机械原理-其他常用机构棘轮机构
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机械基础 第九章 其他常用机构
二、槽轮机构
1.槽轮机构的组成及工作原理 图9-16所示为一外啮合槽轮机构。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。
第九章 其他常用机构
图9-16 槽轮机构
第三节 间歇运动机构
2.槽轮机构的特点及类型
类型 单圆销外 槽轮机构
双圆销外 槽轮机构
内啮合 槽轮机构
表 9-1 常用槽轮机构的类型及特点
第九章 其他常用机构
其他常用 机构
第九章 其他常用机构
图9-1 知识结构框图 变速机构 换向机构
间歇机构
有级变速机构 无级变速机构 三星轮换向机构 离合器锥齿轮换向机构
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构
第九章 其他常用机构
第一节 变速机构
一、有级变速机构
定义： 在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。 特点是:可以实现在一定转速范围内的分级变速，具有变速 可靠、传动比准确、结构紧凑等优点，但高速回转时不够 平稳，变速时有噪声。
齿式棘轮机构结构简单、运动可靠、棘轮的转角容 易实现有级的调节。常用于低速轻载等场合。 摩擦式棘轮传递运动较平稳、无噪声，棘轮角可以 实现无级调节，但运动准确性差，不易用于运动精 度高的场合。 棘轮机构常用在各种机床、自动机、自行车、螺旋 千斤顶等各种机械中。
第九章 其他常用机构
第三节 间歇运动机构
第九章 其他常用机构
第三节 间歇运动机构
3)双动式棘轮机构 如图9-14所示，a图为模型，b、c 分别为直棘爪和钩头棘爪。
第九章 其他常用机构
图9-14 双动式棘轮机构
第三节 间歇运动机构
（2）摩擦式棘轮机构
a)
b)
图9-15 摩擦式棘轮机构
1.槽轮机构的组成及工作原理 图9-16所示为一外啮合槽轮机构。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。
第九章 其他常用机构
图9-16 槽轮机构
第三节 间歇运动机构
2.槽轮机构的特点及类型
类型 单圆销外 槽轮机构
双圆销外 槽轮机构
内啮合 槽轮机构
表 9-1 常用槽轮机构的类型及特点
第九章 其他常用机构
其他常用 机构
第九章 其他常用机构
图9-1 知识结构框图 变速机构 换向机构
间歇机构
有级变速机构 无级变速机构 三星轮换向机构 离合器锥齿轮换向机构
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构
第九章 其他常用机构
第一节 变速机构
一、有级变速机构
定义： 在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。 特点是:可以实现在一定转速范围内的分级变速，具有变速 可靠、传动比准确、结构紧凑等优点，但高速回转时不够 平稳，变速时有噪声。
齿式棘轮机构结构简单、运动可靠、棘轮的转角容 易实现有级的调节。常用于低速轻载等场合。 摩擦式棘轮传递运动较平稳、无噪声，棘轮角可以 实现无级调节，但运动准确性差，不易用于运动精 度高的场合。 棘轮机构常用在各种机床、自动机、自行车、螺旋 千斤顶等各种机械中。
第九章 其他常用机构
第三节 间歇运动机构
第九章 其他常用机构
第三节 间歇运动机构
3)双动式棘轮机构 如图9-14所示，a图为模型，b、c 分别为直棘爪和钩头棘爪。
第九章 其他常用机构
图9-14 双动式棘轮机构
第三节 间歇运动机构
（2）摩擦式棘轮机构
a)
b)
图9-15 摩擦式棘轮机构
机械原理 其他常见机构
A未进入槽轮径向槽时，槽轮在锁，静止不动；当主动拨盘 的圆销A进入槽轮径向槽时，槽轮受圆销A驱动而转动。从而 使槽轮做间歇运动。
特点:槽轮机构结构简单，制造容易，工作可靠，分度准确， 机械效率高，可以正反向运动。但在启动和停止时加速度变 化大，存在冲击，且动程不可调节，槽数不宜过多，故常用 于转角较大，转速不高的自动机械、轻工机械及仪器仪表中。
次动、停时间不等的间歇运动； 缺点： 进入和退出啮合时存在冲击，故不适于高速。
2. 不完全齿轮机构的类型及应用
单齿外啮合传动
部分齿外啮合传动
单齿内啮合轮传动
齿轮与齿条传动
圆锥不完全齿轮传动
应用 多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇
转位、计数机构及某些间歇进给机构中。
§12-6 星轮机构
第12章 其他常用机构
间歇机构特点
将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。
间歇运动机构
由于生产工艺的要求，常需要某些构件实现周期性的转位、分 度、进给等时动时停的间歇运动，能够将原动件的连续运动转 换成输出构件周期性间歇运动的机构通称为间歇运动机构。
几种常见的间歇运动机构
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构
§12-9 万向铰链机构
作用
用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中， 两轴之间的夹角可以改变。
单万向联轴节
双万向联轴节
§12-4 凸轮式间歇机构
1.凸轮式间歇机构的组成和特点 （1）结构简单，运转可靠，无需专门定位装置； （2）通过选择合适的运动规律，减小动载荷，适于 高速运转； （3）精度要求高，加工复杂，安装调整困难。
2. 凸轮式间歇机构的类型及应用 类型： 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构
特点:槽轮机构结构简单，制造容易，工作可靠，分度准确， 机械效率高，可以正反向运动。但在启动和停止时加速度变 化大，存在冲击，且动程不可调节，槽数不宜过多，故常用 于转角较大，转速不高的自动机械、轻工机械及仪器仪表中。
次动、停时间不等的间歇运动； 缺点： 进入和退出啮合时存在冲击，故不适于高速。
2. 不完全齿轮机构的类型及应用
单齿外啮合传动
部分齿外啮合传动
单齿内啮合轮传动
齿轮与齿条传动
圆锥不完全齿轮传动
应用 多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇
转位、计数机构及某些间歇进给机构中。
§12-6 星轮机构
第12章 其他常用机构
间歇机构特点
将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。
间歇运动机构
由于生产工艺的要求，常需要某些构件实现周期性的转位、分 度、进给等时动时停的间歇运动，能够将原动件的连续运动转 换成输出构件周期性间歇运动的机构通称为间歇运动机构。
几种常见的间歇运动机构
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构
