常用步进传动机构
传动机构种类
传动机构种类
传动机构是指用于传递动力的机构或装置。根据不同的传动方式和结构特点，传动机构可以分为多种类型，包括：
1. 齿轮传动机构：通过齿轮的啮合，实现转速和转矩的传递，常见的有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。
2. 带传动机构：利用带轮和传动带传递动力，常见的有平带传动、V带传动和链条传动等。
3. 蜗杆传动机构：由蜗轮和蜗杆组成，通过蜗杆的旋转转动蜗轮，实现减速传动。
4. 减速器：通过内部的齿轮传动或其他传动方式，将输入轴的高速旋转转换为输出轴的低速旋转，实现转速减小的作用。
5. 摆线传动机构：通过摆线齿轮的啮合，实现转动平稳、传动效率高的特点，常用于高速精密传动场合。
6. 弹性传动机构：利用弹性元件（如弹簧、皮带等）将动力传递给被传动件，具有减震、缓冲和调整传动比等功能。
7. 液力传动机构：利用流体介质的动态压力和速度差来传递动力，常见的有液力变矩器和液力偶合器等。
8. 链传动机构：通过链条的传动，实现高速旋转输入轴到低速旋转输出轴之间的转换。
9. 锁死传动机构：通过锁紧机构或离合器等实现动力传递或中断。
以上是常见的传动机构类型，不同种类的传动机构适用于不同的应用场合和需求。
能让物体上下、左右、水平移动的机械传动机构
能让物体上下、左右、水平移动的机械传动
机构
机械传动机构是指通过齿轮、皮带、滑轮、链条等来实现物体上下、左右、水平移动的一种装置。机械传动机构可以广泛应用于工业生产线、交通运输、家用电器等领域，为各种设备的正常运行提供了重要支持。下面将介绍几种常见的机械传动机构。
1.齿轮传动机构：齿轮传动是最基本和常见的传动方式之一。通过齿轮的配合，可以实现物体的上下、左右、水平移动。齿轮传动机构具有传递力矩大、传动效率高等优点，广泛应用于机械设备中。
2.皮带传动机构：皮带传动机构通过皮带的张紧和摩擦力来实现物体的上下、左右、水平移动。皮带传动机构具有结构简单、传动平稳的优点，常用于电梯、传送带等设备中。
3.滑轮传动机构：滑轮传动机构通过滑轮的转动来改变物体的方向和速度。滑轮传动机构可以实现物体的上下运动，常用于起重机、输送机等设备中。
4.链条传动机构：链条传动机构通过链条的互相链接来实现物体的上下、左右、水平移动。链条传动机构具有传动力矩大、传动效率高等优点，广泛应用于摩托车、自行车等交通工具中。
5.蜗轮传动机构：蜗轮传动机构通过蜗轮和蜗杆的配合来实现物体的上下、左右、水平移动。蜗轮传动机构具有传动比大、传动平稳的特点，常用于各种机械设备中。
6.曲柄连杆传动机构：曲柄连杆传动机构通过曲柄和连杆的结合来实现物体的上下、左右、水平移动。曲柄连杆传动机构广泛应用于发动机、压力机等设备中。
以上介绍的机械传动机构只是其中一部分，还有很多其他种类的机械传动机构，如凸轮传动、水平滚筒传动等。不同的机械传动机构适用于不同的场景和需求，具有各自的特点和优势。在工程设计和制造中，需要根据具体的要求选择合适的机械传动机构，以确保设备的正常运行和高效工作。
《机械基础试》题库及答案
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⼀、填空题：
1、运动副是两构件直接接触组成的可动连接。按两构件的接触形式的不同
运动副可分低副和⾼副。
2、带传动的张紧装置通常采⽤调整中⼼距和使⽤张紧轮两种⽅法。
3、按照螺纹⽛型不同，常⽤的螺纹分为三⾓形螺纹，梯形螺纹，矩形
螺纹和锯齿形螺纹。
4、对齿轮传动的基本要求是传动要平稳、承载能⼒要强。
5、齿轮轮齿的常见失效形式有齿⾯磨损、齿⾯胶合、轮齿折断、齿
⾯点蚀和齿⾯塑性变形。
6、定轴轮系的传动⽐是指轮系中⾸轮转速和末轮转速之⽐。
7、平⾯四杆机构有曲柄摇杆机构，双曲柄、双摇杆三种基本类型。
8、单缸内燃机属于曲柄滑块机构，它以滑块主动件。
9、凸轮机构主要由凸轮、从动件、和机架三个基本构件组成。
