其他常用机构他常用机构
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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
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
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
险的截面直径。 3）中径（ d2、D2 ）介于大、小径圆柱体之间、螺纹的牙厚
与牙间宽相等的假想圆柱体直径。它是确定螺纹几何参数和配合
性质的直径。 4）线数n 螺纹的螺旋线数目，也称头数，可分为单线、双线、 三线等。 5）螺距P 相邻两牙在中径上对应点间的轴向距离。 6）导程L 同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的轴 向距离。L=nP
7）螺旋升角ψ 中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线
平面之间的夹角。
8）牙形角α 在轴向平面内螺纹牙形两侧边的夹角。
常用的牙形有：三角形、矩形、梯形和锯齿形。
二、螺旋机构的传动效率与自锁 1、传动效率
讲解书中公式
2、自锁条件 螺纹副被拧紧后，如不加反向外力矩，则不论轴向载荷多大，
也不会自动松开，此现象称为螺纹副的自锁性能。其自锁条件：
构。 螺杆与螺母组成低副，粗看似乎有转动和移动两个自由度， 但转动与移动之间存在必然联系，故它仍只能视为一个自由度。 按运动和受力情况分：传递运动、传递动力和调整三种。 按螺旋副的摩擦性质分：滑动螺旋机构、滚动螺旋机构和静 压螺旋机构三种。
优点：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。 缺点：摩擦损耗大、传动效率低。随着滚珠螺纹的出现，这 些缺点已得到很大改善。
第 十 章 其 它 常 用 机 构
2. 棘轮的齿形 棘轮单向回转 非对称梯形 三角形
(载荷较小时使用) 载荷较小时使用)
棘轮双向回转： 棘轮双向回转： 矩形
棘轮齿形和其它尺寸的计算可参阅机械设计 的有关手册。 的有关手册。
四、槽轮机构
棘轮机构是一种应用很 广泛的间歇运动机构。 广泛的间歇运动机构。
组成和特点 类型 运动分析 设计要点
O1
τ = Td
2 α1 T = 2π
2π 2 ϕ2 = z
槽轮径向槽数
2 α = π - 2 ϕ2
1 1 τ= − 2 z
1 1 τ= − 2 z
由此得出结论： 由此得出结论： 运动系数 运动系数 若需要使
τ >0 τ < 0.5
故
即最少为３ z ≥ 3 ，即最少为３槽
τ > 0.5
，可在拨盘上均匀地放置 m 个圆销
星轮 1 逆时针回转时，滚 逆时针回转时， 带动套筒一同回转。 柱 4 带动套筒一同回转。 顺时针回转时， 星轮 1 顺时针回转时，套筒 停止不动。 停止不动。 套筒只随星轮逆时针方向回 从这个意义上说， 转，从这个意义上说，它是 一个单向离合器 单向离合器。 一个单向离合器。
它也可以成为一个超越离合器： 它也可以成为一个超越离合器： 超越离合器 当套筒从另一条传动路线得到一个更快的逆时针回 转速度时，星轮相对于套筒成了顺时针回转， 转速度时，星轮相对于套筒成了顺时针回转，楔形空 间中的摩擦不再起作用， 间中的摩擦不再起作用，套筒可以超越星轮以高速转 超越离合器在机床中有所应用， 动。超越离合器在机床中有所应用，它使正常切削的 运动链和快速运动的运动链可并行不悖地起作用。 运动链和快速运动的运动链可并行不悖地起作用。
槽轮在圆柱销驱动下 转过 90 度。 圆柱销即将脱离径向 槽的瞬间， 槽的瞬间，槽轮上的另一 个锁止弧又被锁住， 个锁止弧又被锁住，槽轮 又静止不动。 又静止不动。
第9章 其它常用机构
③ 分别计算出各传动路线的传动比为：
1/2 1 2 4 其中不难看出：我们得到的四个传动比是以倍数2递 增的，形成等比数列，故把具有此特点的机构称为倍 增变速机构。 *注意图中的固定齿轮、滑移齿轮和空套齿轮的工作 特点以及它们的识别标记。