§12-9 万向铰链机构
作用
用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中， 两轴之间的夹角可以改变。
单万向联轴节
双万向联轴节
§12-4 凸轮式间歇机构
1.凸轮式间歇机构的组成和特点 （1）结构简单，运转可靠，无需专门定位装置； （2）通过选择合适的运动规律，减小动载荷，适于 高速运转； （3）精度要求高，加工复杂，安装调整困难。
2. 凸轮式间歇机构的类型及应用 类型： 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构
机械原理第七章 其它常用机构及组合机构
二、其它常见机构类型
万向联轴节 非圆齿轮机构 螺旋机构 摩擦传动机构 挠性传动机构
三、广义机构
随着科学技术的发展，在工程当中除了各类机械机构外， 利用液、气、电、磁、声、光、温度等的致动原理而发展起来 了液压、气动、电磁、光电、微位移等各种机构。由于利用了 一些新的工作介质或工作原理，广义机构比传统机构更简便地 实现运动或动力转换，因而获得了日益广泛的应用。这些机构 统称为广义机构。 液压机构 气动机构
（五）星轮机构
星轮机构是由针轮与摆线齿轮组成 的不完全齿轮机构。 主动轮1为不完全针轮，针轮设有 若干个柱销；从动轮2为若干摆线齿和 锁止弧间隔分布的摆线齿轮，称为星轮， 针轮1连续转动1周，星轮实现一个运动 周期的间歇运动。星轮机构的动停比可 方便地由增减主动针轮的柱销数来改变。 星轮机构具有槽轮机构的起动性能，又 兼有齿轮机构等速转位的优点，但星轮 的加工制造较困难。星轮机构多用于转 速不高和载荷较轻的场合。
由若干同类或不同类型的机构组合而成为组合机构，可以 充分发挥各类机构的优点并克服其局限，以实现更为复杂和精 确的运动规律。
电磁传动机构
光电机构 微型机构
第二节 组合机构
随着科学技术的进步和工业生产的发展，对生产过程的机械 化和自动化程度的要求愈来愈高，单一的基本机构越来越难以满 足自动机、自动生产线的复杂多样的运动要求，这时可将多个基 本机构按一定的方式组合起来，形成组合机构。
一、机构的组合方式
二、常见组合机构类型
电影放映机送片机构
六角车床刀架转位机构
磨床分度装置
自动传送链装置
（三）不完全齿轮机构
（1）不完全齿轮机构的组成及工作原理 不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演变而来 主动轮1轮齿并没有布满整个圆周， 而只有1个或几个轮齿，其余部分为外凸 锁止弧。其从动轮2可以是普通齿轮，也 可由数个轮齿和内凹锁止弧相间布置。 主动轮1连续转动，当轮齿相啮合时，带 动从动轮2转动；当轮齿退出啮合时，锁 止弧锁止定位，从而实现从动轮的间歇 运动。
棘轮机构的工作原理简述
棘轮机构的工作原理简述
棘轮机构是一种通过多个齿轮间接传递动力的机械装置。
它由多个相互嵌入的棘轮和一个齿轮组成。
其中，棘轮是一种具有齿状凸起的圆盘，齿轮则是一个具有刻有齿的圆盘。
棘轮机构的工作原理如下：
1. 刻有齿的齿轮通过一个驱动力（例如电机）提供动力。
2. 当齿轮转动时，齿轮上的齿将碰触并推动第一个棘轮开始转动。
3. 转动的第一个棘轮通过凸起的齿形将力传递给第二个棘轮。
4. 第二个棘轮由第一个棘轮推动后开始转动。
5. 类似地，第二个棘轮也会通过凸起的齿形将力传递给第三个棘轮。
6. 这种传递力的过程可以根据需要循环进行多次，使得每个棘轮都能够得到传递的力。
7. 最后一个棘轮通常是输出轮，它通过棘轮机构传递的力来驱动其他机械装置，从而完成特定功能。
通过这种齿轮和棘轮的组合，棘轮机构能够传递和转换动力，实现不同速度和扭矩的输出。
它常被应用在需要传递大扭矩或需要实现精确重复运动的机械装置中，如机床、自动化生产线和各类机械传动系统中。
第五章___其他常用机构——螺旋机构、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿机构的结构、工作原理、特点及其使用等
2、超越运动与超越离合器 自行车后轮上飞轮就是超越离合器。
四、摩擦式棘轮机构
为减少棘轮机构的冲击和噪声，并实现转角大小无级调节， 就设计了摩擦式棘轮机构。
由于摩擦式棘轮机构
是依靠主动棘爪与无齿棘 轮之间的摩擦力来推动棘
轮转动的，所以摩擦力应
足够大。
第四节 槽轮机构
一、槽轮机构的组成和工作原理
V
三、滑动螺旋机构
按螺杆上螺旋副的数目，滑动螺旋机构可分为单螺旋机构和 双螺旋机构。
1、单螺旋机构 （见表5-1）
2、双螺旋机构 在双螺旋机构中，一个具有两段不同的螺纹的螺杆与两个螺 母组成两个螺旋副。
通常将两个螺母中的其中一个固定，另一个移动（只能移动
不能转动），并以螺杆为转动主动件。 根据两螺旋副的旋向，双螺旋机构可形成以下两种运动形式：
出弧形螺旋槽，在螺旋副间形成滚道，并放入钢球，成为滚动摩 擦式的螺旋机构，称为滚动螺旋机构。
广泛应用于数控机床进给机构、汽车转向机构及飞机起落架
机构中，缺点：结构复杂、不能自锁、抗冲击能力差。
第三节
一、棘轮机构的工作
原理和类型 1、棘轮机构的组成
棘轮机构
及工作原理
棘轮机构由棘轮、 棘爪、摇杆及机架组成。
期性间歇运动的机构，棘轮机构与槽轮机构是机械中
最常用的间歇运动机构。 此外，在现代机械中，还广泛应用着利用液、气、 声、光、电、磁等工作原理的机构，它们统称为广义 机构。
第二节 螺旋机构
螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成（一般把螺杆和螺母之 一作成机架），其主要功用是将旋转运动变换成直线运动，并同
时传递运动和动力，是机械设备和仪表中广泛应用的一种传动机
2）小径（ d 1 、D1 ）螺纹的最小直径，螺纹强度计算时最危
4种常见的间歇运动机构
在各类机械中，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。
能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。
而实现间歇运动的四种常用机构分别为：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。
一、棘轮机构棘轮机构的类型很多，从工作原理上可分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构；从结构上可分为外啮合式和内啮合式棘轮机构；从传动方向上分为单向（单动和双动）式和双向式棘轮机构。
棘轮机构是把摇杆的摆动转变为棘轮的间歇回转运动。
其优点轮齿式棘轮机构运动可靠，棘轮转角容易实现有级调节，但在工作过程中棘爪在齿面上滑行，齿尖易磨损并伴有噪音，同时为使棘爪能顺利落入棘轮槽，摇杆摆角应略大于棘轮转角，这样就不可避免地存在空程和冲击，在高速时尤其严重，所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。
摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声，棘轮转角可作无级调节。
图1 单向轮齿啮合式棘轮但由于运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。
在工程实践中，棘轮机构常用于实现间歇送进（如牛头刨床）、止动（如起重和牵引设备中）和超越（如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进给和快速进给功能）等场合。
图2 摩擦式棘轮二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构，也是常用的间歇运动机构之一。
普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构（图3）和内接式槽轮机构（图4）两种类型。
它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮２、带有圆柱销Ａ的拔盘１以及机架组成。
图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构槽轮机构的工作过程是：主动拨盘１上的圆柱销Ａ进入槽轮２上的径向槽以前，拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住，则槽轮静止不动。
当拔盘圆柱销Ａ进入槽轮径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。
当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。
因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。
外接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相反；内接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相同，且传动平稳、占空间小，槽轮停歇时间较短。
机原讲义(第十章)
94第十章 其它常用机构§10—1 概述 （自学）§10—2 槽轮机构：1．组2．工作原理：圆销于A 凹的β，1推动2 B 退出行向槽时，α 3 ∠O 1AO 2 =∠O 1BO 2 4．优缺点：优： 1）结构简单，工作可靠。
2）能准确控制槽轮的转角。
缺： 1 2）槽轮的转角不可调。
5．应用： 6．运动系数τ：1）定义： τ= t d /T 2）计算公式：∵ 拨盘转一周（即2π）为一个循环，而其中仅转过2ψ1时槽轮是运动的， 又由式⑴式可得： 2ψ1=π-2ψ2=π-2π/Z ∴⑵3）多圆销机构的τ：①由⑵可见，单圆销机构运动系数τ的最大值τmax=0.5（出现于Z →∞ 时）z 22z π2z π2ππ2ψ2T t τ1d -=-===②要增大运动系数τ，可在拨盘上装上k个圆销，此时：τ= k(z-2)/2z ⑶4）k与z的关系：∵槽轮机构是间歇运动机构∴应： 0＜τ＜ 1由τ＞ 0得： z≥3由τ＜ 1得： k < 2z/(z-2)于是： z 3 4、5 ≥6k 1～5 1～3 1～23）棘轮运动具有超越性（棘轮转得比主动件快时，其运动不受限制的特性）。
缺：冲击、噪音大、运动平稳性差、齿尖易磨损。
5．应用：较广泛（主要用于低速，低要求处）二．棘爪啮入条件：棘爪2与棘轮3在齿顶A接触时，3对2的作用力有正压力N32和摩擦力F32。
95961．啮入条件： 为使2能顺利滑入3的齿槽，N 32与F 32=fN 32的径向分力应： N 32sin α＞ F 32cos α= fN 32cos α 即： tg α＞ f = tg ψ也即： α＞ψ （ψ一 摩擦角） ⑴ 2．棘爪轴心O 2的位置：O 2的位置应使爪与轮在齿顶A 接触时，O 2A ⊥O 1A ，因为这样棘爪的受力最小。
3．α的大小： 通常取α= 20°（∵ f = 0.2时 ψ= tg -1f = 11°30′ ∴ α= 20°总能满足①）§10—4 不完全齿轮机构 （自学）§10—5 凸轮式间歇运动机构§10—6 万向联轴器 一．单万向联轴器：1．组成：主、从动叉轴1、3，十字头2，机架 2．传动特点：1）轴1、3可成一锐角α，且传动中α2）轴1转一周，轴3 （ω3/ω1）是变化的。
孙恒《机械原理》(第八版)复习笔记及课后习题(含考研真题)详解-第12~14章【圣才出品】
2．普通槽轮机构的运劢系数及运劢特性（见表 12-1-4）
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表 12-1-4 普通槽轮机构的运劢系数及运劢特性
3．槽轮机构的几何尺寸计算 在机械中最常用的是径向槽均匀分布的外槽轮机构，对亍这种机构，其设计计算步骤大 致如下： （1）根据工作要求确定槽轮的槽数 z 和主劢拨盘的囿销数 n； （2）挄叐力情况和实际机械所允许的安装空间尺寸，确定中心距 L 和囿销半径 r； （3）最后挄图 12-1-4 所示的几何关系求出其他尺寸，即
解：牛头刨床送迚机构的运劢简图如图 12-2-1 所示，牛头刨床的横向迚给是通过齿轮 1、2，曲柄摇杆机构 2、3、4，棘轮机构 4、5、7 杢使不棘轮固连的丝杠 6 作间歇轩劢， 从而使牛头刨床工作台实现横向间接迚给。通过改发曲柄长度 O2 A 的大小可以改发迚给的 大小。当棘爪 7 处亍图示状态时，棘轮 5 沿逆时针方向作间歇迚给运劢。若将棘爪 7 拔出 绕自身轴线轩 180°后再放下，由亍棘爪工作面的改发，棘轮将改为沿顺时针方向间接迚给。
三、凸轮式间歇运劢机构 1．凸轮式间歇运劢机构的组成和特点（见表 12-1-5）
表 12-1-5 凸轮式间歇运劢机构的组成及特点
2．凸轮式间歇运劢机构的类型及应用（见表 12-1-6） 表 12-1-6 凸轮式间歇运劢机构的类型及应用
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12-1 棘轮机构除常用杢实现间歇运劢的功能外，还常用杢实现什么功能？ 答：棘轮机构除了常用的间歇运劢功能外，还能实现制劢、迚给、轩位、分度、超越运 劢等功能。
12-2 某牛头刨床送迚丝杠的导程为 6mm，要求设计一棘轮机构，使每次送迚量可在 0.2～1.2mm 乊间作有级调整（共 6 级）。设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆杢推 劢，试绘出机构运劢简图，并作必要的计算和说明。
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表 12-1-4 普通槽轮机构的运劢系数及运劢特性
3．槽轮机构的几何尺寸计算 在机械中最常用的是径向槽均匀分布的外槽轮机构，对亍这种机构，其设计计算步骤大 致如下： （1）根据工作要求确定槽轮的槽数 z 和主劢拨盘的囿销数 n； （2）挄叐力情况和实际机械所允许的安装空间尺寸，确定中心距 L 和囿销半径 r； （3）最后挄图 12-1-4 所示的几何关系求出其他尺寸，即
