第十二章 其他常用机构
机械原理 其他常见机构
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
国家开放大学机械设计基础形成性考核习题及答案
机械设计基础课程形成性考核作业（一）第1章 静力分析基础1．取分离体画受力图时，__CEF__力的指向可以假定，__ABDG__力的指向不能假定。
A ．光滑面约束力B ．柔体约束力C ．铰链约束力D ．活动铰链反力E ．固定端约束力F ．固定端约束力偶矩G ．正压力2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在__B__的方向上，使投影方程简便；矩心应选在_FG_点上，使力矩方程简便。
A ．与已知力垂直B ．与未知力垂直C ．与未知力平行D ．任意E ．已知力作用点F ．未知力作用点G ．两未知力交点H ．任意点3．画出图示各结构中AB 构件的受力图。
4．如图所示吊杆中A 、B 、C 均为铰链连接，已知主动力F ＝40kN,AB ＝BC ＝2m,＝30.求两吊杆的受力的大小。
解：受力分析如下图列力平衡方程：又因为 AB=BC第2章 常用机构概述1．机构具有确定运动的条件是什么答：当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动2．什么是运动副什么是高副什么是低副答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。
以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。
3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
（1）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （2）n ＝5，P L ＝7，P H ＝0C 处为复合铰链（3）n ＝7，P L ＝10，P H ＝0 （4）n ＝7，P L ＝9，P H ＝1E 、E ’有一处为虚约束F 为局部自由度C 处为复合铰链第3章 平面连杆机构1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取_C_为机架，将得到双曲柄机构。
A ．最长杆B ．与最短杆相邻的构件C ．最短杆D ．与最短杆相对的构件2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。
a ）双曲柄机构b ）曲柄摇杆机构c ）双摇杆机构d ）双摇杆机构3．在图示铰链四杆机构中，已知，l BC =150mm ，l CD =120mm ，l AD =100mm ，AD 为机架；若想得到双曲柄机构，求l AB 的最小值。
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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。
第十二章、十四章习题06(参考答案)
第十二章其他常用机构一、选择题：1、用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比C。
(A) 是变化值；(B) 一定是定值；(C) 在一定条件下才是定值2、在单向间歇运动机构中， A 的间歇回转角在较大的范围内可以调节。
（A）槽轮机构(B) 棘轮机构（C）不完全齿轮机构(D) 蜗杆凸轮式间歇运动机构3、在单向间歇运动机构中， C 可以获得不同转向的间歇运动。
（A）不完全齿轮机构(B) 圆柱凸轮间歇运动机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构4、家用自行车中的“飞轮”是一种超越离合器，是一种 C 。
（A）凸轮机构(B) 擒纵轮机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构二、填空题：1、棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪组成，可实现运动，适用于低速轻载的场合。
其棘轮转角大小的调节方法是：改变主动摇杆摆角的大小、加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿。
2、槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮、机架组成，优点是：结构简单、外形尺寸小、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位，缺点是：存在柔性冲击，适用于速度不太高的场合。