10、变速机构是指在输⼊轴的转速不变的条件下，使输出轴获得不同转速
的传动装置。
11、按⼯作摩擦的性质不同，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两⼤类。
12、常⽤的键连接有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接和
等类型。
13、机械联轴器分为刚性联轴器、挠性联轴器、和安全联轴器。
14、液压传动系统由动⼒元件、执⾏元件、控制元件、辅助部分四⼤
部分组成。
15、压⼒和流量是液压传动中两个极为重要的参数。压⼒的⼤⼩决定于外负
载，⽽流量的⼤⼩决定了执⾏元件的运动速度。
16、液压泵正常⼯作的必备条件是：应具备能交替变化的密封容积，应有
配流装置，吸油过程中，油箱必须和⼤⽓相通。
17、液压缸是将压⼒能转换为机械能的能量转换装置，⼀般⽤来实现往
复直线运动。
18在液压系统中，控制系统压⼒的阀称为压⼒控制阀。常⽤的压⼒控制阀有溢流阀、减压阀、顺序阀。
步进电动机的结构组成步进电机组成定子转子
【项目功能】
1、通过该项目掌握步进电机的工作原理 2、通过该项目熟练掌握步进电机的结构。
【知识点和技能点】
1、步进电机的工作原理 2、步进电机的结构。 ３、步进电机的控制方式。
【项目知识准备】 一、步进电动机的结构组成：
步 定子 ——由硅钢片叠
进
成,有一定数量的
步距角——绕组每通电一次（即运行一拍），转 子就走一步，即转过一定的角度。
磁阻式步进电机的步距角用公式表示： QS=360°/NZr （N=MCC ）
四、控制方式
1、目的
当定子绕组按一定顺序轮流通电时，转子就沿 一定方向一步步转动。因此步进电动机绕组是按 一定通电方式工作的，为实现该种轮流通电，要 将控制脉冲按规定的通电方式分配到电动机的每 相绕组。
当A相定子齿和转子齿对齐，
若和A相磁极中心对齐的转
子齿为1号齿，因B相磁极
与A相磁极差120°，且
120°/9°=13（1/3），故
转子齿不能与B相定子齿对
齐，只有13号小齿靠近B相
磁极的中心线，与中心线
相差3°
步进电动机结构原理图
电机转动的工作原理
总结：错齿是步进电动机旋转的根本原因
３、步距角
先输出一高电平（电机步进），接着利用软件 延时一段时间（到位），而后输出一低电平（停止 步进），再延时。延时长短由步进电动机的工作频 率决定。
步进电机结构及工作原理
42
C 3B
A'
A相通电
A 相通电，A 方向的磁通经 转子形成闭合回路。若转子和 磁场轴线方向原有一定角度， 则在磁场的作用下，转子被磁 化，吸引转子，使转子的位置 力图使通电相磁路的磁阻最小， 使转、定子的齿对齐停止转动。
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。
A
B'
C'
C
B
3）能最大限度地抑制步进电动机的振荡； 4）工作可靠，抗干扰能力强； 5）成本低、效率高、安装和维护方便。
2、驱动控制器的组成
电 源 指 令
脉 冲 发 生 器 脉 冲 分 配 器 功 率 放 大 器
步 进 电 动 机
步进电动机的驱动电源主要由脉冲发生器、脉冲 分配器和脉冲放大器（也称功率放大器）三部分 组成。
N:一个周期的运行拍数 Zr：转子齿数
如：Zr=40 ,
wk.baidu.comN=3 时
S
360 3 403
1 单拍制
拍数：N=km
m:相数 k= 2 双拍制
3) 转速
每输入一个脉冲，电机转过
S
360 ZrN
即转过整个圆周的1/(ZrN）, 也就是1/(ZrN）转
因此每分钟转过的圆周数，即转速为
n6f06f036 0 s f
步进机构工作原理
步进机构工作原理
步进机构是一种常见的精密位置控制装置，它通过改变电脉冲的频率和脉冲的数目来控制电机，从而实现准确的位置和速度控制。步进机构通常由步进电机、驱动器、编码器和控制器组成。在工业自动化、机器人、数控设备等领域都有广泛的应用。