解：牛头刨床送迚机构的运劢简图如图 12-2-1 所示，牛头刨床的横向迚给是通过齿轮 1、2，曲柄摇杆机构 2、3、4，棘轮机构 4、5、7 杢使不棘轮固连的丝杠 6 作间歇轩劢， 从而使牛头刨床工作台实现横向间接迚给。通过改发曲柄长度 O2 A 的大小可以改发迚给的 大小。当棘爪 7 处亍图示状态时，棘轮 5 沿逆时针方向作间歇迚给运劢。若将棘爪 7 拔出 绕自身轴线轩 180°后再放下，由亍棘爪工作面的改发，棘轮将改为沿顺时针方向间接迚给。
三、凸轮式间歇运劢机构 1．凸轮式间歇运劢机构的组成和特点（见表 12-1-5）
表 12-1-5 凸轮式间歇运劢机构的组成及特点
2．凸轮式间歇运劢机构的类型及应用（见表 12-1-6） 表 12-1-6 凸轮式间歇运劢机构的类型及应用
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12-1 棘轮机构除常用杢实现间歇运劢的功能外，还常用杢实现什么功能？ 答：棘轮机构除了常用的间歇运劢功能外，还能实现制劢、迚给、轩位、分度、超越运 劢等功能。
12-2 某牛头刨床送迚丝杠的导程为 6mm，要求设计一棘轮机构，使每次送迚量可在 0.2～1.2mm 乊间作有级调整（共 6 级）。设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆杢推 劢，试绘出机构运劢简图，并作必要的计算和说明。
机械设计手册-常用机构
（1）主从动轴1、3和中间轴2位于同一平面；
（2）主从动轴1、3与中间轴2的夹角相等；
（3）中间轴2两端的叉面位于同一平面。
结束
§ 12 - 9 组合机构
几种基本机构组和应用 满足工作要求
齿轮 — 连杆组合机构
结束
§ 12 - 9 组合机构
几种基本机构组和应用 满足工作要求
齿轮 — 连杆组合机构
≥7
由上式圆可销见数：n k 1~06 z 3 1~且 4 k 0 .5 1~3
1~2
槽轮的运动时间总是小于其静止时间
若欲使 k ≥0.5 ，可多装几个圆销，设均匀布置 n 个圆销， k是单销的n倍
kn(1/21/z) 又 k 1 n 2 z/z ( 2 ) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
第十二章 其他常用机构
棘轮机构 槽轮机构 凸轮式间歇运动机构 不完全齿轮机构 万向铰链机构 组合机构
§ 12 - 1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及工作特点
1、组成： 棘轮、摇杆、棘爪、止动棘爪
摇杆
2、工作特点
将主动摇杆的往复摆动转 换为棘轮的单向间歇运动
棘爪 棘轮
结构简单、制造方便，运 动可靠，转角可调； 冲击、噪声大，精度低
拨盘
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
汽车机械基础项目一 常用机构任务3 认识棘轮机构
任务检测
4.认识单向离合器
起动机的单向离合器只传递
到
飞轮带动起动机电机超速旋转而损坏。
的转矩，以免发动机起动后，
任务检测
3．滑块四杆机构在汽车上的应用
将铰链四杆机构通过改变运动副的形状、改变机架等可以得到不同形式
的四杆机构，如曲柄滑块机构、
、
和定块机构。
汽车发动机中活塞连杆机构属于 机构。
机构；自动货车翻斗机构属于
图1-52 自行车飞轮内的超越离合器
任务拓展
2.棘轮扳手
棘轮扳手（图1-53 ），是利用 棘轮机构原理制造的快速扳手。例如： 棘轮梅花扳手，棘轮六角扳手。当螺 钉或螺母的尺寸较大或扳手的工作位 置很狭窄，就可用棘轮扳手。这种扳 手摆动的角度很小，能拧紧和松开螺 钉或螺母。棘轮扳手具有操作简单、 使用方便的优点。
图1-42 棘轮机构的组成
任务实施
2. 棘轮机构的基本类型
1）棘轮机构按工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构：
齿式棘轮机构（图1-43）运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是有 噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重，常用于低速、轻载的间歇传动。 摩擦式棘轮机构（图1-44）可实现有级调节，无噪声，有打滑。
图1-48 棘轮机构在驻车装置上的应用
任务实施
3. 棘轮机构在汽车上的应用
2）单向离合器
单向离合器（图1-49）是一种摩擦式棘轮机构，应用在汽车发动机和自动 变速器中。图1-49为汽车滚柱式单向离合器，在起动机工作过程中，接通开关 电枢轴顺时针旋转，滚柱滚入窄端，驱动齿轮与飞轮啮合，起动机的动力通过 飞轮传递给曲轴，从而带动发动机旋转达到发动机有效起动。起动完毕，发动 机开始工作时，当飞轮转动速度超越驱动小齿轮线速度时，飞轮便带动驱动小 齿旋转，此时滚柱被推到契形槽宽端，齿轮与外齿圈打滑退出齿轮啮合状态， 即电枢轴不会跟着飞轮高速旋转，从而起到了保护起动机（马达）的作用。
机械原理其它常用机构
15.10.2020
外啮合式
20
铣刀 8
9
2
球拍 6
靠模凸轮
作者：潘存云教授
7
不完全齿轮1
不完全齿轮1 5
1
34
乒乓球拍专用靠模铣床
15.10.2020
21
退煤饼
压制
作者：潘存云教授
不完全齿轮 锁止弧
填料
填料
15.10.2020
锁止弧
蜂窝煤饼压制机
使运动平稳
瞬心线附加杆
22
§12－7 非圆齿轮机构
s / rφ =l /r2π s=lφ/2π
3
12
K
作者：潘存云教授
K向
15.10.2020
s
l
rφ
r2π
27
图示螺旋机构中，螺母A固 定，螺母2可沿轴向移动，
且: lA≠lB
当A、B段螺纹旋向相同时， 螺杆1相对于机架3的位移为：
s1=lAφ/2π
lA
A
作者：潘作存者云：教潘授存云教授
3 2B
B
工作原理：外套筒逆时针转 动时，滚子楔紧→内套筒 随之转动,当外套筒顺时针 转动 时，滚子松开 →内套筒不动。
特点：传递运动较平稳、无噪声，
从动件的转角可作无级调整。
易出现打滑现象，运动准确性较差，
不15.1适0.2020合用于精确传递运动的场合
9
摩擦自锁式 棘轮机构
15.10.2020
滚子楔紧式
15.10.2020
2'
2
1
2
3
3
6
特点及应用
结构简单、转角 可调、转向可变。 但只能有级调节动 程, 且棘爪在齿背 滑行会引起噪音、 冲击和磨损→高速 时不宜采用。
外啮合式
20
铣刀 8
9
2
球拍 6
靠模凸轮
作者：潘存云教授
7
不完全齿轮1
不完全齿轮1 5
1
34
乒乓球拍专用靠模铣床
15.10.2020
21
退煤饼
压制
作者：潘存云教授
不完全齿轮 锁止弧
填料
填料
15.10.2020
锁止弧
蜂窝煤饼压制机
使运动平稳
瞬心线附加杆
22
