东南大学机械原理课件第六章间 歇运动机构
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机械设计基础.第六章_间歇运动机构
21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳性，但是机构尺寸 随之增大，导致惯性力增大。一般取 z = 4～8。
几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 所示，主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮， 从动轮2由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间组成。
（2）制动机构
在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止
链条断裂时卷筒逆转。
机械设计基础第6章间歇运动机构与组合机构
机械设计基础第6章：间歇运动机 构与组合机构
contents
目录
• 引言 • 间歇运动机构 • 组合机构 • 间歇运动机构与组合机构的应用案例 • 总结与展望
01 引言
主题简介
间歇运动机构
主要研究能够实现周期性运动的 机构，如凸轮机构、槽轮机构等 。
组合机构
将两个或多个基本机构组合在一 起，以实现更复杂运动的机构。
智能化与自动化
随着工业4.0和智能制造的推进，间歇运动机构和组合机 构的设计与优化将更加依赖于智能化技术和自动化手段。
性能优化与绿色设计
未来的机械系统对效率和能耗的要求越来越高，如何实现 间歇运动机构和组合机构的性能优化和绿色设计是亟待解 决的问题。
实践建议与进一步学习资源
实践操作与实验
建议学习者通过实验和实践操作来加深对间歇运动机构和组合 机构的理解，可以通过设计、制作和测试简单的机构模型来锻 炼自己的实际操作能力。
感谢您的观看
类型
常见的组合机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等，这些机构可以按照一定 的方式进行组合，形成各种复杂的运动形式。
组合方式与原理
01
串联式组合
串联式组合是指将两个或多个机构依次连接，前一个机构的输出作为后
一个机构的输入，最终实现复杂的运动功能。串联式组合的原理是各组
成机构的运动规律叠加。
02
并联式组合
组合机构介绍
阐述了组合机构的概念、 设计方法和应用，通过实 例说明了组合机构的优势 和设计技巧。
机构性能分析
介绍了如何对间歇运动机 构和组合机构进行性能分 析和优化，包括运动学和 动力学分析。
未来发展方向与挑战
技术进步与新机构研发
随着科技的不断发展，未来可能会出现更多新型的间歇运 动机构和组合机构，以满足更复杂和多样化的机械系统需 求。
contents
目录
• 引言 • 间歇运动机构 • 组合机构 • 间歇运动机构与组合机构的应用案例 • 总结与展望
01 引言
主题简介
间歇运动机构
主要研究能够实现周期性运动的 机构，如凸轮机构、槽轮机构等 。
组合机构
将两个或多个基本机构组合在一 起，以实现更复杂运动的机构。
智能化与自动化
随着工业4.0和智能制造的推进，间歇运动机构和组合机 构的设计与优化将更加依赖于智能化技术和自动化手段。
性能优化与绿色设计
未来的机械系统对效率和能耗的要求越来越高，如何实现 间歇运动机构和组合机构的性能优化和绿色设计是亟待解 决的问题。
实践建议与进一步学习资源
实践操作与实验
建议学习者通过实验和实践操作来加深对间歇运动机构和组合 机构的理解，可以通过设计、制作和测试简单的机构模型来锻 炼自己的实际操作能力。
感谢您的观看
类型
常见的组合机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等，这些机构可以按照一定 的方式进行组合，形成各种复杂的运动形式。
组合方式与原理
01
串联式组合
串联式组合是指将两个或多个机构依次连接，前一个机构的输出作为后
一个机构的输入，最终实现复杂的运动功能。串联式组合的原理是各组
成机构的运动规律叠加。
02
并联式组合
组合机构介绍
阐述了组合机构的概念、 设计方法和应用，通过实 例说明了组合机构的优势 和设计技巧。
机构性能分析
介绍了如何对间歇运动机 构和组合机构进行性能分 析和优化，包括运动学和 动力学分析。
未来发展方向与挑战
技术进步与新机构研发
随着科技的不断发展，未来可能会出现更多新型的间歇运 动机构和组合机构，以满足更复杂和多样化的机械系统需 求。
机械设计基础 第6章间歇运动机构
§6－4 凸轮式间歇运动机构
通常有两种型式： 2
1、圆柱凸轮间歇运动机构