3、擒纵轮机构由擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮及机架组成。
4、擒纵轮机构优点是结构简单，便于制造，价格低廉，缺点是振动周期不很稳定，故主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。
5、凸轮式间歇运动机构由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。
优点是：动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装置，定位精度高，结构紧凑，缺点是：加工成本高，装配与调整的要求严格。
6、不完全齿轮机构由一个或一部分齿的主动轮与按动停时间要求而作出的从动轮相啮合，使从动轮作间歇回转运动。
工作特点是：结构简单，制造容易，工作可靠，动停时间比可在较大范围内变化，但在从动轮的运动始末有刚性冲击，适合于低速、轻载的场合。
7、螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成，通常它是将旋转运动转换为直线运动。
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机械基础(第五版)习题册第四章齿轮传动§4-1 齿轮传动的类型及应用§4-2 渐开线齿廓1、齿轮传动是利用主动轮、从动轮之间轮齿的啮合来传递运动和动力的。
2、齿轮传动与带传动、链传动、摩擦传动相比，具有功率范围宽，传动效率高，传动比恒定，使用寿命长等一系列特点，所以应用广泛。
3、齿轮传动的传动比是指主动轮与从动轮转速之比，与齿数成反比，用公式表示为i12=n1/n2=z2/z1 。
4、齿轮传动获得广泛应用的原因是能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确等。
5、按轮齿的方向分类，齿轮可分为直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和认字齿圆柱齿轮传动。
6、渐开线的形状取决于基圆的大小。
7、形成渐开线的圆称为基圆。
8、一对渐开线齿轮啮合传动时，两轮啮合点的运动轨迹线称为啮合线。
9、以两齿轮传动中心为圆心，通过节点所作的圆称为节圆。
10、在机械传动中，为保证齿轮传动平稳，齿轮齿廓通常采用渐开线。
11、以同一基圆上产生的两条反向渐开线作齿廓的齿轮称为渐开线齿轮。
12、在一对齿轮传动中，两齿轮中心距稍有变化，其瞬时传动比仍能保持不变，这种性质称为传动的可分离性。
§4-3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算1、齿数相同的齿轮，模数越大，齿轮尺寸越大，轮齿承载能力越强。
2、渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远的齿形角越大，基圆上的齿形角等于零度。
3、国家标准规定，渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角等于200。
4、国家标准规定，正常齿的齿顶高系数ha*=1 。
5、模数已经标准化，在标准模数系列表中选取模数时，应优先采用第一系列的模数。
6、直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：两齿轮的模数必须相等；两齿轮分度圆上的齿轮角必须相等。
7、为了保证齿轮传动的连续性，必须在前一对轮齿尚未结束啮合时，使后继的一对轮齿已进入啮合状态。
§4-4 其他齿轮传动简介1、斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮承载能力强，传动平稳性好，工作寿命长。
2021年国家开放大学电大《机械设计基础》章节测试题参考答案
2021年国家开放大学电大《机械设计基础》章节测试题参考答案绪论1.机器是由机构组合而成的，机构的组合一定就是机器。
（×）2.机构都是可动的。
（√）3.所有构件一定都是由两个以上零件组成的。
（×）4.如图所示，已知一重量的物体放在水平面上，水平面和物体间的摩擦系数。
请分析下列情况：（1）（4 分）当作用在物体上的水平力时，（B）。
A.摩擦力为 0，物体处于平衡状态B.摩擦力为 10N，物体处于平衡状态C.摩擦力为 20N，物体处于平衡状态D.摩擦力为 40N，物体滑动（2）（4 分）当作用在物体上的水平力时，（B）。
