第6章间歇运动机构
最新机械设计基础教案——第6章 间歇运动机构
第6章 间歇运动机构（一）教学要求1． 掌握各种常用机构的工作原理2． 了解各种机构的组成及应用（二）教学的重点与难点1． 工作原理2． 常用机构的应用（三）教学内容6.1 槽轮机构一、组成、工作原理1．组成：具有径向槽的槽轮，具有圆销的构件，机架2．工作原理：构件1→连续转动；构件2（槽轮）→时而转动，时而静止当构件1的圆销A 尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。
当构件1的圆销A 开始进入槽轮径向槽的位置，锁住弧被松开，圆销驱使槽轮传动。
当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。
往复循环。
4个槽的槽轮机构：构件1转一周，槽轮转41周。
6个槽的槽轮机构：构件1转一周，槽轮转61周。
二、槽轮机构的基本尺寸和运动系数1．基本尺寸)(s r r l b +-≤ r s ——圆销的半径2sin ϕl r = b ——槽轮回转中心到径向槽底的距离2cos ϕl a = a ——槽轮回转中心到径向槽口的距离r ——圆销中心到构件1中心的距离 l ——两轮回转中心之间的距离2．运动系数（τ）：槽轮每次运动的时间t m 对主动构件回转一周的时间t 之比。
πϕτ221==t t m （构件1等速回转） 12ϕ ——槽轮运动时构件1转过的角度（通常，为了使槽轮2在开始和终止运动时的瞬时角速度为零。
以避免圆销与槽发生撞击，圆销进入、退出径向槽的瞬间使O 1A ⊥O 2A ） ∴Z ππϕπϕ22221-=-= ∴ZZ Z 12122221-=-==πϕτ 讨论：1、τ>0，∴Z ≥3τ=0，槽轮始终不动。
2、21121<-=Z τ：槽轮的运动时间总小于静止时间。
3、要使21>τ，须在构件1上安装多个圆销。
设K 为均匀分布的圆销数， ZZ K 2)2(-=τ 三、槽轮机构的特点和应用优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。
机械设计基础.第六章_间歇运动机构
21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳性，但是机构尺寸 随之增大，导致惯性力增大。一般取 z = 4～8。
几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 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组成。
（2）制动机构
在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止
链条断裂时卷筒逆转。
第6章 间歇运动机构
外槽轮机构
内槽轮机构
6.2 槽轮机构
6.2.2 槽轮机构的主要参数
• 运动特性系数：在 运动特性系数： 特性系数 一个运动循环内， 一个运动循环内， 槽轮2的运动时间对 槽轮 的运动时间对 拨盘1的运动时间之 拨盘 的运动时间之 比值称为运动特性 系数。 系数。
6.2 槽轮机构
6.2.2 槽轮机构的主要参数
• 作业：6-1，6-2，6-3，6-8 作业： ， ， ，
第6章 间歇运动机构
• 假设槽轮机构中槽数为 销数为K 假设槽轮机构中槽数为Z,销数为 销数为 • 拨盘 一般为匀速转动,所以时间的 拨盘1一般为匀速转动 所以时间的 一般为匀速转动 比值可以用拨盘转角的比值表示. 比值可以用拨盘转角的比值表示 由图可知,与图对应的 与图对应的t 由图可知 与图对应的 m和t 所对应 的拨盘转角分别为2φ 的拨盘转角分别为 1和2π.