1） 组成：凸轮1；滚子3均匀
分布在转盘2端面；滚子中心
R2
3
与转盘中心的距离等于R2。
2）原理：当凸轮转过δt时，
1
转盘以某种运动规律转过角
度δ2max=2π/z；当凸轮继
滚子数
续转过其余角度（2π-δt）时，转盘静止不动。当凸轮继续转动
轮1的锁住弧(外凸圆弧g)与轮2的边锁住弧(内凹圆弧f)配合，将
轮2锁住，使其停歇在预定位置，以保证主动轮1的首齿S下次再与 从动轮相应的轮齿啮合传动。
优点：结构简单、制造容易、工作可靠、从动轮运动时间和静止时间的比例可在较大范 围内变化。
缺点：从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故用于低速、轻载场合。
故棘轮静止不动。
工作原理：原动件往复摆动，棘爪推动棘轮单向间歇转动。
三、双动式棘轮机构
双动棘轮机构1
双动棘轮机构2
改变原动件可以得到图示双动式棘轮机构。原动件来回摆动时， 使棘轮2沿同一向转动。驱动棘爪3可是直的或带钩的。
四、双向棘轮：棘轮轮齿制成方形时，成为可变向棘轮机构。
特点：图a棘爪1在B位置时，棘轮2将沿逆时针方向作间歇运动；当棘爪1翻转 到A位置时，棘轮2将沿顺时针方向作间歇运动。
规律设计凸轮（ ）。
4、从动件位移与凸轮转角之间的关系可用（ ）线图表示，该线
图取决于（ ）曲线的形状。
5、其他条件不变时，（
）越小，（ ）越大。
6、齿轮传动的基本要求之一是（
）必须保持不变。
7、一对外啮合齿轮的中心距恒等于其（
）半径之和，角速
比恒等于其（ ）半径的反比。
第6章间歇运动机构1PPT课件
Pn sinα L > Fcosα L
α
pn Σ=90°
pt
α
齿偏角
∵ F= Pn f 代入得：
tgα> f =tgφ
da o1
∴ α>φ
当 f=0.2 时，φ＝11°30’ 通常取α＝20° 9
tgF /P nfP n/P nf
故称Φ为摩擦角
Pn Φ R F
v
注：齿偏角为棘轮工作齿面与半径线之间所夹角度
4
双动棘轮机构
A
B
B’
棘轮可双向运动
5
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
6
1 2 3
摩擦棘轮
3 2 1
超越离合器
3 4 2
1
7
运动特点： 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。
应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。
第6章 间歇运动机构
§6－1 棘轮机构 §6－2 槽轮机构 §6－3 不完全齿机构 §6－4 凸轮式间隙运动机构
1
整体概况
概况一
点击此处输入 相关文本内容
01
概况二
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02
概况三
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03
2
§6－1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理
组成：摆杆、驱动棘爪、
d1 1 r0 L
2 h
d2
b
17
§6－3 不完全齿轮机构
1.工作原理及特点 工作原理：在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位使从 动轮静止。
α
pn Σ=90°
pt
α
齿偏角
∵ F= Pn f 代入得：
tgα> f =tgφ
da o1
∴ α>φ
当 f=0.2 时，φ＝11°30’ 通常取α＝20° 9
tgF /P nfP n/P nf
故称Φ为摩擦角
Pn Φ R F
v
注：齿偏角为棘轮工作齿面与半径线之间所夹角度
4
双动棘轮机构
A
B
B’
棘轮可双向运动
5
可调转角的棘轮
φ
0 1 2 3 4 5
调滑动罩
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
6
1 2 3
摩擦棘轮
3 2 1
超越离合器
3 4 2
1
7
运动特点： 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。
应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。
第6章 间歇运动机构
§6－1 棘轮机构 §6－2 槽轮机构 §6－3 不完全齿机构 §6－4 凸轮式间隙运动机构
1
整体概况
概况一
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概况三