步进机构的工作原理主要基于步进电机的工作原理，步进电机是一种将电脉冲信号转换为机械位移的装置。步进电机通常由定子和转子两部分组成，定子上安装有若干个定子绕组，转子上装有若干个磁极。当电流通过定子绕组时，定子和转子之间会产生磁力，从而导致转子旋转一定的角度，这就是步进电机的工作原理。步进电机通常通过控制电流脉冲的频率和顺序来控制旋转方向和步进角度。
步进电机的旋转角度与脉冲信号的频率成正比，且不受载荷大小和运行速度的影响，因此步进机构能够实现极高的定位精度和重复性。而且步进电机有单一步进角和角位置信息，便于控制系统对其进行实时监控和控制。
步进机构通过驱动器来控制步进电机，驱动器通常由功率放大电路和控制逻辑电路组成。功率放大电路用于放大控制信号，并驱动步进电机产生足够的力矩和速度，控制逻辑电路用于处理控制信号，包括脉冲计数、方向控制、速度控制等功能。通过合理设计驱动器，可以实现步进电机精确的位置控制和运动控制。
编码器是步进机构的重要部分，用于检测步进电机的位置信息。编码器通常安装在步进电机的轴端，通过检测转子的位置来反馈给控制器，从而实现闭环控制。有了编码器的反馈，控制系统可以实时监测步进电机的位置，校正误差，并且提高系统的稳定性和精度。
控制器是步进机构的大脑，它用于生成脉冲信号、控制驱动器、处理编码器反馈等功能。控制器可以是PLC、单片机、DSP等不同的设备，根据不同的应用场景，选择合适的控制器对步进机构进行控制。
(新)常用步进传动机构设计_
按轮齿分布：
棘轮 类型
外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。
按转角是否可调: 固定转角、可调转角
调杆长摆角、加滑 动罩 演示模型
按工作原理分 :
轮齿棘轮、 摩擦棘轮
设计：潘存云 设计：潘存云
双动棘轮机构
第四章
常用步进传动机构设计
§4－1 棘轮机构 §4－2 槽轮机构 §4－3 不完全齿机构 §4－4 凸轮式间隙运动机构
§4－1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及其工作原理
组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。
工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的场合。
四、槽轮机构的几何尺寸计算
参数 槽数z 圆销数n 中心距L 回转半径R 圆销半径r 槽顶半径s 槽深h 拨盘轴径d1 槽轮轴径d2 槽顶侧壁厚b 锁止弧半径r0 计算公式或依据 由工作要求确定 R 由安装空间确定 R=Lsinφ=Lsin(π /z)
由受力大小确定 r≈R/6
d1 1 r0 L s d2
设计：潘存云
∵
F= Pn f 代入得： tgα> f =tgφ ∴ α >φ
步进电机工作原理
步进电机工作原理
步进电机是一种常用的电机类型，它能够将电能转换成机械运动，广泛应用于电子设备、机器人、自动控制和数码设备等领域，是现代化生产制造和智能化系统的重要组成部分。那么，步进电机工作原理是什么呢？下面，我们来详细了解一下。
一、步进电机的基本概念
步进电机，也称作脉冲电机、节拍电机、定位电机等，是一种由电脉冲控制旋转角度或移动距离的电机。它通过控制电脉冲的频率和顺序，来控制电机旋转的角度和步进的距离。步进电机是一种数字控制电机，需要使用数字逻辑控制芯片或单片机进行控制。
步进电机通常由转子、定子、传动机构、驱动电路和控制系统组成，其中转子和定子是步进电机的核心部件。转子是由多个磁极组成的，定子则是由绕组和磁铁芯组成的。步进电机的运动是由定子和转子的磁性作用所引起的。
二、步进电机的工作原理
1、磁极的排列和控制
步进电机的转轴上有若干个定量的磁极，一般称之为步数。在某些情况下，如可编程型步进电机，步数可任意调节。电机