A.摩擦力为 0，物体处于平衡状态B.摩擦力为 10N，物体处于平衡状态C.摩擦力为 20N，物体处于平衡状态D.摩擦力为 40N，物体滑动（3）（4 分）当作用在物体上的水平力时，（B）。
A.摩擦力为 0，物体处于平衡状态B.摩擦力为 10N，物体处于平衡状态C.摩擦力为 20N，物体处于平衡状态D.摩擦力为 40N，物体滑动一.机构静力分析基础1.只受两个力作用但不保持平衡的物体是二力构件。
（×）2.悬挂的小球静止不动是因为小球对绳向下的重力和绳对小球向上的拉力相互抵消的缘故。
（×）3.作用于刚体上某点的力，作用点沿其作用线移动后，不改变原力对刚体的作用效果。
（√）4.刚体上作用力偶的力偶矩大小与矩心的具体位置无关。
（√）5.作用在刚体上的二力平衡条件是。
A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上B.大小相等、方向相同、作用线相同、作用在同一刚体上C.大小相等、方向相反、作用点相同D.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上6.下图所示的受力系统中，杆AB 的正确受力图为 D 。
A. B.C. D.7.如图所示，已知一重量 G=100N 的物体放在水平面上，水平面和物体间的摩擦系数 fs=0.3。
请分析下列情况：（1）当作用在物体上的水平力 F=10N 时，（B）。
其他常用机构总复习题及解答
第六章 其他常用机构一．考点提要本章的重点是万向联轴节，螺旋机构，棘轮机构及槽轮机构的组成，运动特点及设计要点。
同时也简单介绍不完全齿轮等其他一些间歇运动机构。
1．万向联轴节单万向联轴节由主动轴，从动轴，中间十字构件及机架组成，可用于两相交轴之间的传动，但需注意，从动轴的角速度呈周期性变化，如果以1 和2 分别表示主，从动轴的角速度，以 表示两轴间的夹角，则从动轴转速的变化范围为：121cos /cos （6-1）在实际使用中，为防止从动轴的速度波动过大，单万向铰链机构中两轴的夹角一般不超过20O。
欲使从动轴的角速度实现匀速可采用双万向联轴节，但需要满足以下三个条件：（1） 三轴要共面（2） 中间轴的两叉面共面（3） 主动轴与中间轴及中间轴与从动轴的轴间夹角相等。
若两轴间夹角 ，主动轴转角1 则从动轴转角3 为： 13cos tg tg（6-2） 单万向联轴节机构从动轴的转速为： 31221cos 1sin cos（6-3）2．螺旋机构螺旋机构由螺杆，螺母及机架组成，一般是螺杆主动旋转带动螺母直线运动，只有在极少数情况下，把导程角制作的比摩擦角大，则也可把直线运动变成旋转运动。
当螺杆转动 角时，若单螺旋机构的位移为s ,螺纹的导程为h 则：/(2)s h （6-4）若是差动螺旋机构，即存在两段不同导程分别为B c h h 和的螺纹，则当螺杆转过 角时，螺母的位移为s ：()/(2)B C S h h （6-5）其中：“ ”用于两段螺旋旋向相同，“ ”用于两段螺旋旋向相反。
前者称为差动轮系，后者称为复式轮系。
前者用于微调机构，后者用于快速位移机构。
若需要提高效率可采用多头螺旋。
、3．槽轮机构槽轮机构由主动拨盘及拨盘上的圆销和具有径向槽的从动槽轮以及机架组成。
可将主动拨盘的匀速转动变换为槽轮的间歇运动，但槽轮的转动角不能调节，在槽轮转动的开始和结束时有柔性冲击。
但鉴于其结构简单紧凑，效率高，能平稳地间歇转位，所以得到广泛运用。
第12章_间歇运动机构
图12-22b)
§12-4 不完全齿轮机构
一、不完全齿轮机构的组成、工作原理和特点
1、组成 主动轮1－只有一个 齿或几个齿的 不完全齿轮； 从动轮2－正常齿和 带有锁止弧的 厚齿彼此相间 地组成。
图12-25
2、工作原理 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2 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。
图12-1
2、工作原理:
当摇杆1逆时针方向摆动时， 棘爪3便借助弹簧或自重的作用 插入棘轮2的齿槽内，推动棘轮2 随其转过某一角度。 当摇杆1顺时针方向摆动时， 棘爪3从棘轮2的齿背上滑过。 这时弹簧6迫使止动爪5插
入棘轮2的齿槽，阻止棘轮2反转（顺时针方向转动），故 棘轮2静止不动。
当摇杆连续地往复摆动时，棘轮作单向的间歇运动。
一、槽轮机构的组成、工作原理 和特点 1、组成
①从动槽轮2（具有径向槽及内 凹锁止弧）－间歇变速转动
②主动拨盘1（带有圆销A及外凸 锁止弧）－连续等速转动 ③机架 是３构件高副机构
图12-11
