低速、轻载场合。低速、轻载场合。78 螺旋机构螺旋机构组成：组成：螺杆、螺母、机架。螺杆、螺母、机架。运动特点：运动特点：一般情况下是螺一般情况下是螺杆连续回转，螺母

15、轴向移动。杆连续回转，螺母轴向移动。优点：优点：获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。缺点：缺点：机械效率较低。机械效率较低。应用：应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。机构等。 肥皂输送机构1. 螺旋机构螺旋机构及其应用及其应用在在v 时时,也可以螺母为作也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。轴向移动，迫使螺杆转动。如修理摩托车用的起子作者：潘存云教授2.运动分析运动分析导程导程l螺旋转一圈螺旋转一圈(2)，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。螺旋转过任意螺旋转过任意角时，螺母的位移角时，螺母的位移s为：为： s / rr

16、=l /r2lr r2ss=l/2螺距螺距p相邻螺纹牙齿同侧齿面之间相邻螺纹牙齿同侧齿面之间的距离。的距离。两者的关系为：两者的关系为：l = z p，z为螺纹的头数。为螺纹的头数。强调Z=1rr将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：213KK向向213213作者：潘存云教授213作者：潘存云教授BA123且且: lAlB s =( lAlB)/2当差当差(lAlB)很小时，很小时，s将很小。将很小。这种螺旋机构称为这种螺旋机构称为微微(差差)动螺旋动螺旋机构，用于测微计（千机构，用于测微计（千分尺）、分度机构、调节机构（分尺）、分度机构、调节机构

17、（镗刀微调机构镗刀微调机构）中。）中。s1=lA/2螺母螺母2相对于螺杆相对于螺杆1的位移为：的位移为：s2=lB/2螺母螺母2相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为：KK向向图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母4固固定，螺母定，螺母2可沿轴向移动，可沿轴向移动，B1A23A2BlBlA s2 s1-s2 s1当当A、B段螺纹段螺纹旋向相同旋向相同时，螺杆转过时，螺杆转过角度角度，螺杆，螺杆1相对于机架相对于机架3的位移为：的位移为：43作者：潘存云教授AB231作者：潘存云教授作者：潘存云教授当当A、B段螺纹旋向相反时，段螺纹旋向相反时，螺母螺母2的位移为：的位移为： s =( lAl

18、B)/2l1=1.25 mm(右右)镗刀进给量调整镗刀进给量调整微动螺旋机构微动螺旋机构差动螺旋应实例：差动螺旋应实例：复式螺旋机构复式螺旋机构l2=1 mm(右右)1AB312AB231 s1 s1+s2 s2称为称为复式螺旋复式螺旋机构，用于车辆的快机构，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线机构等。速靠近或离开、电杆拉线机构等。=2, s =( lAlB)/2=(1.25-1.00)=0.25 mm作用：作用：用于传递两相交轴（或交错轴）之间的动力和运用于传递两相交轴（或交错轴）之间的动力和运动，或远距离传动动，或远距离传动，而且在传动过程中，两轴之间的夹而且在传动过程中，两轴之间的夹角还可

19、以改变。角还可以改变。共轴、 有夹角应用：应用：广泛应用于汽车、机床等机械广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。传动系统中。7- 9 万向联轴节万向联轴节 (Universal Joints)空间低副机构，又称作胡克接头。空间低副机构，又称作胡克接头。7.9.1 7.9.1 单万向联轴节单万向联轴节(Single Universal Joints)cos/1max2cos1min211222cossin1cos一般位置：一般位置：主动轴匀速转动，从动轴变速转动主动轴匀速转动，从动轴变速转动 一般不超过一般不超过35 45 单万向联轴器单万向联轴器用于传递两相交轴之间的动力和运动用于传递两相交轴

20、之间的动力和运动7.9.2 7.9.2 双万向联轴节双万向联轴节(Double Universal Joints)王树才 当满足：当满足：（1）主动轴与中间轴的夹角等于从主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中间轴的夹角；动轴与中间轴的夹角；（2）中间轴两叉面在同一平面时，中间轴两叉面在同一平面时， 主动轴和从动轴转速相同。主动轴和从动轴转速相同。作者：潘存云教授作者：潘存云教授A2A1 1B结构特点：结构特点：两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链两传动轴末端各有一个叉形支架，用铰链与中间的与中间的“十字形十字形”构件相联，构件相联，“十字形十字形”构件的中构件的中心位于两轴交点处，心位于两轴交点处

21、，rr=0=04545轴间角为轴间角为 ：2 21 121215.077-10 组合机构组合机构(Combined Mechanisms)凸轮连杆组合凸轮连杆组合齿轮连杆组合齿轮连杆组合凸轮、蜗轮蜗杆、连杆组合凸轮、蜗轮蜗杆、连杆组合凸轮齿轮组合凸轮齿轮组合22.21凸轮连杆组合凸轮连杆组合1 1、学习要求、学习要求（1）对棘轮、槽轮、不完全齿轮、凸轮等间歇传动）对棘轮、槽轮、不完全齿轮、凸轮等间歇传动机构等的应用及传动特点有所了解。机构等的应用及传动特点有所了解。（2）对万向联轴节、螺旋传动的应用及传动特点有）对万向联轴节、螺旋传动的应用及传动特点有所了解。所了解。（3）对组合机构的类型、传动特点和应用有所了解）对组合机构的类型、传动特点和