其他常用机构

第七章其他常用机构

基本要求:

1. 了解万向联轴节、螺旋机构的工作原理、类型、运动特点、优缺点和用途。

2. 了解间歇运动机构在设计中对从动件的动、停时间和位置的要求

及对其动力性能的要求。

3. 掌握棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点、功能和适用场合。

4. 了解凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构的工作原理、特点、功能及适用场合。

教学内容:

1. 万向联轴节

2. 螺旋机构

3. 棘轮机构

4. 槽轮机构

5. 不完全齿轮机构

6. 凸轮式间歇运动机构

7. 非圆齿轮机构

重点难点:

本章学习的重点是掌握常用的一些间歇运动机构的工作原理、运动特点和功能，并了解其适用场合。在进行机械系统方案设计时，能够根据工作要求，正确选择机构的类型。

§7－1 万向联轴节

1、单万向联轴节

单万向联轴节用来传递两相交轴间的转动。

主动轴与从动轴间的瞬时角速度比：

当φ1＝00或1800时，

当φ1＝900或2700时，

2、双万向联轴节

双万向联轴节是由左右两单万向节组成。

对于联接相交的或平行的两轴的双万向联轴器，如要使主、从动轴的角速度相等，即角速比等于1，则必须满足下列条件：1）β1＝β2；

2）中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。

3、万向联轴节的特点和应用

特点：（1）单万向联轴节的特点：当两轴夹角变化时仍可继续工

作，而只影响其瞬时传动比的大小。

（2）双万向联轴节的特点：当两轴夹角变化时，不但可以继续工作，而且能保证等角速比。

应用：常用来传递平行轴或相交轴的转动，在机械中得到广泛应用。

§7－2 螺旋机构

1、螺旋机构的工作原理和类型

由螺旋副联接相邻构件而成的机构称为螺旋机构。

常用的螺旋机构除螺旋副外还有转动副和移动副。

2、螺旋机构的特点和应用

特点：

结构简单、制造方便，能将回转运动变换为直移运动，运动准确性高，降速比大，可传递很大的轴向力，工作平稳、无噪声，有自锁作用，但效率低，需有反向机构才能反向传动。

应用：

螺旋机构在机械工业、仪器仪表、工装夹具、测量工具等广泛应用。

如: 螺旋压力机、千斤顶、车床刀架和工作台的移动、台钳、车厢联接器、螺旋测微器、绘图仪器的两脚规等。

§7－3 棘轮机构

一、间歇运动机构设计的基本问题

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。

在实际设计和使用间歇运动机构的时候，往往需要注意以下基本问题：

1、对从动件动、停时间的要求

在间歇运动机构中，从动件的运动时间一般是机床和自动机做送进、转位等辅助工作的时间，而其停歇时间往往是机床或自动机进行工艺加工的时间。二者的比值为动停时间比：

式中,为从动件在一个运动周期中的运动时间，为其停歇时间。

2、对从动件动、停位置的要求

根据设计要求,选取从动件运动行程的大小，注意从动件停歇位置的准确性。

3、对间歇运动机构动力特性的要求

尽量保证间歇运动机构动作平稳、减少冲击，尤其要减少高速运动构件的惯性负荷，合理选择从动件的运动规律。

二、棘轮机构的组成和工作原理

棘轮机构主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成。

工作原理：当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿内，推动棘轮同向转动一定角度。当主动摆杆顺时针摆动时，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇转动。利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可靠。

三、棘轮机构的类型和特点

1、常用棘轮机构的分类

按结构分类——齿式棘轮机构

摩擦式棘轮机构

按啮合方式分类——外啮合式

内啮合式

按运动形式分类——单向间歇转动

单向间歇移动

双动式棘轮机构

双向式棘轮机构

1. 按结构分类

齿式棘轮机构

优点：1．齿式棘轮机构的结构简单，运动可靠;

2．主从动关系可互换，动程可在较大范围内调节，动停

时间比可通过选择合适的驱动机构实现。

缺点：动程只能有级调节；有噪声、冲击、磨损，不宜用于高速场合。

摩擦式棘轮机构

特点：1．摩擦式棘轮机构传动平稳、无噪音，传递扭矩较大，

动程可无级调节。

2．由于靠摩擦力传动，会出现打滑现象，一方面

可起到过载保护，另一方面也使传动精度降

低。适用于低速轻载的场合。

2. 按啮合方式分类

外啮合式——棘轮机构的棘爪或楔块安装在棘轮的外部，应用较广，其缺点是占用空间较大。

内啮合式——棘轮机构的棘爪或楔块安装在棘轮的内部，其特点为结构紧凑，外形尺寸小。

3. 按运动形式分类

向间歇转动——的从动件只做单向间歇转动。

单向间歇移动——当棘轮半径为无穷大时，棘轮就成为了棘齿条，主动

件往复摆动时，棘爪即推动棘齿条做单向间歇移动。

双动式棘轮机构——在主动摆杆上安装两个主动棘爪，在其向两个方向

往复摆动的过程中分别带动两棘爪，依次推动棘轮转

动，称此棘轮机构为双动式棘轮机构。单动式棘轮机

构是当主动件向某一方向运动时，才能使棘轮转动的

棘轮机构。双动式棘轮机构与单动式棘轮机构相比，

结构紧凑，承载较大。

双向式棘轮机构——可以实现棘轮两方向间歇运动，这类棘轮机构称为双向式棘轮机构。其工作原理是变换棘爪相对棘轮的位置，实现棘轮的变向。

四、棘轮机构的功能

棘轮机构种类繁多，运动形式多样，在工程实际中得到了广泛的应用。

其主要功能如下：1．间歇送进（牛头刨床的间歇送进机构）

2．制动（卷扬机制动机构）

3．转位、分度（手枪盘分度机构）

4．超越离合（钻床的自动进给机构）

1. 间歇送进

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。为了实现工作台的双向间歇送进，由齿轮机构、曲柄摇杆机构和双向式棘轮机构组成了工作台换向进给机构。

2. 制动

卷扬机制动机构中卷筒、棘轮和大皮带轮（被遮住）为一体，杆1和杆2调整好角度后紧固为一体，杆2端部与皮带导板铰接。当皮带突然断裂时，皮带导板失去支撑而下摆，使杆1端齿与棘轮啮合，阻止卷筒逆转，起到制动作用。