2、工作原理: 拨盘1上的圆销A尚未进入槽 轮2的径向槽时，由于槽轮2的内 凹锁止弧β被拨盘1的外凸圆弧α卡 住，故槽轮2静止不动。 当圆销A开始进入槽轮2的径向 槽时，这时锁止弧被松开，故槽 轮2受圆销A驱使沿逆时针转动。 当圆销A开始脱离槽轮2的径 向槽时，槽轮的另一内凹锁止弧 又被拨盘1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不动，直到 圆销A再进入槽轮2的另一径向槽时，两者又重复上述的 运动循环。
3、槽轮机构的特点
槽轮机构构造简单，外形尺寸小，机械效率高，并且 能较平稳地、间歇地进行转位。 其缺点是在传动过程中的加速度变化较大，存在柔性 冲击，故常用于速度不太高的场合。
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
槽轮棘轮机构ppt课件
3.棘轮机构的类型
双向棘轮机构
双动棘轮机构
回转棘爪双向式
-
勾头双动式
摩擦式
-
单动式
4.棘轮转角的调节
（1）调节摇杆的摆角 （2）变更遮板位置
-
5、特点和应用
（1）棘轮机构具有结构简单、制造方便 和运动可靠等优点，故在各类机械中有广 泛的应用。但是由于回程时摇杆上的棘爪 在棘轮齿面上滑行时引起噪声和齿尖磨损。 同时为使棘爪顺利落入棘轮齿间，摇杆摆 动的角度应略大于棘轮的运动角，这样就 不可避免地存在空程和冲击。此外棘轮的 运动角必须以棘轮齿数为单位有级地变化。 因此棘轮机构不宜应用于高速和运动精度 要求较高的场合。 （2）棘轮机构所具有的单向间歇运动特
α2/ω1²=λ(λ²-1)sinα/(1-2λcosα+λ²) ²
由式可知，当拨盘角速度ω1一定 时，槽轮角速度及角速度及角加速 度的变化取决于槽轮的模数。
-
槽轮运动前半段，槽轮角速度ω2 是增加的，角速度α2>0，后半段相反。 由图可知，当圆销开始进入和退出径向槽时，和外槽轮机构一样，也有角 加速度突变，但当|α| ～0时，角加速度数值迅速下降并趋于零。可见，内 槽轮机构的动力性能比外槽轮机构好得多。
s=（ lA - lB ）φ/（2π）
所以当lA 和 lB 相差很小时，S可以很小。
这种螺旋机构称为微动螺旋机构，常用
于测微计、分度机构及调节机构中。
若两段螺旋的螺纹旋向相反
s=（ lA +lB ）φ/（2π）
这种称为复式螺旋机构，应用于自动定心
夹紧机构。
-
螺旋传动的应用、 特点与分 类
-
12-3 螺旋机构
一、螺纹
螺纹有内外螺纹 之分，他们共同组 成螺旋副。螺纹按 工作性质分为联接 用螺纹和传动用螺 纹。
第12章知识资料机构组合与创新设计(2)
一、基本要求 二、基本概念和基础知识 三、学习重点及难点 四、例题精选 五、试题自测及答案
一、基本要求
1 . 了解基本机构的概念、类型及其运动特性。 2 . 了解机构组成原理与机构创新设计。 3 . 了解机构组合方法（串联组合、并联组合、叠
加组合、封闭组合）与创新设计。
机构的串联组合
前一个机构的输出构件与后一个机构的输入 构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前一 个机构称为前置机构，后一个机构称为后置机 构。其特征是前置机构和后置机构都是单自由 度机构。机构串联组合的目的主要是改变后置 机构的运动速度或运动规律。
机构的并联组合
若干个单自由度的基本机构的输入构件连接在 一起，保留各自的输出运动；或若干个单自由度机 构的输出构件连接在一起，保留各自的输入运动； 或有共同的输入构件与输出构件的连接，称为并行 连接。其特征是各基本机构均是单自由度机构。并 联组合的目的主要是改变机构的动力性能，有时也 用于实现运动的分解或运动的合成。
第三套机构是由7-8-9-10组成的液压 缸机构，叠加在第二套机构的小转 臂7上，最终使铲斗10完成复杂的挖 掘动作。
五、试题自测及答案（1、2、3、4）
1. 试对图示牛头刨床导杆机构的组合方式进行分析。
解
图示牛头刨床的导杆机构为机构的串联组合方式，前置机构 为转动导杆机构，输出杆BE作非匀速运动，从而使从动件4 实现近似匀速往复移动。其中转动导杆机构ABD为前置子机 构，曲柄1为主动件，绕固定轴A匀速转动，使该机构的从动 件2输出非匀速转动。
把各种II级杆组和III级杆组连接到原动件和机 架上，可以组成简单机构；再把各种II级杆组和 III级杆组连接到简单机构的从动件上，可以组成 复杂的机构。依此类推，可以组成各种各样的、 能实现不同功能目标的新机构。
机械原理（第七版）孙桓主编第12章
八、其他常用机构1.将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有、、。
2.当原动件作等速转动时，为了使从动件获得间歇的转动，则可以采用机构。
(写出三种机构名称。
)3.欲将一匀速回转运动转变成单向间歇回转运动，采用的机构有、、等，其中间歇时间可调的机构是机构。