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03
2
§6－1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理
组成：摆杆、驱动棘爪、
d1 1 r0 L
2 h
d2
b
17
§6－3 不完全齿轮机构
1.工作原理及特点 工作原理：在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位使从 动轮静止。
《间歇运动机构》ppt课件
不完全齿轮齿条机构 动画
2、不完全齿轮机构的特点和运用
特点：设计灵敏，构造简单、制造容易，任务 可靠。从动轮的运动角范围大，很容易实现一 个周期中的多次动、停时间不等的间隙运动。 但在进入啮合和退出啮合时速度有突变，引起 刚性冲击，只宜于低速、轻载场所。主、从动 轮不能互换。
运用：常用于多工位，多工序的自动机械或 消费线上，实现任务台的间歇转位和进给运 动等。
动力特性好，分度精度高，本钱较低。
3、凸轮式间歇运动机构的特点和运用
◆机构特点 ★构造简单、任务可靠，转位准确，不需定位安 装即可获得高的定位精度； ★廓线设计得当，可使从动件获得预期的恣意运 动； ★动载荷小，无冲击，宜高速； ★◆加运工用本场钱所高，安装、调整要求严。
轻工机械、冲压机械等高速机械中常用作高 速、高精度的步进进给、分度转位等机构。例 如用于高速冲床、多色印刷机、包装机、折叠 机等。
外接式
内接式
运动特点：经过摩擦力推进从动轮间歇转动，抑 制了齿式棘轮机构噪声大、转角不能无级调理的 缺陷，但运动准确性差。
〔2〕按啮合方式分类
外啮合方式： 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， 运用较广。 内啮合方式：
它们的棘爪或楔块均安装在从动轮内部。构 造紧凑，外形尺寸小。
◆内槽轮机构
主、从动轮转向一样。
◆不等臂长多销槽轮机 构特 点：
径向槽径向尺寸不同， 销轮上销分布不均匀。 槽轮转一周，可以实现 动停时间均不一样的运 动要求。
◆球面槽轮机构
特 点：
自动轮1和拨销3的轴线 均经过球心。
当只需一个拨销时，动 停时间相等；
当对称布置两个拨销时， 可以实现延续转动。
机械设计基础 第6章 间歇运动机构
图6-4
7、滚子楔紧式棘轮机构
原动件1逆时针转动或 从动件3顺时针转动时，在 摩擦力作用下，能使滚子2 楔紧在1、3形成的收敛狭隙 处，则1、3成一体，一起转 动；运动相反时，1、3成脱 离状态。
三、棘轮机构的特点和应用
1、特点
轮齿式棘轮机构结构简单、易于制造、运动可靠，棘 轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过会引起噪音 和冲击，经常在低速、轻载、用作间歇运动的控制中。 摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪音，棘轮的转角 可以作无级调整。但难以避免打滑现象，因此运动的准确 性较差，不适合用于精确传递运动的场合。 2、应用 棘轮机构主要用于作进给、超越和转位等工艺动作的 控制。
§6-4 凸轮间歇运动机构
1、圆柱形凸轮间歇运动机构
如图6-11所示。凸轮1呈圆 柱形，滚子3均匀分布在转盘2的 端面。当凸轮连续转动时，转盘 实现单向间歇转动。可以通过改 变凸轮推程运动角得到所需的转 盘转动与停歇时间的比值。
图6-11
2、蜗杆形凸轮间歇运动机构 如图6-12所示。凸轮形状如同 圆弧面蜗杆一样，滚子均匀分布在 转盘的圆柱面上，犹如蜗轮的齿。 可以通过调整凸轮和转盘的中心距 来消除滚子与凸轮接触面间的间隙 以补偿磨损。
二、槽轮机构的特点和应用
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（图6-8）等自 动机械中得到广泛应用。
图6-8
其缺点是在运动过程中的加速度变化较大，冲击较严重， 不适用于高速。
二、常见的槽轮机构的类型 1、外啮合槽轮机构 2、内啮合槽轮机构
图6-7
图6-9a
图6-9b
每当主动轮连续转过一圈时，图6-9a、b所示机构的 从动轮分别间歇转过1/8圈和1/4圈。二、不Fra bibliotek全齿轮机构的特点
7、滚子楔紧式棘轮机构
原动件1逆时针转动或 从动件3顺时针转动时，在 摩擦力作用下，能使滚子2 楔紧在1、3形成的收敛狭隙 处，则1、3成一体，一起转 动；运动相反时，1、3成脱 离状态。
三、棘轮机构的特点和应用
1、特点