的旋转原理是通过不断翻转电磁铁的极性，使转子在几个磁极之间按顺序分别吸引和排斥，从而产生转动的力矩。
2、磁性的转换和电流的控制
步进电机的磁性转换是通过定子和转子之间磁场的吸引和排斥作用所实现的。当通过一个完整的正弦周期电流后，磁极之间相对的位置不会变化，但后面的周期中，所谓的下一步，就是指磁极的相对位置发生了变化。
在步进电机运动过程中，控制电路会通过绕组施加不同的电流，来操纵转子的运动。电流的变化可以导致磁场的极性变化，转子随之按照预定的步数顺序旋转。电机转动的精度和稳定性都与电流的控制有关。
常用步进传动机构设计
常用步进传动机构设计
步进传动是一种将输入运动分为若干等分的传动机构，它通过控制输入脉冲的数量与频率来控制输出角度的改变。步进传动机构广泛应用于医疗设备、自动化设备、电子设备等领域。在设计步进传动机构时，需要考虑传动精度、扭矩输出、紧凑性、可靠性等因素。下面将介绍几种常用的步进传动机构设计。
1.螺线传动机构
螺线传动机构是一种常用的步进传动机构，它将旋转运动转变为线性运动。螺线传动机构主要由螺杆和螺母组成，控制螺杆的旋转角度可以实现螺母的线性移动。该传动机构具有传动精度高、结构简单的特点，适用于对传动精度要求较高的场合。
2.平面四杆机构
平面四杆机构是一种常用的步进传动机构，它由四根连杆组成，通过调整连杆的角度可以实现两个输出轴的相对运动。平面四杆机构具有传动精度高、结构紧凑的优点，适用于对紧凑性要求较高的场合。
3.齿轮传动机构
齿轮传动机构是一种常用的步进传动机构，它通过齿轮的啮合来实现传动效果。齿轮传动机构具有扭矩输出大、传动效率高的优点，适用于对扭矩输出要求较高的场合。在设计齿轮传动机构时，需要根据传动比例和啮合角计算出所需的齿轮型号和齿数。
4.齿条传动机构
齿条传动机构是一种常用的步进传动机构，它将旋转运动转变为线性运动。齿条传动机构由齿条和齿轮组成，控制齿轮的旋转角度可以实现齿条的线性移动。齿条传动机构具有传动精度高、结构简单的特点，适用于对传动精度要求较高的场合。
5.连杆传动机构
连杆传动机构是一种常用的步进传动机构，它由多根连杆组成，通过调整连杆的角度可以实现两个输出轴的相对运动。连杆传动机构具有结构简单、传动效率高的特点，适用于对紧凑性要求较高的场合。
简述常用的传动机构
简述常用的传动机构
传动机构是指将动力通过机械连接传递到需要运动的部件中的机构,是机械系统中的重要组成部分。常见的传动机构包括齿轮传动、链传动、带传动、轴传动等。
1. 齿轮传动
齿轮传动是一种常用的传动机构,将动力通过齿轮的咬合传递到需要运动的部件。齿轮传动的优点是传递功率大、平稳、精度高,缺点是制造成本高、维护麻烦。
2. 链传动
链传动是一种将动力通过链状部件传递的传动机构,适用于需要一定速度范围内的运动,具有传递功率大、结构简单、维护方便等优点。
3. 带传动
带传动是将动力通过带状部件传递的传动机构,适用于高速、高精度、低噪音、易于维护等特点,是许多工业设备中常用的传动方式之一。
4. 轴传动
轴传动是将动力通过轴传递的传动机构,适用于需要一定速度范围内的运动,但传递功率不如其他传动方式大。轴传动的优点是制造成本低、结构简单、维护方便,缺点是精度较低。
除了上述常见的传动机构,还有一些其他类型的传动机构,例如弹性传动、气动传动等。不同的传动机构适用于不同的场合,选择合适的传动机构对于机械系统的正常运行至关重要。
常用传动机构介绍
• 摆动导杆机构
摇块机构 也称摆动滑块机构，液压传动机器中应用
该机构较多。如自卸卡车的翻斗机构
应用在手动卿筒机构中如图。
定块机构
设计机械时，当从动件的位移、速度和加速 度必须按照预定的规律变化，尤其当原动件作连 续转动而从动件作间歇运动时，用连杆机构难以 实现，通常采用凸轮机构。
组成 由凸轮1、从动件2和机架3三构件组成
双摇杆机构
双摇杆机构能将主动摇杆的摆
动转换成从动摇杆的摆动。应用