4.齿式棘轮机构制动爪的作用是。
5.径向槽均布的槽轮机构槽轮的最少槽数为。
6.槽数z=4的外啮合槽轮机构，主动销数最多应为。
7.不完全齿轮机构在运动过程中传动比是，而槽轮机构在运动过程中传动比则是。
8.单万向联轴节的转动不均匀系数随两轴夹角β的增大而。
9.传动两相交轴间的运动而又要求两轴间夹角经常变化时可以采用机构。
10.能实现间歇运动的机构有、、。
11.在棘轮机构中，为使棘爪能自动啮紧棘轮齿根不滑脱的条件是。
12.在齿式棘轮机构中，棘轮的模数m是与之比；槽轮的运动系数k是指在主动拨盘的内，时间t与时间t之比。
13.图示棘轮机构棘爪自动啮入的条件是。
14.四槽单销的外槽轮机构的运动系数为。
15.轮齿式棘轮机构的转角可以调整。
(A)有级；(B)无级16.在单销四槽的外槽轮机构中，槽轮转动的时间与静止的时间之比为。
17.有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数z=4，转臂上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系k，静止系数k=。
数18.径向槽均布的外槽轮机构，其径向槽数最少数为，利用槽轮上的作为槽轮机构中的定位装置，齿式棘轮机构棘齿齿面的偏角φ应棘爪与棘齿间的摩擦角。
19.槽轮机构是由、、组成的。
对于原动件转一周槽轮只运动一次的单销外槽轮机构来说，槽轮的槽数应不小于；机构的运动特性系数总小于。
20.主动盘单圆销、径向槽均布的槽轮机构中，槽轮的最少槽数为个，槽数愈多柔性冲击将；在一个运动周期中，其时间与之比称为槽轮机构的运动特性系数k。
21.用单万向节传递相交轴之间的运动时，其瞬时角速比，平均角速比。
22.双万向节传递相交轴之间的运动，在满足下列条件时其主、从动轴角速比为1：193(1)；(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。
其它常用机构
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。
第12章其它常用机构
4 6 作者：潘存云教授
3’ 3
擒纵叉 2
8
1
1‘
5
擒纵轮 21
二、擒纵轮轮机构的类型与应用 固有振动系统型擒纵轮轮机构 ----计时精度高， 无固有振动系统型擒纵轮轮机构 用于钟表。
----结构简单、成本低、计时精度不高，用于自动记 录仪、时间继电器、计数器、定时器、测速器、照 相机快门和自拍器等。
摆杆 棘爪
工作原理：摆杆往复摆动， 棘爪推动棘轮间歇转动。 棘轮 优点：结构简单、制造方便、 运动可靠、转角可调。
作者：潘存云教授
缺点：工作时有较大的冲击和噪音， 止动爪 运动精度较差。适用于速度较低和 载荷不大的场合。
2
二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。
棘轮 类型
第12章 其它常用机构
§12－1 棘轮机构 §12－2 槽轮机构 §12－3 擒纵轮机构 §12－4 凸轮式间隙运动机构 §12－5 不完全齿机构 §12－6 非圆齿轮机构 §12－7 螺旋机构 §12－8 万向铰链机构
1
§12－1 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。
17
i21
2 1
6
i21
(cos 1 2 cos
) 2
5 4
k
(2 1) sin (1 2 cos1 2)2
kα
=α2/
ω
2 1
z=3 8
6
z=4 4
3
z=3
2
z=4
z=6
1
作者：潘存云教授
α
a= 1
z=6
2
α
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二、棘轮机构的分类和应用
按结构特点分 : 齿啮式棘轮、摩擦式棘轮
按运动形式分: 单向、双向运动棘轮机构。
棘 轮 机 构
按运动情况分： 单动式、双动式棘轮机构。
按轮齿分布有： 外缘、内缘、端面棘轮机构。
按转角是否可调: 固定转角、可调转角
应用：应用于速度、载荷不大的场合。
圆销
ω1
o1
锁止弧
2.工作原理：主动件拨盘以等角速度 作连续回转，从动件槽轮作间歇转动。 3.工作特点： 优点：结构简单，制造容易，工作可 靠，能准确控制转角，机械效率高。 缺点：动程不可调，且槽轮在启动和 停止时角速度变化大，有冲击。 4.应用：用于速度不太高的场合。 如：电影放映机
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2φ 90° 2
ω1
在一个运动循环内，槽轮的运动时间ω 2 tm对拨盘的运动时间 t 之比τ 称为运动特