§12－7 非圆齿轮机构
s / rφ =l /r2π s=lφ/2π
3
12
K
作者：潘存云教授
K向
15.10.2020
s
l
rφ
r2π
27
图示螺旋机构中，螺母A固 定，螺母2可沿轴向移动，
且: lA≠lB
当A、B段螺纹旋向相同时， 螺杆1相对于机架3的位移为：
s1=lAφ/2π
lA
A
作者：潘作存者云：教潘授存云教授
3 2B
B
工作原理：外套筒逆时针转 动时，滚子楔紧→内套筒 随之转动,当外套筒顺时针 转动 时，滚子松开 →内套筒不动。
特点：传递运动较平稳、无噪声，
从动件的转角可作无级调整。
易出现打滑现象，运动准确性较差，
不15.1适0.2020合用于精确传递运动的场合
9
摩擦自锁式 棘轮机构
15.10.2020
滚子楔紧式
15.10.2020
2'
2
1
2
3
3
6
特点及应用
结构简单、转角 可调、转向可变。 但只能有级调节动 程, 且棘爪在齿背 滑行会引起噪音、 冲击和磨损→高速 时不宜采用。
机械设计基础第7章
起来组成的，由于传动中主、从动轴1、3间的相对位置会发生变
化，所以中间轴做成两段，并采用沿键联接，以适应两轴间距离
的变化。在双万向铰链机构中，主、从动轴的传动比可套用式(74)。
图7-27所示是双万向铰链机构在汽车驱动系统中的应用。其中发
动机和变速箱1安装在车架上，而后桥3用弹簧和车架连接。在汽
主动轮上只做出一个或一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的
要求，而在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
• 三、凸轮间歇运动机构
凸轮间歇运动机构一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸
轮作连续转动时，从动转盘作间歇运动。
• 1.圆柱形凸轮间歇运动机构
• 2. 蜗杆形凸轮间歇运动机构
如图7-18所示，凸轮形状如同圆弧面
蜗杆一样，滚子均匀地分布在转盘的
圆柱面上，犹如蜗轮的齿。这种凸轮
间歇运动机构可以通过调整凸轮与转
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。
第三节 螺旋机构
• 一、螺旋机构概述
• 螺旋机构在各种机械设备总经常用到。其
主要优点是能获得很大的减速比和力的增
益。此外，选择合适的螺纹导程角，还可
以使机构具有自锁性。它的主要缺点是机
第七章
其他常用机构
第一节 棘轮机构
棘轮机构是一种间歇运动机构。
• 一、棘轮机构的组成及工作原理
• 棘轮机构的典型结构如图7-1所示，它主要由
主动摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止动棘爪4、
机架5和弹簧6组成。止动棘爪4依靠弹簧6与
棘轮3保持接触，主动摆杆1空套在与棘轮3固
连的转轴O3上，并绕O3轴作往复摆动。
的开口从圆心向外，主动拨盘l与从动槽轮2
化，所以中间轴做成两段，并采用沿键联接，以适应两轴间距离
的变化。在双万向铰链机构中，主、从动轴的传动比可套用式(74)。
图7-27所示是双万向铰链机构在汽车驱动系统中的应用。其中发
动机和变速箱1安装在车架上，而后桥3用弹簧和车架连接。在汽
主动轮上只做出一个或一部分齿，并根据运动时间与停歇时间的
要求，而在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
• 三、凸轮间歇运动机构
凸轮间歇运动机构一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。主动凸
轮作连续转动时，从动转盘作间歇运动。
• 1.圆柱形凸轮间歇运动机构
• 2. 蜗杆形凸轮间歇运动机构
如图7-18所示，凸轮形状如同圆弧面
蜗杆一样，滚子均匀地分布在转盘的
圆柱面上，犹如蜗轮的齿。这种凸轮
间歇运动机构可以通过调整凸轮与转
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。
第三节 螺旋机构
• 一、螺旋机构概述
• 螺旋机构在各种机械设备总经常用到。其
主要优点是能获得很大的减速比和力的增
益。此外，选择合适的螺纹导程角，还可
以使机构具有自锁性。它的主要缺点是机
第七章
其他常用机构
第一节 棘轮机构
棘轮机构是一种间歇运动机构。
• 一、棘轮机构的组成及工作原理
• 棘轮机构的典型结构如图7-1所示，它主要由
主动摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止动棘爪4、
机架5和弹簧6组成。止动棘爪4依靠弹簧6与
棘轮3保持接触，主动摆杆1空套在与棘轮3固
连的转轴O3上，并绕O3轴作往复摆动。
的开口从圆心向外，主动拨盘l与从动槽轮2
机械原理12(本科)其他常用机构 (2)
一．螺旋机构的运动分析
当螺杆转过φ时，螺母沿其轴向移动的距离为： S＝l φ/(2π) 其中l为螺旋的导程 mm。
A段螺纹
螺母
（1）微动螺旋机构
设螺旋机构中A、 B段的螺旋导程分别 为lA、lB , 且两端螺旋 的旋向相同（即同为 左旋或右旋）
B段螺纹
当螺杆转过φ时，螺母的位移s为：
s＝(lA－lB)φ/(2π） 因lA、lB相差很小时，故位移s可能很 小，故这种螺旋机构称为微动螺旋机构。 此种机构常用测微计、分度机构中。
即槽轮的运动时间总是小于其静止时间。
如果想得到k ≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上 多装几个圆销，
设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈， 槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n 倍，即:
k =n(z-2)/2z
∵k＜1
槽数z 圆销数n 3
得：n＜ 2z / (z-2)
4 1~3 5
≥ 6
1~2
内啮合槽轮机构
球面槽轮机构
单动式外啮合槽轮机构
双动式外啮合槽轮机构
内啮合槽轮机构
应用实例： 电影放映机、 自动摄影机、六角车床转塔。
停顿作用
放映机机构
转位作用
六角车床的刀架转位机构
3空闲
车螺纹 4
六槽内槽轮
2
车帽口
圆销 拨盘
切尾 5 卸牙膏筒
6
1 装牙膏筒
六角车床转塔
三、槽轮机构的运动系数及运动特性
故 即
tan f tan
（7－1）
因此棘爪顺利滑入齿根的条件为：棘轮 齿面角θ 大于摩擦角φ 。或棘轮对棘爪 总反力FR 的作用线必须在棘爪轴心O1 和 棘轮轴心O2之间穿过。
常 用 机 构
滚动螺旋机构按滚道返回装 置的不同分为外循环和内循环两种。
图3-78 滚动螺旋机构
汽车机械基础
汽车机械基础
常用机构
1. 间歇运动机构
间歇运动机构是将主动件的连续运 动变换为从动件遵循一定规律的时停时 动的机构。间歇运动机构的类型很多， 常用的有棘轮机构、槽轮机构等。
1）棘轮机构
常用机构