第6章 间歇运动机构
本章小结
• 4．凸轮式间歇运动机构是将主动件的连续转动转 ． 化为从动件的间歇运动。 化为从动件的间歇运动。通过合理地设计凸轮廓 可以减少动载荷和避免冲击， 线，可以减少动载荷和避免冲击，适用于高速运 转的场合。凸轮式间歇运动机构结构紧凑、 转的场合。凸轮式间歇运动机构结构紧凑、转位 准确，但加工复杂，安装调试比较困难。 准确，但加工复杂，安装调试比较困难。
第6章 间歇运动机构
第6章 间歇运动机构
• 关键知识点 1．间歇运动机构功能分析； ．间歇运动机构功能分析； 2．间歇运动机构的工作原理、运动特点和适 ．间歇运动机构的工作原理、 用场合。 用场合。 • 难点 棘爪的工作条件分析。 棘爪的工作条件分析。
第6章 间歇运动机构
本章主要内容 • 6.1 棘轮机构 • 6.2 槽轮机构 • 6.3 不完全齿轮机构 • 6.4 凸轮间歇运动机构 • 总结
杨可桢《机械设计基础》(第5版)笔记和课后习题(间歇运动机构)
第6章 间歇运动机构6.1 复习笔记主动件连续运动（连续转动或连续往复运动）时，从动件做周期性时动、时停运动的机构成为间歇运动机构。
一、棘轮机构如图6-1所示，机构是由棘轮2、棘爪3、主动摆杆和机架组成的。
运动原理：主动棘爪作往复摆动，从动棘轮作单向间歇转动。
优点：结构简单、制造方便、运动可靠、棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大范围内调节。
缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。
因此棘轮机构适用于速度较低和载荷不大的场合。
棘轮机构按结构形式分：齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构；按啮合方式分：外啮合棘轮机构和内啮合机构；按运动形式分：单动式棘轮机构、双动式棘轮结构和双向式棘轮机构。
图6-1 棘轮机构1．棘爪工作条件在工作行程中，为了使棘爪能顺利进入棘轮的齿底，应满足：90αϕ>︒+-∑其中，α为棘齿的倾斜角，ϕ为摩擦角，∑为棘爪轴心和棘轮轴心与棘轮齿顶点的连线之间的夹角。
为了使传递相同的转矩时棘爪受力最小，一般取90∑=︒，为保证棘轮正常工作，使棘爪啮紧齿根，则有：αϕ>2．棘轮、棘爪的几何尺寸计算选定齿数z 和确定模数m 之后，棘轮和棘爪的主要几何尺寸计算公式如下： 顶圆直径 D m z =；齿高 0.75h m =；齿顶厚 a m =； 齿槽夹角6055θ=︒︒或；棘爪长度 2=L m π。
二、槽轮机构如图6-2中所示，该机构是由带圆销的主动拨盘1、带有径向槽的从动槽轮2以及机架组成的。
其中，拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧都是起锁定作用。
工作特点：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动，实现了将连续回转变换为间歇转动。
特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。
因槽轮运动过程中角速度有变化，存在柔性冲击，因此不适合高速运动场合。
图6-2 槽轮机构运动特性系数τ：槽轮每次运动的时间m t 对主动构件回转一周的时间t 之比，有：m 2=2-=t z t zτ 其中，z 为槽数，是槽轮机构的主要参数。
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8．槽轮的锁止圆弧制成凸弧或凹弧都可以。 ） 【答案】×
9．止回棘爪和锁止圆弧的作用是相同的。（ ） 【答案】√
10．槽轮的转角大小是可以调节的。（ ） 【答案】×
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3．单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。（ ） 【答案】√
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4．棘轮机构的主动件是棘轮。（ ） 【答案】×
5．与双向式对称棘爪相配合的棘轮，其齿槽必定是梯形槽。（ ） 【答案】√
6．槽轮机构的主动件是槽轮。（ ） 【答案】×
【答案】3；锁止弧；大于
14．槽轮机构是由______、______、_______组成的。机构的运动系数总小于_______。 【答案】槽轮；带圆销的原动件；机架；0.5
二、判断题 1．能实现间歇运动要求的机构，不一定都是间歇运动机构。（ ） 【答案】√
2．能使从动件得到周期性的时停、时动的机构，都是间歇运动机构。（ ） 【答案】×
11．外啮合槽轮的转向与主动件的转向相反。（ ） 【答案】√
12．摩擦式棘轮机构是无级传动的。（ ） 【答案】√
13．外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。（ ） 【答案】×