（4）拉键变速机构
如图所示：齿轮Z1,Z3,Z5,Z7 固定在主动轴3上；齿轮 Z2,Z4,Z6,Z8
空套在从动套筒轴2上，中间用垫圈分隔。插入套筒轴孔 中的手柄轴4的前端设有弹簧键1，可由套筒轴的穿通的长 槽中弹出，嵌入任一个空套齿轮的键槽中（图示位置键嵌 入齿轮Z8内孔的键槽），从而可将主动轴的运动通过齿轮 副和弹簧键传给从动轴。图示位置中，运动的传递是通过 齿轮Z7与Z8实现。此时空套齿轮Z2、Z4、Z6因与齿轮Z1、 Z3、Z5啮合，所以也在转动，且转速各不相同，但它们 的转动与从动轴的回转无关。
二、无级变速机构
1．滚子——平盘式无级变速器 2．钢球无级变速器
3．菱锥无级变速器
4．宽Ⅴ带无级变速器
各式机械式无级变速器
§9-2换向机构
一、三星轮换向机构
二、离合器锥齿轮换向机构
§9—3 间歇机构
一、棘轮机构 1、棘轮机构的工作原理
摆杆1左右摆动，当摆杆左摆时，棘爪4 插入棘轮3的齿内推动棘轮转过某一角度。 当摆杆右摆时，棘爪4滑过棘轮3，而棘轮 静止不动，往复循环。制动爪5——防止棘轮 反转 这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距， 且工作时有响声。
3、棘轮机构的特点及应用
有齿的棘轮机构运动可靠，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。
第九章 机械其他常用机构
图1
图2
放
刀
映
架
ห้องสมุดไป่ตู้
机
转
的
位
卷
机
片
构
机
构
本章小结
1、机械式变速机构的有级变速机构、无级变速机构的类型 和工作原理。 2、机械式换向机构的常用类型和工作原理。 3、棘轮机构、槽轮机构等间歇机构的常见类型和工作原理。
前述棘轮机构，棘轮的转角都是以棘轮的轮齿为单位的，即棘轮转角 的改变都是有级的。
(2)摩擦式棘轮机构
若要无级地改变棘轮的转角，可采用无棘齿的摩擦棘轮机构(图4）， 该机构是摩擦棘轮机构中的一种。摩擦式棘轮机构的使用优点是无 噪声，多用于轻载间歇运动机构。
第三节 间歇机构
二、槽轮机构
1、槽轮机构的工作原理
槽轮机构能把主动轴的等速连续运动转变为从动轴周期性的间歇运动， 槽轮机构常用于转位或分度机构。图1所示为一单圆外啮合槽轮机构，它 由带圆柱销2的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮3和机架等组成。槽轮 机构工作时，拨盘为主动件并以等角速度连续回转，从动槽轮作时转时 停的间歇运动。
当圆销2未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外 凸圆弧卡住，故槽轮静止不动。图1a所示为圆销2刚开始进入槽轮径向 槽的位置。这时锁止弧刚好被松开，随后槽轮受圆销2的驱使而沿反向 转动。当圆销2开始脱出槽轮的径向槽时（图1b），槽轮的另一内凹锁 止弧又被曲柄的外凸圆弧卡住，致使槽轮又静止不动，直到曲柄上的圆 销2进入下一径向槽时，才能重复上述运动。这样拨盘每转一周，槽轮 转过两个角度。
图 2 滑 移 齿 轮 变 向 机 构
第二节 换向机构
3、圆锥齿轮变向机构
图所示为圆锥齿轮变向机构。在图a中，两个端面带有爪形齿的圆锥齿轮 Z2和Z3，空套在水平轴上，这两个圆锥齿轮能与同轴上可滑移的双向爪形离合 器啮合或分离，双向爪形离合器和水平轴用键联接。另一个圆锥齿轮Z1固定在 垂直轴上。当圆锥齿轮Z1旋转时，带动水平轴上两个圆锥齿轮Z2和Z3，这两个 齿轮同时以相反的方向在轴上空转。如果双向离合器向左移动，与左面圆锥齿 轮Z2上的端面爪形齿啮合，那么运动由左面的圆锥齿轮Z2通过双向离合器传给 水平轴；若双向离合器向右移动，与圆锥齿轮Z3端面爪形齿啮合，那么运动将 由圆锥齿轮Z3通过双向离合器传给水平轴，且旋转方向相反。图b所示为滑移 齿轮式变向机构。通过水平轴上的滑移齿轮，使左或右齿轮与主动轮分别啮合， 水平轴可得到转向相反的转动。
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
其它常用机构
（a）带传动机构
（b）链传动机构
机械工程学院机械设计系