（1）棘轮机构的组成及工作原理。如图367所示，棘轮机构由棘轮、棘爪及机架组成。
图3-67 棘轮机构
图3-68 双棘爪机构
（5）牙型角α。通过螺纹轴线剖切时所得的螺纹剖面形 状称牙型。螺纹牙形两侧边的夹角称为牙型角。常用的螺纹 牙型有三角形、矩形、梯形和锯齿形等。
常用机构
螺纹主要用于零件间的可拆卸 连接和传递动力。对于传力螺旋机 构和连接螺纹，如螺旋千斤顶、螺 旋式压力机等，都要求螺纹具有自 锁性。螺纹的自锁指内、外螺纹旋 合后，若不加反向外力，则不论轴 向载荷多大，都不会自行松开。
常用机构
（2）线数n。螺纹的线ຫໍສະໝຸດ 有单线和多线之分，如图3-76所示。
图3-76 螺纹线数
常用机构
（3）螺距p及导程ph。螺纹相邻两牙上对应点间的轴向 距离称为螺距。同一条螺旋线上相邻两牙上对应点间的轴向 距离称为导程（ph，ph=np）。
（4）螺纹升角λ。在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直 于螺纹轴线的平面间的夹角称为螺纹升角，其计算公式为
图3-74 转塔车床的刀架转位机构
常用机构
2. 螺旋机构
螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成，其主要作用是将旋转运动变 换为直线运动，并同时传递运动和动力，是机械设备和仪器仪表中广 泛应用的一种传动机构。
按用途和受力情况，螺旋机构又可分为传递运动型、动力型和调 整型三种类型；按螺旋副的摩擦性质，螺旋机构可分为滑动螺旋机构、 滚动螺旋机构和静压螺旋机构三种类型。 螺旋机构具有结构简单、 工作连续平稳、传动比大、承载能力强、传递运动准确、易实现自锁 等优点，故应用广泛。螺旋机构的缺点是摩擦损耗大、传动效率低， 但随着滚珠螺纹的出现，缺点已得到很大的改善。
图3-78 滚动螺旋机构
汽车机械基础
汽车机械基础
常用机构
1. 间歇运动机构
间歇运动机构是将主动件的连续运 动变换为从动件遵循一定规律的时停时 动的机构。间歇运动机构的类型很多， 常用的有棘轮机构、槽轮机构等。
1）棘轮机构
常用机构
（1）棘轮机构的组成及工作原理。如图367所示，棘轮机构由棘轮、棘爪及机架组成。
图3-67 棘轮机构
图3-68 双棘爪机构
（5）牙型角α。通过螺纹轴线剖切时所得的螺纹剖面形 状称牙型。螺纹牙形两侧边的夹角称为牙型角。常用的螺纹 牙型有三角形、矩形、梯形和锯齿形等。
常用机构
螺纹主要用于零件间的可拆卸 连接和传递动力。对于传力螺旋机 构和连接螺纹，如螺旋千斤顶、螺 旋式压力机等，都要求螺纹具有自 锁性。螺纹的自锁指内、外螺纹旋 合后，若不加反向外力，则不论轴 向载荷多大，都不会自行松开。
常用机构
（2）线数n。螺纹的线ຫໍສະໝຸດ 有单线和多线之分，如图3-76所示。
图3-76 螺纹线数
常用机构
（3）螺距p及导程ph。螺纹相邻两牙上对应点间的轴向 距离称为螺距。同一条螺旋线上相邻两牙上对应点间的轴向 距离称为导程（ph，ph=np）。
（4）螺纹升角λ。在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直 于螺纹轴线的平面间的夹角称为螺纹升角，其计算公式为
图3-74 转塔车床的刀架转位机构
常用机构
2. 螺旋机构
螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成，其主要作用是将旋转运动变 换为直线运动，并同时传递运动和动力，是机械设备和仪器仪表中广 泛应用的一种传动机构。
按用途和受力情况，螺旋机构又可分为传递运动型、动力型和调 整型三种类型；按螺旋副的摩擦性质，螺旋机构可分为滑动螺旋机构、 滚动螺旋机构和静压螺旋机构三种类型。 螺旋机构具有结构简单、 工作连续平稳、传动比大、承载能力强、传递运动准确、易实现自锁 等优点，故应用广泛。螺旋机构的缺点是摩擦损耗大、传动效率低， 但随着滚珠螺纹的出现，缺点已得到很大的改善。
其它常用机构
2. 用遮板调节棘轮转角
5.1
棘轮机构
5.1.3 棘轮机构的特点与应用 结构简单， 结构简单，制造容易运动可靠
棘轮的转角在很大范围内可调
工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高， 工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高，常用于低速场合
棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。 棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。
1.传力螺旋 1.传力螺旋
2.传导螺旋 2.传导螺旋
3.调整螺旋 3.调整螺旋
特点：具有传动平稳、增力显著、容易自锁、结构紧凑、 特点：具有传动平稳、增力显著、容易自锁、结构紧凑、噪声低等特 也存在效率较低，螺纹牙间摩擦、摩损较大等缺点. 点，也存在效率较低，螺纹牙间摩擦、摩损较大等缺点.
5.4 机构的组合与应用
5.1 棘轮机构
•双动式棘轮机构
钩头双动式棘轮机构
直头双动式棘轮机构
5.1 棘轮机构
•双向式棘轮机构
矩形齿双向式棘轮机构
回转棘爪双向式棘轮机构
5.1 棘轮机构
5.1.2 棘轮转角的调节 1.调节摇杆摆动角度的大小， 1.调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角 调节摇杆摆动角度的大小
5.1 棘轮机构
所谓组合机构，就是将一个以上的基本机构，根据生产上的需要， 所谓组合机构，就是将一个以上的基本机构，根据生产上的需要， 按一定顺序组合在一起，以完成所需的动作、运动规律或轨迹的机构。 按一定顺序组合在一起，以完成所需的动作、运动规律或轨迹的机构。 机构组合可以由同类的基本机构组合而成， 机构组合可以由同类的基本机构组合而成，也可以由不同类型的基本机 构组合而成。基本机构的组合方式不同，其运动特性便有所不同。 构组合而成。基本机构的组合方式不同，其运动特性便有所不同。
5.1
棘轮机构
5.1.3 棘轮机构的特点与应用 结构简单， 结构简单，制造容易运动可靠
棘轮的转角在很大范围内可调
工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高， 工作时有较大的冲击和噪声、运动精度不高，常用于低速场合
棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。 棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。
1.传力螺旋 1.传力螺旋
2.传导螺旋 2.传导螺旋
3.调整螺旋 3.调整螺旋
特点：具有传动平稳、增力显著、容易自锁、结构紧凑、 特点：具有传动平稳、增力显著、容易自锁、结构紧凑、噪声低等特 也存在效率较低，螺纹牙间摩擦、摩损较大等缺点. 点，也存在效率较低，螺纹牙间摩擦、摩损较大等缺点.