三、简答题 1．如图 6-2 所示为一摩擦式单向离合器，若以构件 1 为原动件，试问构件 1 在什么转 向下能带动构件 3 同速转动？在什么转向下构件 1 不能带动构件 3 转动？
8．在齿式棘轮机构中，棘轮的模数 m 是______与_______之比。 【答案】顶圆直径 da；齿数 z
第6章 间歇运动机构
图6-3b所示为另一种可变向
棘轮机构。该机构可实现棘 轮顺时针方向和逆时针方向
作间歇运动，还可使棘轮与
棘爪脱开，则当棘爪往复摆 动时，棘轮静止不动。
上述棘轮机构，棘轮的转角都是相邻两齿所夹中心角的倍数， 也就是说，棘轮的转角是有级性改变的。如果要实现无级性
改变，就需要采用无棘齿的棘轮。
图6－4是通过棘爪1与棘 轮2之间的摩擦力来传递 运动的（3为制动棘爪）， 故又称为摩擦式棘轮机构。 这种机构在传动过程中很 少发生噪声，但其接触表 面间容易发生滑动。
这时锁住弧被松开，因此槽轮2受圆销A驱使沿逆时针转动。当 圆销A 开始脱出槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被 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。为 了防止槽轮在工作过程中位置发生偏移，除上述锁住弧之外也 可以采用其他专门的定位装置。 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、电影放映机卷片机构等自动机械中得到广泛的 应用。图6-8所示为电影放映机卷片机构。当槽轮2间歇运动时， 胶片上的画面依次在方框中停留，通过视觉暂留而获得连续的 场景。
棘轮机构除了实现间歇运动外，还能实现超越运动。如图 6-5所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。
当脚蹬踏板时，经链轮1和链
条2带动内圈具有棘齿的链轮3 顺时针转动，再通过棘爪4的
作用，使后轮轴5顺时针转动，
从而驱使自行车前进。自行车 前进时，如果令踏板不动，后 轮轴5便会超越链轮3而转动， 让棘爪4在棘轮齿背上滑过， 从而实现不蹬踏板的自由滑行。
不能实现间歇运动），故由上式得
K 2z z2 (6 5)
第6章 间歇运动机构
tm 21 π 2π / z z 2
t 2π
2π
2z
0 0.5 槽轮运动时间总小于静止时间。
若拨盘1上装有均匀分布的K个圆销，则槽轮在一个运动循环
中的运动时间为一个圆销时的K倍，因此可以得到 > 0.5：
K (z 2)
2z
由于 < 1，所以
槽轮机构结构简单，工作可靠，能准确控制转过的角度。但 槽轮的转角大小不能调节，而且在槽轮转动的始、末位置角 速度变化较大，所以有冲击。槽轮机构一般用在低速场合。
二、槽轮机构的主要参数
图示槽轮机构，为使槽轮开始转动 瞬时和终止转动瞬时的角速度为零， 以避免刚性冲击，圆销开始进入径 向槽或自径向槽脱出时，径向槽的 中心线应切于圆销中心运动的圆周 （O1AO2A）。
设z为均匀分布的径向槽数目，则
槽轮2转过22 = 2/z时，拨盘1的转
角为
21 π 22 π 2π / z
21 π 22 π 2π / z
在一个运动循环内，槽轮2的运动时
间tm与拨盘1的运动时间 t 之比 称为
运动特性系数。当拨盘1等速转动时， 该时间之比可用转角之比来表示。
对于只有一个圆销的槽轮机构，tm和t
不完全齿轮机构的应用实例
§6－4 凸轮间歇运动机构
1. 圆柱形凸轮间歇运动机构——凸轮1呈圆柱形状，滚子3 均布在转盘2的端面。
当主动凸轮1转过曲线槽所对应的角度t时，凸轮曲线槽
推动滚子，使从动转盘2转过相邻两滚子所夹的中心角 2/z，其中z为滚子数；
当凸轮继续转过其余角度(2t)时，转盘静止不动，并
自行车后轴上装设的内啮合齿式棘轮机构：
当踏板带动链轮3顺时针转动时，链轮3上的 棘轮齿推动棘爪4、棘爪4推动后轮5，使后 轮5顺时针转动，从而驱使自行车前进。
第6章 间歇运动机构 6.5 课后习题详解
第6章间歇运动机构 6.5 课后习题详解6-1解顶圆直径
齿高
齿顶厚
齿槽夹角
棘爪长度
图6.1 题6-1解图
6-2解拔盘转每转时间
槽轮机构的运动特性系数
槽轮的运动时间
槽轮的静止时间
6-3解槽轮机构的运动特性系数
因：所以
6-4解要保证则槽轮机构的运动特性系数应为
因得，则
槽数和拔盘的圆销数之间的关系应为：
由此得当取槽数～8时，满足运动时间等于停歇时间的组合只有一种：，。
6-5 解：
6.4 课后习题详解
6-1 已知一棘轮机构，棘轮模数，齿数，试确定机构的几何尺寸并画出棘轮的
齿形。
6-2 已知槽轮的槽数，拨盘的圆销数，转速，求槽轮的运动时间和静止时间。
6-3 在六角车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知槽数，槽轮静止时间，运
动时间，求槽轮机构的运动系数及所需的圆销数K 。
