杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解 第6章 间歇运动机构【圣才出品】
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开，因此槽轮 2 受圆销 A 驱使沿逆时针方向转动。当圆销 A 开始脱出槽轮的径向槽时，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。
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第 6 章 间歇运动机构
6.1 复习笔记
一、棘轮机构 1．棘轮机构的工作原理 （1）棘轮机构的工作原理 ①在图 6-1-1 所示棘轮机构中，棘轮 2 固连在轴 4 上，其轮齿分布在轮的外缘（也可 分布于内缘或端面），原动件 1 空套在轴 4 上。 ②当原动件 1 逆时针方向摆动时，与它相连的驱动棘爪 3 便借助弹簧或自重的作用插 入棘轮的齿槽内，使棘轮随着转过一定的角度，这时止回棘爪 5 在棘轮的齿背上滑过。 ③当原动件 1 顺时针方向摆动时，驱动棘爪 3 便在棘轮齿背上滑过，而止回棘爪 5 则 在簧片 6 的作用下插入棘轮的齿槽，阻止棘轮顺时针方向转动，故棘轮静止不动。 ④当原动件 1 连续往复摆动时，棘轮作单向的间歇转动。 （2）棘轮机构的分类 ①双动式棘轮机构 ②可变向棘轮机构 常应用在牛头刨床工作台的进给装置中。 ③摩擦式棘轮机构 传动较平稳，噪声小，但其接触表面间容易发生滑动，故运动准确性差。
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2．棘爪工作条件
图 6-1-1 棘轮机构
图 6-1-2 棘爪受力分析 （1）如图 6-1-2 所示，为了使棘爪受力最小，应使棘轮齿顶 A 和棘爪转动中心 O2 的 连线垂直于棘轮半径 O1A，即∠O1AO2＝90°。 （2）轮齿对棘爪作用的力有：正压力 Fn 和摩擦力 Ff。当棘齿偏斜角为j时，力 Fn 有 使棘爪逆时针转动落向齿根的倾向；而摩擦力 Ff 阻止棘爪落向齿根。 （3）为了保证棘轮正常工作，使棘爪啮紧齿根，必须使力 Fn 对 O2 的力矩大于 Ff 对 O2 的力矩，即
见，通常取 20 。
3．棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮齿形的画法
当选定齿数 z 和按照强度要求确定模数 m 之后，棘轮和棘爪的主要几何尺寸可按以下
经验公式计算：
（1）顶圆直径 D mz ； （2）齿高 h 0.75m ； （3）齿顶厚 a m ； （4）齿槽夹角 60 或 55 ； （5）棘爪长度 L=2 m 。
四、凸轮间歇运动机构 1．形式 凸轮间歇运动机构通常有如下两种形式： （1）圆柱形凸轮间歇运动机构； （2）蜗杆形凸轮间歇运动机构。 2．优点
较大的振动和冲击，所以很少应用。
（2）拨盘圆销数 K
如果拨盘 1 上装有数个圆销，则可得到τ＞0.5 的槽轮机构，设均匀分布的圆销数为 K，
则一个循环中，槽轮 2 的运动时间为只有一个圆销时的 K 倍，即 K ( z 2) 运动特 2z ，
性系数τ还应当小于
1，则
K
2z z2
。由上式可知，当
z＝3
tm
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2 z
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z2
t 2 2 2 z 2z
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为保证槽轮运动，其运动特性系数τ应大于零，则 z≥3。但槽数 z＝3 的槽轮机构，由
于槽轮的角速度变化很大，圆销进入或脱出径向槽的瞬间，槽轮的角加速度也很大，会引起
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因 Ff fFn 和 f tan ，代入上式得 tan tan ，故φ＞ρ
式中， 为棘齿与棘爪之间的摩擦角。当摩擦系数 f 0.2 时， 1130 ' 。为可靠起
二、槽轮机构 1．槽轮机构的工作原理 （1）槽轮机构的组成 如图 6-1-3 所示，槽轮机构由具有径向槽的槽轮 2、带有圆销 A 的拨盘 1 和机架组成。 （2）槽轮机构的工作原理 ①拨盘 1 作匀速转动时，驱使槽轮 2 作时转时停的间歇运动。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。 ②图 6-1-3 所示位置是当圆销 A 开始进入槽轮 2 的径向槽时的情况。这时锁止弧被松
（3）槽轮机构的特点 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 机卷片机等自动机械中得到广泛的应用。
图 6-1-3 槽轮机构
2．槽轮机构的主要参数
（1）槽数 z
如图 6-1-3 所示，设 z 为均匀分布的径向槽数目，在一个运动循环内，槽轮 2 的运动
时间 tm 对拨盘 1 的运动时间 t 之比值τ称为运动特性系数，为
时，圆销数可为
1～5；当
z
＝4 或 5 时，圆销数可为 1～3；而当 z≥6 时，圆销数可为 1 或 2。
三、不完全齿轮机构 1．组成 如图 6-1-4 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地组成。 2．运动规律 （1）当主动轮 1 的有齿部分作用时，从动轮 2 就转动； （2）当主动轮 1 的无齿圆弧部分作用时，从动轮停止不动。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。 （3）每当主动轮 1 连续转过一圈时，图 6-1-4（a）、（b）所示机构的从动轮分别间歇 地转过 1/8 圈和 1/4 圈。