5.4 机构的组合与应用
5.1 棘轮机构
•双动式棘轮机构
钩头双动式棘轮机构
直头双动式棘轮机构
5.1 棘轮机构
•双向式棘轮机构
矩形齿双向式棘轮机构
回转棘爪双向式棘轮机构
5.1 棘轮机构
5.1.2 棘轮转角的调节 1.调节摇杆摆动角度的大小， 1.调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角 调节摇杆摆动角度的大小
5.1 棘轮机构
所谓组合机构，就是将一个以上的基本机构，根据生产上的需要， 所谓组合机构，就是将一个以上的基本机构，根据生产上的需要， 按一定顺序组合在一起，以完成所需的动作、运动规律或轨迹的机构。 按一定顺序组合在一起，以完成所需的动作、运动规律或轨迹的机构。 机构组合可以由同类的基本机构组合而成， 机构组合可以由同类的基本机构组合而成，也可以由不同类型的基本机 构组合而成。基本机构的组合方式不同，其运动特性便有所不同。 构组合而成。基本机构的组合方式不同，其运动特性便有所不同。
机械原理： 其他常用机构
进入和脱离啮合时运动较平稳，能准确控制转动
的角度；
槽轮转角大小不能调节；
槽轮在进入和脱离啮合时，加速度较大，有冲击；
槽轮用于转速不高、要求间隙转动的装置中。
如：电影放映机、切蛋糕机、自动机床等间隙机
构中。
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;2:驱动棘爪;3:棘轮;4:制动爪;5:弹簧
结构简单、工作可靠
适用于分度、转位等步进机构
槽轮机构的类型及应用
外槽轮
内槽轮
不等臂长的多槽轮
球面槽轮
应用：电影放映机、自动转塔刀架
多销的槽轮机构
二、槽轮机构的设计
1 槽轮槽数和拨盘圆销数的选择
1
运动系数k
在一个运动循环
中，槽轮的运动时间在一个间
2 01
歇周期ห้องสมุดไป่ตู้所占的比例。
2 01 2 02
O1
O1G O2G
2 02
O2
2
z为槽数，n为均布的圆销数
2、设计槽轮时应注意的事项：
1）、运动系数k应大于零，故槽轮的槽数z应大于或等于3；取4~8
2）、运动系数k将随z的增加 而增加；
3）、对于n=1的单销外槽轮机构， k <0.5。若要求k >0.5，应增加
圆销数n。
4）、槽轮必须有停歇时间，所以k <1。拨盘的圆销数n与槽轮槽数
da
o1
通常取α＝20°
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
要求在工作时，棘爪在Pn和F的作用下，能自动滑入棘
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其他常用机构
§7-1 棘 轮 机 构
一、棘轮机构的基本结构和工作原理
主动摆杆
棘轮不动 棘 轮 运 动
驱动棘爪
棘轮
止动棘爪
二、棘轮机构的类型
常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类
单动式棘轮机构
轮 棘 单向式棘轮机构
齿轮 棘 式机
双动式棘轮机构
轮
构 双向式棘轮机构
机
构
摩 棘 偏心楔块式棘轮机构
擦轮
式机
为：
t2
k
'
1
t2 k '
t1
2
' 221
2 122,
2 2
2
z
z ——槽轮径向槽数
k( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮有停歇，其运动时
间 t2< t1，即：
1
k 2z z 2
由于当 z 3 时必然有：
1 2 z 2 z2
故内槽轮机构拨盘上的圆
柱销只能有一个
2、槽轮机构的角速度和角加速度 槽轮的转角2 和拨盘的转角1 关系为：
滑块
摆杆
以上两种调整棘轮转角的方法， 棘轮的最小转角都不小于一个齿距 角。若要使棘轮的转角小于一个齿 距角，则应采取以下方法：
（3）多爪棘轮机构角
棘爪数——n
棘轮齿距角——
摆杆转角——1 棘轮转角——2
3
1
3
2
多爪棘轮机构
3、棘轮机构的可靠工作条件
（1）棘爪的可靠啮合条件
欲使棘爪顺利的滑入
构 滚子楔紧式棘轮机构
单动式棘轮机构
外 啮 式
内 啮 式
双动式棘轮机构
双动式棘轮机构
双向式棘轮机构
双向式棘轮机构
双向式棘轮机构
偏 心 楔 块 式 棘 轮 机 构
偏心楔块式棘轮机构
滚 子 楔 紧 式 棘 轮 机 构
滚子楔紧式棘轮机构
三、棘轮机构的特点和应用
棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮的单 向间歇转动，也常作为防逆转装置
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
棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重
轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制
摩擦式棘轮机构：
传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整 易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递 运动的场合
各种棘轮机构在生产实际中的应用
FR
tanftan
f•FN
楔块廓线升角 小于摩擦角
（2）滚子楔紧条件
FA
欲使滚子被楔紧，则
必须有：
FAd 2d 2cosFNA d 2sin FNA
FNA f tan
FNB
2
FB
楔紧角 小于2倍的摩擦角
注意：
楔紧角 不宜过小，以防套筒反向运动时滚
子不易退出楔紧状态。
§7-2 槽 轮 机 构
一、槽轮机构的组成及其工作原理
从动槽轮
主动拨盘转动
圆柱销进入径向槽
从动槽轮转动
锁止弧松开
锁止弧
拨盘转过角21
槽轮转过22
径向槽
圆柱销脱出径向槽 圆柱销
锁止弧
槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住
拨盘转动、槽轮静止
主动拨盘
二、槽轮机构的基本类型及其应用
常见的槽轮机构有两种类型：
外 啮 合 槽 轮 机 构
内 啮 合 槽 轮 机 构
棘 轮 机 构
棘 轮 机 构
棘轮机构
三、棘轮机构设计中的主要问题
１、棘轮齿形的选择
a
（１）不对称梯形齿
φ
不对称梯形齿强度 较高，已经标准化， 是最常用的一种齿 形
m——模数， z——齿数
a=m, t=πm，b=0.75m
D=mz，Df=D-2h，Φ=15゜～30゜
（2）直线型三角形齿
直线
这种齿形的 齿顶尖锐， 强度较低， 用于小载荷 场合。
槽轮机构在生产中的应用
电影放映机的 间歇卷片机构
间歇转位机构
电影放映机的间歇卷片机构
二、槽轮机构的运动性质 1、槽轮机构的运动系数
主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘
的运动时间t1的比值 为槽轮机构的运动系数。
t2
t1
（1）外槽轮机构 拨盘转过一周的时间为：
2 t1 1
若拨盘上有k 个圆柱销，则
lR asin2 sinz
槽轮机构的运动线图
外槽轮机构
内槽轮机构
内、外槽轮机构的角速度和角加速度
tan2O A2BBaR R sci n o1s1
令R──l圆柱 销aR回转2半径a，rac─t1─al中nls心cin距o1s1 2dd 2t1 l2 (lccoo 1 s1sl)l21
2dd 2t(1 l(2ll2c1 o )s1s iln 12)21 2
当1为常数时，槽轮的角速度与角加速度均为槽数z和拨盘位置角1
（3）圆弧型三角形齿
圆弧
这种齿形 较直线型 三角形齿 强度高， 冲击也小 一些。
（4）对称型矩形齿
这种齿用 于双向驱 动的棘轮
2、棘轮转角大小的调整
（1）采用棘轮罩
通过改变棘轮 罩的位置实现 棘轮转角大小 的调整
（2）改变摆杆摆角
通过改变 滑块A的 位置，改 变摆杆摆 角的大小， 从而实现 棘轮转角 大小的调 整
的函数。 为避免圆柱销进入与脱离槽轮径向槽时发生刚性冲击，圆柱销中心 的运动方向应与径向槽的中心线相切，因而有：
lR asin2 sinz
内槽轮机构的运动参数
2 arc a R tR sa ci1 n n o1)s ( arc 1 ltl sc a i1 o n n 1)s (