8.2 广义机构
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。
机械工程学院机械设计系
1、液压机构
液压二手挖掘机
压紧机构
机械工程学院机械设计系
2、气动机构
机械手抓取机构
摆杆机构
机械工程学院机械设计系
3、电磁传动机构
电磁回转机构
电锤机构
机械工程学院机械设计系
4、光电机构
光电动机
光化学回转活 塞式行星马达
机械工程学院机械设计系
5、微型机构
带叶轮的多晶硅 涡轮机（叶轮直 径125μ m）
机械工程学院机械设计系
第8章 其它常用机构
机械工程学院机械设计系
8.1 其它常用机构 1、万向联轴节
（a）单万向联轴节
（b）双万向联轴节
机械工程学院机械设计系
应用：
多头转床
汽车驱动系统
机械工程学院机械设计系
2、非圆齿轮机构
（a）椭圆齿轮机构
（b）偏心圆形齿轮及其共轭齿轮机构
机械工程学院机械设计系
磁致伸缩微位移机构
压电式三自由度系
3、螺旋机构
微调机构
螺旋式压榨机构
机械工程学院机械设计系
4、摩擦传动机构
摩擦传动机构由两相互压紧的圆柱(锥)形摩擦轮及 压紧装置等组成，并依靠接触面间的摩擦力传递运 动和动力。
机械工程学院机械设计系
机械基础第九章课件其它常用机构
机械基础
1、常用类型： （2）塔齿轮变速机构
1-主动轴 2-导向键 3-中间齿轮支架 4-中间齿轮 5-拨叉 6-滑移齿轮 7-塔齿轮 8-从动轴 9、10-离合器 11-丝杠 12-光杠齿轮 13光杠
原理：主动轴上滑移齿轮通过中间轮与从动轴上塔齿 轮中任意一个齿轮啮合。 特点：机构的传动比与塔齿轮的齿数成正比；传动比 成等差数列；常用于车床进给箱。
机械基础
2、常用类型： （2）锥轮—端面盘式无级变速机构
1-锥轮 3-弹簧 5-齿轮 7-链条
2-端面盘 4-齿条 6-支架 8-电动机
特点：传动平稳，噪音低，结构紧凑，变速范围大。
机械基础
2、常用类型： （3）分离锥轮式无级变速机构
1-电动机 2、4-锥轮 3-杠杆 6-支架 5-从动轴 7-螺杆
时，才能推动棘轮转动。
机械基础
2、齿式棘轮机构的常见类型及特点 （1）外啮合式 双动式棘轮机构：有两个驱动棘爪，当主动件作往复摆动时，有两
个棘爪交替带动棘轮沿同一方向作间歇运动。
直头棘爪
钩头棘爪
机械基础
2、齿式棘轮机构的常见类型及特点 （1）外啮合式 可变向式棘轮机构：可改变棘轮的运动方向。
机械基础
机械基础
2、有级变速机构的特点： 可以实现一定转速范围内的分级变速； 变速可靠； 传动比准确； 结构紧凑； 高速时不够平稳，变速有噪音。
机械基础
二、无级变速机构 1、原理：依靠摩擦力来传递转矩，适当地改变主从动 件的转动半径，可使输出轴的转速在一定范 围内无级变化。 2、常用类型： （1）滚子平盘式无级变速机构 特点：结构简单，磨损严重。
机械基础
3、齿式棘轮机构转角的调节 （2）利用覆盖罩： 转动覆盖罩，遮挡部分棘齿，当摇杆带动 棘爪摆动时，棘爪在罩上滑动，没有推动相应的 齿，从而起到调节转角的作用。
机械设计常用机构
机械设计常用机构机械设计是一门综合性的学科，涉及到各种各样的机构和装置。
在机械设计中，机构是非常重要的一部分，它负责传递和转换力、运动和能量，从而实现机械装置的各项功能。
在机械设计中，常用的机构有很多种。
这些机构可以根据其功能、结构和运动特性进行分类和归纳。
下面，我将对一些常用的机构进行介绍。
一、连杆机构连杆机构是机械设计中最基本也是最常用的一种机构。
它由杆件和关节组成，通过杆件的连接和关节的运动，实现力和运动的传递。
连杆机构广泛应用于各种机械装置中，如汽车发动机的连杆机构、拉杆机构等。
二、齿轮机构齿轮机构是一种通过齿轮的相互啮合来传递运动和力的机构。
齿轮机构具有传动比恒定、传递力矩大、传递效率高等特点，广泛应用于各种传动装置中，如汽车变速器、机床传动等。
三、减速机构减速机构主要通过齿轮、皮带等传动元件将输入的高速运动转换为输出的低速运动。
减速机构在机械设计中非常常见，用于满足不同场合的运动速度要求。
四、滑块机构滑块机构是一种通过滑块在导轨上做直线运动来实现运动转换和力传递的机构。
滑块机构广泛应用于各种机械装置中，如工具机的进给机构、压力机的传动机构等。
