《机械 设计》-项目三 间歇运动机构

3.1任务引入在机械和仪表中，常常需要原动件作连续运动，而从动件则产生周期性时动时停的间歇运动，实现这种间歇运动的机构称为间歇运动机构。在设计牛头刨床进给系统中的间歇机构-如图3-1所示，矩形齿棘轮机构与牛头刨床的丝杆固连在同一轴上，工作台3的进给由螺母带动，螺母与丝杠2配合，丝杠2的转动由棘轮1带动。当刨刀工作时，棘轮1停歇，工作台3不动；当刨刀回程时，棘轮1带动丝杠2转动，从而使棘轮的间歇转动转变为工作台3的横向进给运动。返回3.2解决任务的方法要完成间歇机构的设计，需要掌握以下内容：

1.间歇机构有哪几种类型，各有什么特点：

2.间歇机构的设计、选择方法。返回3.3相关知识点介绍课题一棘轮机构的工作分析一、棘轮机构的工作原理及应用图3-2所示为外啮合棘轮机构。它由摆杆1、棘爪2、棘轮3、止回爪4和机架5组成。通常以摆杆为主动件、棘轮为从动件。当摆杆1连同棘爪2顺时针转动时，棘爪进入棘轮的相应齿槽，并推动棘轮转过相应的角度；当摆杆逆时针转动时，棘爪在棘轮齿背上滑过。为了防止棘轮跟随摆杆反转，设置止回爪4。这样，摆杆不断地做往复摆动，棘轮便得到单向的间歇运动。下一页返回3.3相关知识点介绍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3-6所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。二、棘轮机构的使用特点

（1）棘轮机构结构简单，容易制造，常用作防止转动件反转的附加保险机构。（2）棘轮的转角和动停时间比可调，常用于机构工况经常改变的场合。课题二槽轮机构的工作分析一、槽轮机构的工作原理

槽轮机构又称马耳他机构，它是由槽轮、装有圆销的拨盘和机架组成的步进运动机构。上一页下一页返回3.3相关知识点介绍图3-7所示的槽轮机构，由带圆销A的主动拨盘1，具有径向槽的从动槽轮2和机架组成。拨盘作匀速转动时，驱动槽轮作时转时停的单向间歇运动。当拨盘上圆销A未进入槽轮径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧β被拨盘的外凸圆弧α卡住，故槽轮静止。图3-7所示位置是圆销A刚开始进入槽轮径向槽时的情况，这时锁止弧刚被松开，因此槽轮受圆销A的驱动开始沿顺时针方向转动；当圆销A离开径向槽时，槽轮的下一个内凹锁止槽又被拨盘的外锁止槽卡住，致使槽轮静止，直到圆销A在进入槽轮另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。平面槽轮分为两种，一种是外槽轮机构，如图3-7所示；另一种是内槽轮机构，如图3-8所示。上一页下一页返回3.3相关知识点介绍图3-9所示为球面槽轮机构，它用于传递两垂直相交轴的间歇运动机构，从动槽轮呈半球形，主动构件的轴线与销的轴线都通过球心，当主动轴作连续运动时，槽轮作间歇转动。以上介绍的为单圆柱销槽轮机构，即拨盘转一周，槽轮转一次。但有些场合需要拨盘转一周，槽轮转动两次，此时可以采用双圆柱销槽轮机构，如图3-10所示。二、槽轮机构的特点和应用

槽轮机构结构简单、工作可靠，在进入和脱离啮合时运动比较平稳。但在运动过程中的加速度变化较大，冲击较严重，因而不适用于高速。上一页下一页返回3.3相关知识点介绍课题三不完全齿轮机构的工作分析图3-13所示为不完全齿轮机构。这种机构的主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮，从动轮2可以是普通的完整齿轮，也可以由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间地组成（图3-13（a）、图3-13（b））。当主动轮1的有齿部分作用时，从动轮2就转动；当主动轮1的无齿圆弧部分作用时，从动轮停止不动，因而当主动轮连续转动时，从动轮获得时转时停的间歇运动。不难看出，每当主动轮1连续转过1周时，图3-12（a）、图3-13（b）、图3-13（c）所示机构的从动轮分别间歇地转过1/8、1/4和1周。为了防止从动轮在停歇期间游动，两轮轮缘上各装有锁止弧。上一页下一页返回3.3相关知识点介绍对于转速较高的不完全齿轮机构，可在两轮的端面分别装上瞬心线附加杆L和K（图3-13（c）），使从动件的角速度由零逐渐增加到某一数值从而避免冲击。不完全齿轮机构有外啮合（图3-13）和内啮合（图3-14

）两种形式，一般用外啮合形式。上一页返回3.4知识拓展———组合机构一、连杆—连杆

如图3-15所示的手动冲床是一个六杆机构。它可以看成是由两个四杆机构组成的。第一个是由原动件（手柄）1、连杆2、从动摇杆3和机架4组成的双摇杆机构；第二个是由摇杆3、小连杆5、冲杆6和机架组成的摇杆滑块机构。图3-16所示为筛料机主机构的运动简图。这个六杆机构也可看成由两个四杆机构组成。第一个是由原动曲柄1、连杆2、从动曲柄3和机架6组成的双曲柄机构；第二个是由曲柄3（原动件）、连杆4、滑块5（筛子）和机架6组成的曲柄滑块机构。下一页返回3.4知识拓展———组合机构二、凸轮—凸轮图3-17所示为双凸轮机构，由两个凸轮机构协调配合控制十字滑块3上一点M准确地描绘出虚线所示预定的轨迹。三、连杆—凸轮图3-18为巧克力包装机托包用的凸轮连杆机构。主动曲柄OA回转时，B点强制在凸轮凹槽中运动，从而使托杆达到图示运动规律，托包时慢进，不托包时快退，以提高生产效率。因此，只要把凸轮轮廓线设计得当，就可以使托杆达到上述要求。上一页下一页返回3.4知识拓展———组合机构四、连杆—棘轮

图3-19所示为连杆与棘轮两个基本机构组合而成的组合机构。棘轮的单向步进运动是由摇杆3的摆动通过棘爪4推动的，而摇杆的往复摆动又需要由曲柄摇杆机构ABCD来完成，从而实现将输入构件（曲柄1）的等角速度回转运动转换成输出构件（棘轮5）的步进转动。上一页返回3.5思考及练习题3-1棘轮机构的运动设计主要包括哪些内容？3-2为什么棘爪与棘轮轮齿接触处的公法线要位于棘轮与棘爪的转动中心之间？3-3已知一棘轮机构，棘轮模数m=5mm，齿数z=12，试确定机构的几何尺寸并画出棘轮的齿形。3-4槽轮机构有什么特点？3-5槽轮机构的槽数z和圆销数n的关系如何？3-6如何避免不完全齿轮机构在啮合开始和终止时产生的冲击？从动轮停歇期间，如何防止其运动？3-7已知一槽轮机构的槽数z=6，圆销数n=1，若主动转臂的转速为n1=60r/min，求槽轮的运动时间和静止时间及运动系数τ的大小。返回图3-1牛头刨床进给传动机构返回图3-2外啮合棘轮机构返回图3-6超越式棘轮机构返回图3-7外啮合槽轮机构返回图3-8内啮合槽轮机构返回图3-9球面槽轮机构返回图3-10双圆柱销槽轮机构返回图3-12刀架转位槽轮机