对于有曲柄存在的平面连杆机 构，当曲柄为主动件做匀速转动时， 从动件做往复运动（摆动或移动）。 往复运动的从动件由于来回的行程 （摆角或位移）一样，当往复的时 间不等时，就使往复运动的平均速 度不同。这种从动件的运动性质， 就构成了平面连杆机构的急回运动 特性，其急回运动的程度通常用行 程速比系数 来衡量。在工程实际中， 为了提高生产率，保证产品质量， 常常使从动件的慢速运动行程为工 作行程，而从动件的快速运动行程 为空回行程。因此，正确分析平面 连杆机构的急回特性，在机构分析 和设计中具有很重要意义。
特点
1、结构特点：三个构件、盘（柱）状曲线轮廓、从动件呈杆状。 2、作用：将凸轮的连续回转转变为从动件直线移动或摆动。 3、优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。 4、缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。 5、应用：内燃机 、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。
步进式电机的主要结构
步进式电机的主要结构
1.转子：转子是步进式电机的旋转部件，通常由多个磁性材料组成，
如磁钢或磁性铁芯。转子上的磁南极和磁北极按照规律排列，形成固定的
磁极数目和磁极间隔。转子的形状有两种类型：单相结构和多相结构。单
相结构的转子只有一个轴，通常用于双相或四相的绕组，而多相结构的转
子则有多个轴，可配合不同相数的绕组进行驱动。
2.定子：定子是步进式电机的静态部件，通常由铁芯和绕组组成。铁
芯是由导磁性材料制成的，用于集中磁场。在铁芯上绕制绕组，绕组是由
绝缘铜线或铝线组成的，根据不同的相数和绕组方式进行配置。定子的形
状通常为圆形或线性结构，具体形状取决于应用需求。
3.绕组：绕组是步进式电机的重要组成部分，直接参与电磁驱动力的
生成。绕组分为单相和多相两种类型。单相绕组是将电源信号应用于一个
相位的绕组，通常用于双相或四相的步进电机；多相绕组是将电源信号应
用于多个相位的绕组，可实现更高的控制精度。绕组通常由绝缘铜线或铝
线绕制而成，根据不同的绕制方式，可以形成全绕式、半绕式、混合式等
不同类型的步进电机。
4.传感器：传感器是步进式电机的反馈装置，用于监测电机转动的位
置和速度。常见的传感器包括光电开关、霍尔元件、编码器等。当电机旋
转时，传感器可以产生相应的信号，由控制系统进行处理。通过这种方式，可以实时地控制电机的运动，从而实现精确的位置控制和速度控制。
综上所述，步进式电机的主要结构包括转子、定子、绕组和传感器等
组成。这些部件相互协调工作，通过电磁效应实现电能到机械能的转换，
从而实现电机的精确控制和运动驱动。步进式电机具有结构简单、可靠性
步进电机的结构
步进电机的结构
步进电机是一种电动机，它的结构由定子、转子、导线、磁极和轴承等部件组成。
定子是步进电机的不动部分，通常由铁芯和线圈组成。铁芯主要起到传导磁力线的作用，线圈则是通过在其中通以电流来产生磁场。
转子是步进电机的旋转部分，通常由磁性材料制成。转子的磁性材料有两种：一种是永磁体，另一种是软磁体。永磁体的磁场是永久的，而软磁体则需要通过外部的磁场来激励。
导线是连接定子线圈和外部电源的部件，它们的数量和连接方式决定了电机的匹配方式和工作方式。
磁极是步进电机的关键部件之一，它们是定子和转子之间的接口，通过它们，定子的电流可以产生旋转力矩，从而将转子旋转。
轴承是支撑转子的部件，主要起到支撑和减少磨损的作用。
总的来说，步进电机的结构复杂，但是其优点在于精度高、稳定性好，广泛应用于各种自动化设备中。
- 1 -
常用步进传动机构
棘轮机构 7
图5-3
当棘爪处在图示B的 位置时，棘轮可得到 逆时针方向的单向间 歇运动；而当棘爪绕 其销轴A翻转到虚线 位置 B' 时，棘轮可
以得到顺时针方向的 单向间歇运动。
图5-3
如图所示为一种棘 爪可以绕自身轴线转动 的棘轮机构。当棘爪按 图5-4 图示位置安放时，棘轮 可以得到逆时针方向的 单向间歇运动；而当棘 爪提起，并绕本身轴线