五、摆线机构摆线机构是一种通过连杆和摆线来实现直线运动的机构。
它通过摆线的特殊形状和连杆的运动，将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于各种机械装置中，如剪切机的摆线滑块机构、织机上纬缸的摆线机构等。
六、万向节机构万向节机构是一种通过球面和容器来实现输动与变动传动的机构。
它具有结构简单、运动灵活等优点，广泛应用于汽车、船舶和航空等领域。
以上介绍的只是机械设计中的一小部分常用机构，还有很多其他的机构在实际设计中也扮演着重要的角色。
在进行机械设计时，我们需要根据具体的应用要求和设计目标选择合适的机构，合理地组合和运用这些机构，以实现设计的目的。
总结起来，机械设计中常用的机构有连杆机构、齿轮机构、减速机构、滑块机构、摆线机构和万向节机构等。
这些机构在机械装置中起着重要的作用，通过它们的运动和力传递，实现了各种功能和要求。
其他常用机构
第九章其他常用机构（了解）有级变速机构原理：通过改变机构中某一级的传动比的大小来实现转速的变换。
特点：优点—①传动可靠②传动比准确③结构紧凑缺点—①高速回转时不够平稳②变速时有噪声（了解）无级变速机构原理：依靠摩擦传动传递转矩，改变主动件和从动件的传动半径，使输出轴的转速在一定范围内无级变化。
特点：优点—①传动平稳②有过载保护缺点—①传动比不准确，传动不可靠（了解）无极变速机构常用类型及工作特点①滚子平盘式无级变速机构：结构简单，制造方便，但存在较大的相滑动，磨损严重。
②锥轮—端面盘式无级变速机构：传动平稳，噪声小，结构紧凑，变速范围大。
③分离锥轮式无级变速机构：传动平稳，变速较可靠。
（了解）常见的换向机构类型及工作特点①三星轮换向机构：利用惰轮来实现从动件回转方向的变换的；应用：卧式车床走刀系统。
②离合器锥齿轮换向机构（掌握）齿式棘轮机构※※齿式棘轮机构棘轮转角的调整①改变棘爪的运动范围。
改变摇杆摆角常可通过改变曲柄AB的长度来实现。
②利用覆罩盖。
计算公式：θ=360°×K/z※※齿式棘轮应用特点优点：①结构简单②制造方便③运动可靠④棘轮转角调节方便缺点：①存在刚性冲击（棘爪与棘轮接触和分离的瞬间）②运动平稳性差③会产生噪声④齿尖磨损快。
应用场合：不适于高速传动，常用于主动件速度不大、从动件行程需要改变的场合，如机床的自动进给、送料、自动计时、制动、超越等。
※※常见的应用举例①牛头刨床的横向进给机构②自行车后轴的齿式棘轮超越机构③防逆转棘轮机构（起重设备中）（掌握）摩擦式棘轮机构原理：靠偏心楔块和棘轮间的楔紧所产生的摩擦力来传递动力的。
特点：传动平稳、无噪声；动程可无级调节。
但因靠摩擦力传动，承载能力较小，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。
适用场合：适用于低速轻载的场合。
（常做超越离合器）（掌握）槽轮机构基本组成：槽轮、带圆销的拨盘和机架组成。
工作原理：主动拨盘连续匀速转动时，其上的圆销进入槽轮的径向槽时，驱动槽轮转过相应的角度，当圆销退出槽轮的径向槽时，由于拨盘的锁止凸弧与槽轮的锁止凹弧接触锁住而使槽轮静止不动。
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。
其它常用机构
2.内槽轮机构
3.球面槽轮机构
三.凸轮式间歇机构 1、 2
四. 不完全齿轮机构 1、 2
章头
第四节 组合机构 一、凸轮组合机构 二、齿轮连杆组合机构 三、凸轮连杆组合机构1、 2
压力机
章头
镗刀微调机构
3
o3
3´ 4
自行车传动
2
O1
1
其它常用机构
第一节 间歇机构 第二节 万向节
1、2、 3、4、5 第三节 螺旋机构
1 、2 、3、4、 5 第四节 组合机构
目录
第一节 间歇机构
连杆机构 齿轮机构
一.棘轮机构 1.棘轮棘爪机构凸轮机构源自2.内齿棘轮机构 应用：自行车
3.双棘爪机构
4.端面棘轮机构
二.槽轮机构 1.外槽轮机构 电影放映机, 牛头刨床
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