轮齿式棘轮机构结构简单、易于制造、运动可靠，棘 轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过会引起噪音 和冲击，经常在低速、轻载、用作间歇运动的控制中。 摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪音，棘轮的转角 可以作无级调整。但难以避免打滑现象，因此运动的准确 性较差，不适合用于精确传递运动的场合。 2、应用 棘轮机构主要用于作进给、超越和转位等工艺动作的 控制。
§6-4 凸轮间歇运动机构
1、圆柱形凸轮间歇运动机构
如图6-11所示。凸轮1呈圆 柱形，滚子3均匀分布在转盘2的 端面。当凸轮连续转动时，转盘 实现单向间歇转动。可以通过改 变凸轮推程运动角得到所需的转 盘转动与停歇时间的比值。
图6-11
2、蜗杆形凸轮间歇运动机构 如图6-12所示。凸轮形状如同 圆弧面蜗杆一样，滚子均匀分布在 转盘的圆柱面上，犹如蜗轮的齿。 可以通过调整凸轮和转盘的中心距 来消除滚子与凸轮接触面间的间隙 以补偿磨损。
二、槽轮机构的特点和应用
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（图6-8）等自 动机械中得到广泛应用。
图6-8
其缺点是在运动过程中的加速度变化较大，冲击较严重， 不适用于高速。
二、常见的槽轮机构的类型 1、外啮合槽轮机构 2、内啮合槽轮机构
图6-7
图6-9a
图6-9b
每当主动轮连续转过一圈时，图6-9a、b所示机构的 从动轮分别间歇转过1/8圈和1/4圈。二、不Fra bibliotek全齿轮机构的特点
机械原理课件第六章间歇运动机构
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机械原理课件第六章间歇运动机构
6.3.2 不完全齿轮机构
•外啮 合
•内啮 合
•齿轮齿条啮 合
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机械原理课件第六章间歇运动机构
不完全齿轮机构的特点和应用
§ 设计灵活，从动轮的运动角范围大； § 一个周期内实现多次动、停时间不等的间歇运动； § 加工复杂； § 刚性冲击，不适于高速。
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机械原理课件第六章间歇运动机构
双动式棘轮机构 双向式棘轮机构
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机械原理课件第六章间歇运动机构
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机械原理课件第六章间歇运动机构
6.1.3 棘轮机构的主要功能 1.间歇送进机构
在牛头刨床中通过棘轮机构实现工作台横 向间歇送进功能
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机械原理课件第六章间歇运动机构
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机械原理课件第六章间歇运动机构
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/19
机械原理课件第六章间歇运动机构
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机械原理课件第六章间歇运动机构
2.空间槽轮机构
特点：
传递相交轴的运动
6.2.3槽轮机构的特点和应用
特点：
准确控制转角，效率高；
结构简单，制造容易，工作可靠；
动程不可调节。
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机械原理课件第六章间歇运动机构
应用： 在自动机械，轻工机械和仪表中，实现间歇
送进和转位功能
电影放映机的卷片机构
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机械原理课件第六章间歇运动机构
刀架转位机构
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机械设计基础第6章间歇运动机构与组合机构
3 4
于楔块4的自锁作用能阻止
摩擦轮反转。这样，在摆
杆不断作往复运动时，摩
擦轮3便作单向的间歇运动。 图6-6 摩擦棘轮机构
6-6.swf
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(单击打开)
15
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6-7所示