2dd 2t1 l2 (lcc oo 1 s1sl )l21 2dd 2t(1 l(2ll2c1o)s1s iln 12)21 2
即：
1
k 2z z2
z 3 时 k 6（k=1～5)，z 4时 k 4（k=1～3)，
z5 时k
10 3
（k=1～3)。
（2）内槽轮机构
拨盘转过一周的时间为：
t1
2 1
若拨盘上有k 个圆柱销，
则拨盘每转一周， k 次拨
动槽轮。每次拨动槽轮的
运动时间为：
t
' 2
' 1
k 次拨动槽轮的运动时间
拨盘每转一周， k 次拨动槽
轮。每次拨动槽轮的运动时
间为：
t
&#间为：
t2
k
21
1
t2 t1
k
21
2
2
2 1 2 2, 2 2 z
z——槽轮径向槽数
k ( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮运动，其运动时间 t2>0 即：
0
z 2
要使槽轮有停歇，其运动时间 t2< t1，
O1
F 棘N 轮L 齿s根i，n F 则N 必f须L c有o ： sFR
tan ftan f•FN
P
O2
FN
棘轮齿面角 大于摩擦角
或者棘轮对棘爪的总反力FN的作用线在棘爪轴心O1和棘轮 轴心O2之间穿过
（2）偏心块楔紧条件
欲使楔块楔紧棘 轮，则必须有：
O 2 A siF n N O 2 A co fN F sFN
§7-1 棘 轮 机 构
一、棘轮机构的基本结构和工作原理
主动摆杆
棘轮不动 棘 轮 运 动
驱动棘爪
棘轮
止动棘爪
二、棘轮机构的类型
常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类
单动式棘轮机构
轮 棘 单向式棘轮机构
齿轮 棘 式机
双动式棘轮机构
轮
构 双向式棘轮机构
机
构
摩 棘 偏心楔块式棘轮机构
擦轮
式机
为：
t2
k
'
1
t2 k '
t1
2
' 221
2 122,
2 2
2
z
z ——槽轮径向槽数
k( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮有停歇，其运动时
间 t2< t1，即：
1
k 2z z 2
由于当 z 3 时必然有：
1 2 z 2 z2
故内槽轮机构拨盘上的圆
柱销只能有一个
2、槽轮机构的角速度和角加速度 槽轮的转角2 和拨盘的转角1 关系为：
滑块
摆杆
以上两种调整棘轮转角的方法， 棘轮的最小转角都不小于一个齿距 角。若要使棘轮的转角小于一个齿 距角，则应采取以下方法：
（3）多爪棘轮机构角
棘爪数——n
棘轮齿距角——
摆杆转角——1 棘轮转角——2
3
1
3
2
多爪棘轮机构
3、棘轮机构的可靠工作条件
（1）棘爪的可靠啮合条件
欲使棘爪顺利的滑入
构 滚子楔紧式棘轮机构
单动式棘轮机构
外 啮 式
内 啮 式
双动式棘轮机构
双动式棘轮机构
双向式棘轮机构
双向式棘轮机构
双向式棘轮机构
偏 心 楔 块 式 棘 轮 机 构
偏心楔块式棘轮机构
滚 子 楔 紧 式 棘 轮 机 构
滚子楔紧式棘轮机构
三、棘轮机构的特点和应用
棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮的单 向间歇转动，也常作为防逆转装置
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
棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重
轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制
摩擦式棘轮机构：
传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整 易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递 运动的场合
各种棘轮机构在生产实际中的应用
FR
tanftan
f•FN
楔块廓线升角 小于摩擦角
（2）滚子楔紧条件
FA
欲使滚子被楔紧，则
必须有：
FAd 2d 2cosFNA d 2sin FNA
FNA f tan
FNB
2
FB
楔紧角 小于2倍的摩擦角
注意：
楔紧角 不宜过小，以防套筒反向运动时滚
子不易退出楔紧状态。
§7-2 槽 轮 机 构
一、槽轮机构的组成及其工作原理
从动槽轮
主动拨盘转动
圆柱销进入径向槽
从动槽轮转动
锁止弧松开
锁止弧
拨盘转过角21
槽轮转过22
径向槽
圆柱销脱出径向槽 圆柱销
锁止弧
槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住
拨盘转动、槽轮静止
主动拨盘
二、槽轮机构的基本类型及其应用
常见的槽轮机构有两种类型：
外 啮 合 槽 轮 机 构
内 啮 合 槽 轮 机 构
棘 轮 机 构
棘 轮 机 构
棘轮机构
三、棘轮机构设计中的主要问题
１、棘轮齿形的选择
a
（１）不对称梯形齿
φ
不对称梯形齿强度 较高，已经标准化， 是最常用的一种齿 形
m——模数， z——齿数
a=m, t=πm，b=0.75m
D=mz，Df=D-2h，Φ=15゜～30゜
（2）直线型三角形齿
直线
这种齿形的 齿顶尖锐， 强度较低， 用于小载荷 场合。
槽轮机构在生产中的应用
电影放映机的 间歇卷片机构
间歇转位机构
电影放映机的间歇卷片机构
二、槽轮机构的运动性质 1、槽轮机构的运动系数
主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘
的运动时间t1的比值 为槽轮机构的运动系数。
t2
t1
（1）外槽轮机构 拨盘转过一周的时间为：
2 t1 1
若拨盘上有k 个圆柱销，则
lR asin2 sinz
槽轮机构的运动线图
外槽轮机构
内槽轮机构
内、外槽轮机构的角速度和角加速度
tan2O A2BBaR R sci n o1s1
令R──l圆柱 销aR回转2半径a，rac─t1─al中nls心cin距o1s1 2dd 2t1 l2 (lccoo 1 s1sl)l21
2dd 2t(1 l(2ll2c1 o )s1s iln 12)21 2
当1为常数时，槽轮的角速度与角加速度均为槽数z和拨盘位置角1
（3）圆弧型三角形齿
圆弧
这种齿形 较直线型 三角形齿 强度高， 冲击也小 一些。
（4）对称型矩形齿
这种齿用 于双向驱 动的棘轮
2、棘轮转角大小的调整
（1）采用棘轮罩
通过改变棘轮 罩的位置实现 棘轮转角大小 的调整
（2）改变摆杆摆角
通过改变 滑块A的 位置，改 变摆杆摆 角的大小， 从而实现 棘轮转角 大小的调 整
的函数。 为避免圆柱销进入与脱离槽轮径向槽时发生刚性冲击，圆柱销中心 的运动方向应与径向槽的中心线相切，因而有：
lR asin2 sinz
内槽轮机构的运动参数
2 arc a R tR sa ci1 n n o1)s ( arc 1 ltl sc a i1 o n n 1)s (
2dd 2t1 l2 (lcc oo 1 s1sl )l21 2dd 2t(1 l(2ll2c1o)s1s iln 12)21 2
即：
1
k 2z z2
z 3 时 k 6（k=1～5)，z 4时 k 4（k=1～3)，
z5 时k
10 3
（k=1～3)。
（2）内槽轮机构
拨盘转过一周的时间为：
t1
2 1
若拨盘上有k 个圆柱销，
则拨盘每转一周， k 次拨
动槽轮。每次拨动槽轮的
运动时间为：
t
' 2
' 1
k 次拨动槽轮的运动时间
拨盘每转一周， k 次拨动槽
轮。每次拨动槽轮的运动时
间为：
t
&#间为：
t2
k
21
1
t2 t1
k
21
2
2
2 1 2 2, 2 2 z
z——槽轮径向槽数
k ( 2 )
z
2
k z2
2z
要使槽轮运动，其运动时间 t2>0 即：
0
z 2
要使槽轮有停歇，其运动时间 t2< t1，
O1
F 棘N 轮L 齿s根i，n F 则N 必f须L c有o ： sFR
tan ftan f•FN
P
O2
FN
棘轮齿面角 大于摩擦角
或者棘轮对棘爪的总反力FN的作用线在棘爪轴心O1和棘轮 轴心O2之间穿过
（2）偏心块楔紧条件
欲使楔块楔紧棘 轮，则必须有：
O 2 A siF n N O 2 A co fN F sFN