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。
机械设计基础 第七版 第5章 其他常用机构
5.1.1 螺纹的形成与类型
2
螺纹的类型
(3)按平面图形的形状(即牙型)，可将螺纹分为二角形螺纹、矩形
螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，如图所示。二角形螺纹多用于连接，
其余螺纹多用于传动。
螺纹的牙型
5.1.1 螺纹的形成与类型
螺纹的主要儿何参数
5.1.2 螺纹的主要几何参数
(1)大径d 与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径，在有关螺纹的 标准中规定为公称直径。
“十三五”职业教育国家规划教材
第5章 其他常用机构
学习导航
知识目标：•了解螺旋机构中传动螺纹、连接螺纹的应用场合及主要几
何参数，掌握螺旋机构在工程设计中的应用。 •认识和了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及其应 用场合。
能力目标：•学会在设计中选择和应用以上常用机构完成机械运动
的传递。
第5章 其他常用机构
(5)线数n 螺纹螺旋线的数目，一般为便于制造取n≤4。 (6)导程S 同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两 点间的轴向距离。螺距、导程、线数之间的关系为
S=nP (7)螺旋升角ψ 在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴 线的平面之间的夹角。
arctan S arctan nP
d 2
5.1.1 螺纹的形成与类型
1
螺纹的形成
螺纹的形成
5.1.1 螺纹的形成与类型
2
螺纹的类型
(1)按螺旋线的绕行方向，可将螺纹分为左旋螺纹和右旋螺 纹，规定将外螺纹轴线直立时螺旋线向右上升为右旋螺纹，向左 上升为左旋螺纹。一般采用右旋螺纹，有特殊要求时才采用左旋 螺纹。
(2)按螺旋线的数目，可将螺纹分为单线螺纹和等距排列的 多线螺纹。为了制造方便，螺纹线数一般不超过4线。
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其他常用机构
※棘轮机构 ※槽轮机构 ※不完全齿轮 ※螺旋机构 ※万向铰链机构 ※凸轮式间歇运动机构
1、 棘轮机构
（1）棘轮机构的组成及工作特点 棘轮机构的组成及工作特点 1）机构组成 、棘轮、 棘轮机构 是由摇杆、棘爪、 止动爪等组成。 2）工作特点 可实现单向间歇运动、机构简单 机构简单、制 造方便、运动可靠、棘轮转角可调 棘轮转角可调。但冲 击和噪声大、运动精度低，适用于低速轻 适用于低速轻 载的场合。 棘轮转角大小的调节方法： ： 改变主动摇杆摆角的大小 加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿
6、凸轮式间歇轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动 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 轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。 （2）工作特点 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。 但加工成本高，装配与调 整的要求严格。
（2）槽轮机构的类型及应用 1）槽轮机构的类型 外槽轮机构 普通型 内槽轮机构 槽条机构 不等臂多销槽轮机构 球面槽轮机构 偏置外槽轮机构 特殊型 偏置式槽轮机构 偏置内槽轮机构 曲线式槽轮机构曲线外槽轮机构 曲线内槽轮机构 2）槽轮机构的应用 例122 蜂窝煤制机模盘转位机构
3、不完全齿轮机构 不完全齿轮机构
（3）机构的恒等速条件 主动轴 α 1 中间轴 2
3
α
从动轴 动画
O1
α
1 2
α 动画
3
O3