为自行车后轮轴上的棘轮
3
机构。当脚蹬踏板时，经
21
链轮1和链条2带动内圈具 3
13
移动棘轮（即棘条）形式（图6-5），其工作原理 和外啮合棘轮机构类似。
4
3 v3
2 1
图6-5 棘条机构
可整理ppt
14
如图6-6所示为摩擦
式棘轮机构，当摆杆1作逆
1
时针转动时，利用楔块2与
摩擦轮3之间的摩擦产生自 2
锁，从而带动摩擦轮3和摆
杆一起转动；当摆杆作顺 时针转动时，楔块2与摩擦 轮3之间产生滑动。这时由
可整理ppt
11
6.2 棘轮机构
6.2.1 棘轮机构的工作原理及应用
1 2
3
图6-3所示为外啮合棘轮机
构。它由摆杆1、棘爪2、棘棘轮为从动件。
5
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
第6章 间歇运动机构与组合机构
6.1 槽轮机构 6.2 棘轮机构 6.3 不完全齿轮机构 6.4 组合机构
可整理ppt
1
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。间歇运动的机构很多， 本章仅介绍最常见的几种。
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多销的槽轮机构
3 槽轮机构的基本尺寸计算
ω1
γ O1
已知参数: , , 已知参数:z,K,a 计算:圆销回转半径 ,圆销半径r, 计算 圆销回转半径R,圆销半径 , 圆销回转半径 槽顶高A,锁止弧半径 槽顶高 ,锁止弧半径Rγ, 外凸锁止弧张角γ 外凸锁止弧张角γ 详见 表6-1
Rγ
O2
ω2
棘轮机构-----主动件的连续往复摆动 三 棘轮机构---主动件的连续往复摆动 转换为棘轮的单向间歇运动
齿式外棘轮机构
齿式内棘轮机构
1:主动件 驱动棘爪 棘轮 制动爪 弹簧 主动件;2:驱动棘爪 棘轮;4:制动爪 主动件 驱动棘爪;3:棘轮 制动爪;5:弹簧
不完全齿轮机构---主动轮的整周连 四 不完全齿轮机构--主动轮的整周连 续回转转换为从动轮的单向间歇转动
1
2 不完全齿轮机构
�
二,槽轮机构的设计
1 槽轮槽数和拨盘圆销数的选择
ω1
O1
2 01
运动系数τ 运动系数τ 在一个运动 循环中, 循环中,槽轮的运动时间 在一个间歇周期中所占的 比例. 比例. ∴
2 01 + 2 02 = π
O1G⊥ O2G
2 02
201 = π 202 = π (2π z)
2 01 ω 1 K ( z 2 ) t2 τ= = = t1 2π Kω1 2z
O2
ω2
z为槽数,K为均布的圆销数 为槽数, 为均布的圆销数 为槽数
2,设计槽轮时应注意的事项: ,设计槽轮时应注意的事项:
t2 2 01 ω 1 K ( z 2 ) τ= = = t1 2π K ω1 2z
1),运动系数τ应大于零,故槽轮的槽数z应大于或等于 ; ),运动系数τ应大于零, 槽轮的槽数 应大于或等于 应大于或等于3; ),运动系数 2),运动系数τ将随这z的增加 而增加; ),运动系数τ将随这 的增加 而增加; ),运动系数 3),对于K=1的单销外槽轮机构,τ<0.5.若要求τ>0.5,应增加圆 ),对于 的单销外槽轮机构, ),对于 的单销外槽轮机构 .若要求τ , 销数K. 销数 . 4),槽轮必须有停歇时间,所以τ<1.拨盘的圆销数 与槽轮槽数 ),槽轮必须有停歇时间,所以τ .拨盘的圆销数K与槽轮槽数 ),槽轮必须有停歇时间 z的关系应为 的关系应为
第六章 间歇运动机构机构
一,槽轮机构的结构及工作原理
定位盘 拨盘
O1
ω1
定位弧 槽轮
ω2
O2
锁止弧 槽轮每转动一次 张角 和停歇一次构成 一个运动循环. 一个运动循环. 槽轮机构的特点: 槽轮机构的特点:
工作原理: 工作原理:拨盘的 连续运动转换为槽 轮的单向间歇运动. 轮的单向间歇运动.
结构简单, 结构简单,工作可靠 适用于分度,转位等步进机构 适用于分度,
2z K< z2
z = 4,K = 1 ~ 3 z ≥ 6时, K = 1 ~ 2
5),当要求拨盘转一周的时间内,槽轮K次停歇的时间不相等, ),当要求拨盘转一周的时间内,槽轮 次停歇的时间不相等 次停歇的时间不相等, ),当要求拨盘转一周的时间内 则可将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上. 则可将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上.若还要求拨盘 转一周过程中槽轮K次运动时间也互不相等时 次运动时间也互不相等时, 转一周过程中槽轮 次运动时间也互不相等时,则还应使各圆销中 心的回转半径也互不相等. 心的回转半径也互不相等.