图 5－6
棘轮上加一个
遮板，用以遮盖摇
杆摆角范围内棘轮
上的一部分齿。这
样，当摇杆逆时针
方向摆动时，棘爪
先在遮板上滑动，
然后才插入棘轮的
齿槽推动棘轮转动。
被遮住的齿越多，
棘轮每次转动的角
度就越小。
图 5－6
图 5－7
如图5－7所示为摩擦式棘轮 机构。这种棘轮机构是通过棘轮2 与棘爪3之间的摩擦而使棘爪实现 间歇传动的。
如图所示为 一外槽轮机 构。
槽轮机构 1
它由带有圆 销的主动拨盘1、 具有径向槽从动 槽轮2和机架所组 成。
5-10
当拨盘1以等角速度连 续转动，拨盘上的圆销A 没进入槽轮的径向槽时， 槽轮上的内凹锁止弧被 拨盘上的外凸弧mm卡住， 槽轮静止不动。当拨盘 上的圆销刚开始进入槽 轮径向槽时，锁止弧nn 也刚好被松开槽轮在圆 销A的推动下开始转动。
《机械设计基础》4版 教学资源 教材习题解答 常用步进传动机构设计
习题与参考答案
一、复习思考题
1．什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？
2．棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构，它们各有什么特点？
3．槽轮机构的运动系数τ=0.4表示什么意义？为什么运动系数必须大于零而小于1？
五个槽的单销槽轮机构其运动系数τ等于多少？
4．棘轮机构的运动设计主要包括哪些内容？
5．槽轮机构设计时要避免什么问题？
6．棘轮机构和槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇运动，但在具体的使用选择上又有什么不同？
7．止回棘爪的作用是什么？
8．调节棘轮转角大小都有哪些方法？
9．用什么方法能改变棘轮的转向？
10．槽轮的静止可靠性和防止反转是怎样保证的？
11．单向运动棘轮机构和双向式棘轮机构，有什么不同之处？
12．棘轮机构有哪些作用？
二、填空题
1．所谓间歇运动机构，就是在主动件作运动时，从动件能够产生周期性的、运动的机构。
2．棘轮机构主要由、和等构件组成。
3．棘轮机构的主动件是，从动件是，机架起固定和支撑作用。
4．棘轮机构的主动件作运动，从动件作性的时停、时动的间歇运动。
5．双向作用的棘轮，它的齿槽是的，一般单向运动的棘轮齿槽是的。
6．为保证棘轮在工作中的可靠和防止棘轮的，棘轮机构应当装有止回棘爪。
7．槽轮机构主要由、、和机架等构件组成。
8．槽轮机构的主动件是，它以等速作运动，具有槽的槽轮是从动件，由它来完成间歇运动。
9．槽轮的静止可靠性和不能反转，是通过槽轮与曲柄的实现的。
10．不论是外啮合还是内啮合的槽轮机构，总是从动件，总是主动件。
11．间歇齿轮机构是由演变来的。
12．间歇齿轮机构从动件的静止可靠性，是通过而实现的。
步进机构工作原理
步进机构工作原理
步进机构是一种常用于精密定位的机械传动装置，其工作原理是通过电磁力或永磁力驱动，将输出轴以固定的步距依次移动。
步进机构通常由电机、减速器和导程机构组成。电机可以是直流电机或步进电机，其中步进电机更常用于步进机构。减速器可以减小电机的转速，并增加输出轴的输出扭矩。导程机构是用来将电机的旋转运动转换为线性的移动，常见的导程机构有螺杆导程机构和磁力导程机构。
步进机构的工作原理可以简单地分为两个步骤：信号输入和执行动作。
在信号输入阶段，控制器通过电流驱动电机，产生相应的电磁力或永磁力。这些力作用于电机的转子，使其在电机轴向上产生移动。
在执行动作阶段，电机的移动力通过减速器和导程机构传递到输出轴上，使其以固定的步距移动。步进机构的步距通常是固定的，且精度较高，可以达到微米级别。
步进机构通常配备一个位置传感器，用于检测输出轴的位置。控制器可以根据位置传感器的反馈信号，实时调整电机的驱动力，以控制输出轴的位置和运动速度。
步进机构具有定位精度高、可重复性好、结构简单等优点，因此广泛应用于数控设备、打印机、纺织机械等领域。