双万向铰链机构的主、从动轴的角速度恒等的条件为 从动轴的角速度恒等的条件为 轴1、3和中间轴2应位于同一平面内； 应位于同一平面内 轴1、3的轴线与中间轴2的轴线之间的夹角相等； 的轴线之间的夹角相等 中间轴的两端的叉面应位于同一平面内 中间轴的两端的叉面应位于同一平面内。
4、螺旋机构 螺旋机构
（1）螺旋机构的组成 螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成 螺母和机架组成。通常它是将旋转 运动转换为直线运动。但当导程角大于当量摩擦角时 但当导程角大于当量摩擦角时，它还 可以将直线运动转换为旋转运动 可以将直线运动转换为旋转运动。 差动螺旋（微动螺旋）：两螺旋旋向相同 两螺旋旋向相同 复式螺旋（快速螺旋）：两螺旋旋向相反 两螺旋旋向相反 （2）螺旋机构的特点 能获得很大的减速比和力的增益 主要优点： 能获得很大的减速比和力的增益；选择合适的螺 旋机构导程角，可获得机构的自锁性 可获得机构的自锁性。 主要缺点：效率较低，特别是具有自锁性的螺旋机构效率低 特别是具有自锁性的螺旋机构效率低 于50％。 因此，螺旋机构常用于起重机 螺旋机构常用于起重机、压力机以及功率不大的 进给系统和微调装置中。
5、万向铰链机构
（1）机构的组成及特点 1）机构的组成 单万向铰链机构是指末端各有一叉的主 是指末端各有一叉的主、从动轴和中间 “十”字构件铰接而成的。 2）工作特点 为变角传动机构，两轴的平均传动比为 两轴的平均传动比为1；但角速度比 却不恒等于1，而是随时间变化的 而是随时间变化的。 （2）机构的运动特性 单万向铰链机构，当主动轴Ⅰ Ⅰ以ω1等速回转时，从动轴Ⅱ的 ω2变化范围为 ω α ≤ω α 1cos 2≤ ω 1/cos 1 其变化幅度与两轴夹角α有关，一般α≤30°。
(1) 机构的工作原理及特点 1）工作原理 主动轮为一个齿： 主动轮为一部分齿： 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 使从动轮作间歇回转运动。 2）工作特点 结构简单，制造容易，工作可靠 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 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。 为了改善刚性冲击的缺点， ，可在主从动轮上加一对瞬心线 附加杆。 (2)不完全齿轮机构的类型
其他常用机构
※掌握其他常用机构的工作原理 机构的工作原理、特点； ※了解其他常用机构的功能 机构的功能。
（2）棘轮机构的类型 外接式 内接式 棘条
普通棘轮机构 1）齿啮式棘轮机构
钩头式 双动式棘轮机构 直推式 可变向棘轮机构 翻转式 提转式 外接摩擦式 内接摩擦式 滚子内接摩擦式
2）摩擦式棘轮机构
2、槽轮机构
（1）槽轮机构的组成及工作特点 槽轮机构的组成及工作特点 1）机构组成 槽轮机构 是由主动拨盘、从动 从动 槽轮和机架等组成。 2）工作特点 槽轮机构可将主动拨盘的等速回转 运动转变为槽轮时动时停的间歇运动 运动转变为槽轮时动时停的间歇运动， 并具有结构简单、外形尺寸小、 、机械效 率高，以及能较平稳、间歇地进行转位 间歇地进行转位 等优点，但存在柔性冲击的缺点 但存在柔性冲击的缺点，故常 用于速度不太高的场合。
※棘轮机构 ※槽轮机构 ※不完全齿轮 ※螺旋机构 ※万向铰链机构 ※凸轮式间歇运动机构
1、 棘轮机构
（1）棘轮机构的组成及工作特点 棘轮机构的组成及工作特点 1）机构组成 、棘轮、 棘轮机构 是由摇杆、棘爪、 止动爪等组成。 2）工作特点 可实现单向间歇运动、机构简单 机构简单、制 造方便、运动可靠、棘轮转角可调 棘轮转角可调。但冲 击和噪声大、运动精度低，适用于低速轻 适用于低速轻 载的场合。 棘轮转角大小的调节方法： ： 改变主动摇杆摆角的大小 加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿
6、凸轮式间歇轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动 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 轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。 （2）工作特点 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。 但加工成本高，装配与调 整的要求严格。
（2）槽轮机构的类型及应用 1）槽轮机构的类型 外槽轮机构 普通型 内槽轮机构 槽条机构 不等臂多销槽轮机构 球面槽轮机构 偏置外槽轮机构 特殊型 偏置式槽轮机构 偏置内槽轮机构 曲线式槽轮机构曲线外槽轮机构 曲线内槽轮机构 2）槽轮机构的应用 例122 蜂窝煤制机模盘转位机构
3、不完全齿轮机构 不完全齿轮机构
（3）机构的恒等速条件 主动轴 α 1 中间轴 2
3
α
从动轴 动画
O1
α
1 2
α 动画
3
O3
双万向铰链机构的主、从动轴的角速度恒等的条件为 从动轴的角速度恒等的条件为 轴1、3和中间轴2应位于同一平面内； 应位于同一平面内 轴1、3的轴线与中间轴2的轴线之间的夹角相等； 的轴线之间的夹角相等 中间轴的两端的叉面应位于同一平面内 中间轴的两端的叉面应位于同一平面内。
4、螺旋机构 螺旋机构
（1）螺旋机构的组成 螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成 螺母和机架组成。通常它是将旋转 运动转换为直线运动。但当导程角大于当量摩擦角时 但当导程角大于当量摩擦角时，它还 可以将直线运动转换为旋转运动 可以将直线运动转换为旋转运动。 差动螺旋（微动螺旋）：两螺旋旋向相同 两螺旋旋向相同 复式螺旋（快速螺旋）：两螺旋旋向相反 两螺旋旋向相反 （2）螺旋机构的特点 能获得很大的减速比和力的增益 主要优点： 能获得很大的减速比和力的增益；选择合适的螺 旋机构导程角，可获得机构的自锁性 可获得机构的自锁性。 主要缺点：效率较低，特别是具有自锁性的螺旋机构效率低 特别是具有自锁性的螺旋机构效率低 于50％。 因此，螺旋机构常用于起重机 螺旋机构常用于起重机、压力机以及功率不大的 进给系统和微调装置中。
5、万向铰链机构
（1）机构的组成及特点 1）机构的组成 单万向铰链机构是指末端各有一叉的主 是指末端各有一叉的主、从动轴和中间 “十”字构件铰接而成的。 2）工作特点 为变角传动机构，两轴的平均传动比为 两轴的平均传动比为1；但角速度比 却不恒等于1，而是随时间变化的 而是随时间变化的。 （2）机构的运动特性 单万向铰链机构，当主动轴Ⅰ Ⅰ以ω1等速回转时，从动轴Ⅱ的 ω2变化范围为 ω α ≤ω α 1cos 2≤ ω 1/cos 1 其变化幅度与两轴夹角α有关，一般α≤30°。
(1) 机构的工作原理及特点 1）工作原理 主动轮为一个齿： 主动轮为一部分齿： 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 使从动轮作间歇回转运动。 2）工作特点 结构简单，制造容易，工作可靠 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 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。 为了改善刚性冲击的缺点， ，可在主从动轮上加一对瞬心线 附加杆。 (2)不完全齿轮机构的类型
其他常用机构
※掌握其他常用机构的工作原理 机构的工作原理、特点； ※了解其他常用机构的功能 机构的功能。
（2）棘轮机构的类型 外接式 内接式 棘条
普通棘轮机构 1）齿啮式棘轮机构
钩头式 双动式棘轮机构 直推式 可变向棘轮机构 翻转式 提转式 外接摩擦式 内接摩擦式 滚子内接摩擦式
2）摩擦式棘轮机构
2、槽轮机构
（1）槽轮机构的组成及工作特点 槽轮机构的组成及工作特点 1）机构组成 槽轮机构 是由主动拨盘、从动 从动 槽轮和机架等组成。 2）工作特点 槽轮机构可将主动拨盘的等速回转 运动转变为槽轮时动时停的间歇运动 运动转变为槽轮时动时停的间歇运动， 并具有结构简单、外形尺寸小、 、机械效 率高，以及能较平稳、间歇地进行转位 间歇地进行转位 等优点，但存在柔性冲击的缺点 但存在柔性冲击的缺点，故常 用于速度不太高的场合。