性系数。当拨盘等速转动时，这个时间可 用转角之比来表示。
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第十二章
其它常用机构
三、槽轮机构的主要参数：
对于只有一个圆销的槽轮机构， tm和 t 分别对应于拨盘转过 的角度2φ1和 π 。因此其运动特性系数τ 为：
2z k z2
由上式可知：Z=3时，K=1~5; Z=4或5时，K=1~3; Z≥6时， K=1~2; 槽数z＞9的槽轮机构较少见，因为当中心距一定时，z
越大槽轮的尺寸也越大，转动的惯性力矩也增大，z常取z=4~8。
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第十二章
其它常用机构
槽轮机构设计应注意的问题：
第十二章
其它常用机构
第四节 万向铰链机构机构
作用：用于传递两相交轴之间的动力和运动，而且在传动过程中，两轴之
间的夹角还可以改变。
应用：广泛应用于汽车、机床等机械传动系统中。
1、单万向铰链机构
组成：由端部有叉的轴Ⅰ、Ⅱ分 别与机架和十字头用两个转动副 相联，且十字头的中心与轴Ⅰ、 Ⅱ的交点重合。 运动分析：两轴平均传动比为1，但瞬时传动比是动态变化的。
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第十二章
其它常用机构
2、双万向铰链机构
为了消除从动轴变速转动的缺点，常将两个单万向铰链机构串联实 用，构成双万向铰链机构。
安装要求：
①主动、从动、中间三轴共面；
②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等； ③中间轴两端的叉面应在同一平面内。
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第十二章
其它常用机构
二、槽轮机构的分类和应用：
主、从动轮转向相反，且具有传动较平稳、停歇时间 短、所占空间小等特点。
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第十二章
其它常用机构
二、槽轮机构的分类和应用：
特点：主动轮1和拨销3的轴线均通过球心。当只有一个拨销 时，动停时间相等；当对称布置两个拨销时，可以实现连续 转动。
Fn
Σ =90° da
Ft
Fn sin φ L
> Ffcos φL
φ
齿偏角
∵ Ff= Fn f ，f=tanρ 代入得：
tg φ > f =tg ρ ∴ α> ρ 第十二章 其它常用机构
o1
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四、棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮的画法：
1.几何尺寸的计算： 当选定齿数Z和按照强度要求确定模数m之后，棘轮、棘 爪的主要几何尺寸按以下经验公式计算： 齿顶圆直径：D = mZ
其它常用机构
一、组成、工作原理和工作特点
组成：棘轮、棘爪、摆杆、止 棘爪 棘轮 止动爪 摆杆
动爪和机架组成。
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
弹簧
外啮合棘轮机构
第十二章 其它常用机构
噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的 场合。
槽轮有停歇时间，τ应小于1，所以内槽轮的径向槽数也不能
小于3。由于主动拨盘的圆销在槽轮完成一次转动过程中所对 应的转角总是大于π，所以内槽轮机构的圆销数只能是1。
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第十二章
其它常用机构
第三节 不完全齿轮机构
一、
工作原理
二、
应用
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按棘轮的工作方式分为：单动式、双动式棘轮机构。
单动式棘轮机构 双动式棘轮机构
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第十二章
其它常用机构
二、棘轮机构的分类和应用
按转角是否可调分为：固定转角、可调转角棘轮机构。
φ φ
0 0 1 1 2 2 3 3 4 4
5 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 可调转角的棘轮
一般用于转速不很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中。