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棘轮机构 4
摩擦式棘 轮机构可无级 变更棘轮转角， 且噪声小，但 与棘轮之间容 易产生滑动。 为增大摩擦力， 可将棘轮做成 槽轮形。
棘轮机构 5
在棘轮机构中，棘轮多为 从动件，由棘爪推动其运动。 而棘爪的运动则可用连杆机构、 凸轮机构或电磁装置等来实现。
棘轮机构 7
图5-3
当棘爪处在图示B的 位置时，棘轮可得到 逆时针方向的单向间 歇运动；而当棘爪绕 其销轴A翻转到虚线 位置 B ' 时，棘轮可
以得到顺时针方向的 单向间歇运动。
图5-3
如图所示为一种棘 爪可以绕自身轴线转动 的棘轮机构。当棘爪按 图5-4 图示位置安放时，棘轮 可以得到逆时针方向的 单向间歇运动；而当棘 爪提起，并绕本身轴线
1）主动件往复摆动，从动件间歇运动，如 棘轮机构。
2）主动件连续运动，从动件间歇运动，如 槽轮机构、不完全齿轮机构等。
步进机构种类很多，我们这里主要学习常用 的：棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构。
§5.1 棘轮机构
1、棘轮的工作原理和类型 我们都会骑自行车，当我们脚等踏板转
动时，带动链轮，通过链条又带动后轮上的 链轮，实现自行车的前进。但后轮的链轮是 只有外面的链轮带动里面的转轴，当我们不 再蹬动脚踏板时，自行车后轮可以继续转动。 留心的同学可能知道这个零件的名称，实际 上这就是一个棘轮机构。
但是这个机构究竟是怎么工作的呢？
典型的棘轮机构 如图5-1所示。该机 构为轮齿式外啮合棘 轮机构，由棘轮 3、 棘爪 2、摇杆 1和止动 爪4、弹簧 5和机架所 组成。棘轮 3固装在 传动轴上，棘轮的齿 可以制作在棘轮的外 缘、内缘或端面上， 而实际应用中以作在 外缘上居多。摇杆 1 空套在传动轴上。
图 5－6
棘轮上加一个
遮板，用以遮盖摇
杆摆角范围内棘轮
上的一部分齿。这
样，当摇杆逆时针
方向摆动时，棘爪
先在遮板上滑动，
然后才插入棘轮的
齿槽推动棘轮转动。
被遮住的齿越多，
棘轮每次转动的角
度就越小。
图 5－6
图 5－7
如图5－7所示为摩擦式棘轮 机构。这种棘轮机构是通过棘轮 2 与棘爪 3之间的摩擦而使棘爪实现 间歇传动的。
图5-1
当摇杆沿
逆时针方向摆
动时，棘爪 2嵌
入机轮3上的齿
间，推动机轮
转动。当摇杆
沿顺时针方向
转动时，止动
图5-1
爪4阻止棘轮顺时针转动，同时棘
爪2在棘轮齿背上滑过，此时棘轮
静止。这样，当摇杆往复摆动时，
棘轮便可以得到单向的间歇运动。
棘轮机构 1
如图5－2所
ห้องสมุดไป่ตู้
示为一内接式棘
轮机构。
图5-2
如果工作需要，要 求棘轮能作不同转向的间 歇运动，则可把棘轮的齿 作成矩形，而将棘爪作成 图5－3所示的可翻转的 棘爪。
第五章 常用步进机构设计
1．教学目标 了解常用典型步进机构的工作原理、
运动特点及其应用等情况。 2．教学重点和难点
常见步进机构的工作原理
当主动件作连续运动时，从动件作周期性 的运动和停顿，这类机构称为间歇机构，也称 为步进机构。它在各种自动化机械中得到广泛 的应用，用来满足送进、制动、转位、分度、 超越等工作要求。常用的步进机构可以分为两 类：
旋转 180?后再放下时，
就可以使棘轮获得顺时 针方向的单向间隙运动。
棘轮机构 8
如果我们希望 使摇杆来回摆动时， 使棘轮都能够棘轮 向同一方向转动， 则可以采用所谓 双 动式棘轮机构 ，如 图5－5所示。此种 机构的棘爪可以制 成直的或钩头的。
图 5－5
上述的轮齿式棘 轮机构，棘轮是靠摇 杆上的棘爪推动其棘 齿而运动的，所以棘 轮每次转动角都是棘 轮齿距角的倍数。在 摇杆一定的情况下， 棘轮每次的转动角是 不能改变的。若工作 时需要改变棘轮转动 角，除采用改变摇杆 的转动角外，还可以 采用如图 5－ 6所示的 结构