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图 6-1-4 不完全齿轮机构 3．特点 （1）当主动轮匀速转动时，这种机构的从动轮在运动期间也保持匀速转动； （2）当从动轮由停歇而突然达到某一转速以及由某一转速突然停止时，都会像等速运 动规律的凸轮机构那样产生刚性冲击；因此，不宜用于主动轮转速很高的场合。 4．应用 常应用于计数器、电影放映机和某些具有特殊运动要求的专用机械中。
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开，因此槽轮 2 受圆销 A 驱使沿逆时针方向转动。当圆销 A 开始脱出槽轮的径向槽时，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。
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第 6 章 间歇运动机构
6.1 复习笔记
一、棘轮机构 1．棘轮机构的工作原理 （1）棘轮机构的工作原理 ①在图 6-1-1 所示棘轮机构中，棘轮 2 固连在轴 4 上，其轮齿分布在轮的外缘（也可 分布于内缘或端面），原动件 1 空套在轴 4 上。 ②当原动件 1 逆时针方向摆动时，与它相连的驱动棘爪 3 便借助弹簧或自重的作用插 入棘轮的齿槽内，使棘轮随着转过一定的角度，这时止回棘爪 5 在棘轮的齿背上滑过。 ③当原动件 1 顺时针方向摆动时，驱动棘爪 3 便在棘轮齿背上滑过，而止回棘爪 5 则 在簧片 6 的作用下插入棘轮的齿槽，阻止棘轮顺时针方向转动，故棘轮静止不动。 ④当原动件 1 连续往复摆动时，棘轮作单向的间歇转动。 （2）棘轮机构的分类 ①双动式棘轮机构 ②可变向棘轮机构 常应用在牛头刨床工作台的进给装置中。 ③摩擦式棘轮机构 传动较平稳，噪声小，但其接触表面间容易发生滑动，故运动准确性差。
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2．棘爪工作条件
图 6-1-1 棘轮机构
图 6-1-2 棘爪受力分析 （1）如图 6-1-2 所示，为了使棘爪受力最小，应使棘轮齿顶 A 和棘爪转动中心 O2 的 连线垂直于棘轮半径 O1A，即∠O1AO2＝90°。 （2）轮齿对棘爪作用的力有：正压力 Fn 和摩擦力 Ff。当棘齿偏斜角为j时，力 Fn 有 使棘爪逆时针转动落向齿根的倾向；而摩擦力 Ff 阻止棘爪落向齿根。 （3）为了保证棘轮正常工作，使棘爪啮紧齿根，必须使力 Fn 对 O2 的力矩大于 Ff 对 O2 的力矩，即
见，通常取 20 。
3．棘轮、棘爪的几何尺寸计算及棘轮齿形的画法
当选定齿数 z 和按照强度要求确定模数 m 之后，棘轮和棘爪的主要几何尺寸可按以下
经验公式计算：
（1）顶圆直径 D mz ； （2）齿高 h 0.75m ； （3）齿顶厚 a m ； （4）齿槽夹角 60 或 55 ； （5）棘爪长度 L=2 m 。
四、凸轮间歇运动机构 1．形式 凸轮间歇运动机构通常有如下两种形式： （1）圆柱形凸轮间歇运动机构； （2）蜗杆形凸轮间歇运动机构。 2．优点
较大的振动和冲击，所以很少应用。
（2）拨盘圆销数 K
如果拨盘 1 上装有数个圆销，则可得到τ＞0.5 的槽轮机构，设均匀分布的圆销数为 K，
则一个循环中，槽轮 2 的运动时间为只有一个圆销时的 K 倍，即 K ( z 2) 运动特 2z ，
性系数τ还应当小于
1，则
K
2z z2
。由上式可知，当
z＝3
tm
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z2
t 2 2 2 z 2z
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式中， 为棘齿与棘爪之间的摩擦角。当摩擦系数 f 0.2 时， 1130 ' 。为可靠起
二、槽轮机构 1．槽轮机构的工作原理 （1）槽轮机构的组成 如图 6-1-3 所示，槽轮机构由具有径向槽的槽轮 2、带有圆销 A 的拨盘 1 和机架组成。 （2）槽轮机构的工作原理 ①拨盘 1 作匀速转动时，驱使槽轮 2 作时转时停的间歇运动。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。 ②图 6-1-3 所示位置是当圆销 A 开始进入槽轮 2 的径向槽时的情况。这时锁止弧被松
（3）槽轮机构的特点 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 机卷片机等自动机械中得到广泛的应用。
图 6-1-3 槽轮机构
2．槽轮机构的主要参数
（1）槽数 z
如图 6-1-3 所示，设 z 为均匀分布的径向槽数目，在一个运动循环内，槽轮 2 的运动
时间 tm 对拨盘 1 的运动时间 t 之比值τ称为运动特性系数，为
时，圆销数可为
1～5；当
z
＝4 或 5 时，圆销数可为 1～3；而当 z≥6 时，圆销数可为 1 或 2。
三、不完全齿轮机构 1．组成 如图 6-1-4 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地组成。 2．运动规律 （1）当主动轮 1 的有齿部分作用时，从动轮 2 就转动； （2）当主动轮 1 的无齿圆弧部分作用时，从动轮停止不动。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。 （3）每当主动轮 1 连续转过一圈时，图 6-1-4（a）、（b）所示机构的从动轮分别间歇 地转过 1/8 圈和 1/4 圈。
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图 6-1-4 不完全齿轮机构 3．特点 （1）当主动轮匀速转动时，这种机构的从动轮在运动期间也保持匀速转动； （2）当从动轮由停歇而突然达到某一转速以及由某一转速突然停止时，都会像等速运 动规律的凸轮机构那样产生刚性冲击；因此，不宜用于主动轮转速很高的场合。 4．应用 常应用于计数器、电影放映机和某些具有特殊运动要求的专用机械中。