电影放映机的送片机构
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第十二章
其它常用机构
二、槽轮机构的分类和应用：
3空闲
六槽内槽轮
2
车螺纹 4
圆销
车帽口
拨盘
切尾 5
1 装牙膏筒
卸牙膏筒
6
六角车床转塔
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α
1
C
2
α
α
1
C
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2 α
第十二章
其它常用机构
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第十二章
其它常用机构
三、棘轮机构的设计要点
正压力－Fn 摩擦力－F f
L Ff M F r
要求在工作时，棘爪在Fn和Ff的作用下，能自动滑入棘轮齿槽。 条件是两者对O2的力矩要满足 如下条件：
φ Ft
A
Mn>Mf
将两个力分解成切向和径向分量
o2
Fr
φ
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第十二章
其它常用机构
1、单万向铰链机构
轴Ⅰ、Ⅱ所夹的锐角为α，两轴角 速度之比关系如下： 2 cos i12 1 1 sin 2 cos2
ω1cos α ≤ ω2 ≤ω1/cos α
由于单万向铰链机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ从动轴的角速度作周期性变化， 因而在传动中将引起附加动载荷，使轴产生震动。为消 除这一缺点，可采用双万向铰链机构。
3
2 3 1 1
2
4
2
超越离合器
摩擦式棘轮机构
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第十二章
其它常用机构
二、棘轮机构的分类和应用
按转向是否可调分为：单向式棘轮机构和双向式棘轮机构。
A B B’
棘轮可双向运动
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第十二章
其它常用机构
二、棘轮机构的分类和应用
二、 类型及应用
内啮合不完全齿轮机构
外啮合不完全齿轮机构
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第十二章
其它常用机构
二、 类型及应用
1
2
不完全齿轮齿条机构
应用：用于多工位、多工序的自动机 和半自动机工作台的间歇转位，以及 计数机构和某些间歇进给机构中。
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4.k=1的单销外槽轮机构，槽轮的槽数无论取多少，运动特性 系数τ总是小于0.5。 5.当要求拨盘转一周，槽轮k次停歇的时间互不相等时，则可 将圆销不均匀地分布在主动拨盘等径的圆周上。
6.内槽轮机构的拨销与槽轮转向相同，运动特性系数τ为：
tm 201 z 2 t 2 2z
内槽轮机构的运动特性系数总是小于0.5，但为了保证
第十二章 其它常用机构
第一节
第二节 第三节 第四节
《机械原理》
棘轮机构
槽轮机构
定义
不完全齿轮机构 万向铰链机构
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第一节 棘轮机构
一、组成、工作原理和工作特点
二、棘轮机构的分类和应用
三、棘轮机构的设计要点
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第十二章
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第十二章
其它常用机构
二、棘轮机构的分类和应用
按轮齿分布分为：
外啮合棘 轮机构
内啮合棘轮机构
端面啮合棘轮机构
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第十二章
其它常用机构
二、棘轮机构的分类和应用
按结构特点分为：齿啮式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
1 3
o2
槽轮
ω2
第十二章
其它常用机构
二、槽轮机构的分类和应用：
1.分类：1）外接式
2）内接式
3）不等臂多圆销槽轮机构
4）球面槽轮机构
5）偏置式槽轮机构 6）曲线槽轮机构 2.应用：用于速度不高的场合。
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第十二章
其它常用机构
二、槽轮机构的分类和应用：