6-4 设计一槽轮机构，要求槽轮的运动时间等于停歇时间，试选择槽轮的槽数和拨盘的圆销数。
6-5 本章介绍的四种间歇运动机构：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构，
在运动平稳性、加工难易和制造成本方面各具有哪些优缺点？各适用于什么场合？。
机械设计基础第6章间歇运动机构
间歇运动机构的应用
要点一
总结词
间歇运动机构在机械、汽车、轻工等领域有广泛应用。
要点二
详细描述
间歇运动机构在许多领域都有广泛的应用。在机械领域， 间歇运动机构被用于实现各种自动化生产线上的间歇传动 和定位。在汽车领域，间歇运动机构被用于实现汽车座椅 调节、车窗升降等功能。在轻工领域，间歇运动机构被用 于实现包装机、印刷机等设备的间歇传动和定位。此外， 间歇运动机构还可以应用于机器人关节、医疗器械等领域 。
印刷机械
在印刷机械中，槽轮机构 用于控制印刷版的进给和 退回。
纺织机械
在纺织机械中，槽轮机构 用于控制织布机的梭子进 给和退回。
05 其他间歇运动机构
凸轮机构
总结词
凸轮机构是一种常见的间歇运动机构，通过凸轮的转动实现间歇性运动。
详细描述
凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，通过凸轮的轮廓曲线与从动件之间的相 互作用，使从动件产生间歇性运动。根据需要，可以选择不同的凸轮轮廓曲线 以实现不同的运动规律和运动轨迹。
不完全齿轮间歇机构：设计一个不完 全齿轮机构，通过优化齿轮的设计参 数，减小机构的体积和重量，提高其 紧凑性。
实例二
槽轮间歇机构：设计一个槽轮机构， 通过调整槽轮的尺寸和转动惯量，降 低机构的振动和噪声，提高其工作性 能。
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感谢您的观看
的机构。
常见间歇运动机构
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿 轮机构等。
运动特点
能够使主动件作连续转动，而从 动件作周期性的停歇。
章节目标
01 掌握间歇运动机构的基本原理和特点。
02 了解常见间歇运动机构的工作原理和应用。
03
学习如何根据实际需求选择合适的间歇运 动机构。
机械设计基础第6章间歇运动机构
根据啮合方式分为 外啮合 内啮合式 根据棘轮运动方式分为 单向式棘轮机构
(动画)
(动画)
可变向式棘轮机构 (动画)
2.摩擦式棘轮机构
（动画）
三、棘轮机构的特点及应用
1、特点：
轮齿式棘轮机构： 优点：结构简单，运动可靠， 棘轮转角可实现有级调整； （这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距） 缺点：棘爪在齿面滑过会引起噪音和冲击， 应用：常用在低速、轻载、作间歇运动的机械中。 摩擦式棘轮机构： 优点：运动平稳，无噪音，棘轮转角可做无级调 整。 缺点：但有打滑现象，因此运动的准确性较差。 应用：不适合用于精确传递运动的场合。 2、应用：工作进给、超越和提升等工艺动作的控制
90°-θ
③再由B到第二等分点C作弦BC；
然后自B、C点分别作角度 ∠O′BC=∠O′CB=90°-θ
D
θ
得O′点；
④以O′为圆心，O′B为半径画圆 交齿根圆于E点，连CE得轮齿工作 面连BE得全部齿形。
§6-2 槽轮机构
一、槽轮机构的基本结构和工作原理
1、组成： 主动拨盘 、从动槽轮 、机架。 2、工作原理： 主动拨盘连续转动时，从动件槽轮作单向间歇运动 3、常见类型 ① 单销式槽轮机构
组合机构的特点：（链接详细内容） 例1：五角星——曲柄滑块机构 例2：小型抓片机抓片机构凸轮 例3：联动凸轮曲柄滑快（介绍第1页） 机构组合是机械创新的最重要的途径之一，涉 及的理论和技能较多，机构组合方式往往也并非上
述组合方式的单一使用，有兴趣的同学可参考有关
资料。
本章小结
间歇运动机构的类型很多，本章简单介绍了 如下内容： 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮间歇机构 组合机构 本章属于了解性质，着重了解各机构的工作 原理和特点。
第6章间歇运动机构习题
第6章间歇运动机构习题第六章其他常用机构习题6-1.棘爪的工作条件应为棘齿偏斜角φ_________摩擦角ρ。
A.大于B.小于C.等于D.大于或等于6-2.在棘轮、棘爪的几何尺寸计算中，齿槽夹角的经验值一般取为_______。
A.30°或35°B.45°或50°C.55°或60°D.65°或70°6-3.人在骑自行车时能够实现不蹬踏板的自由滑行，这是________机构实现超越运动的结果。
A.凸轮B.不完全齿轮C.棘轮D.槽轮6-4.在单销的槽轮机构中，径向槽数目应为_________。
A.等于3B.小于3C.大于3D.大于或等于36-5.销的槽轮机构中，槽轮机构的运动时间总是________静止时间。
A.大于B.小于C.等于D.大于或等于6-6.对于单销的槽轮机构，槽轮运动的时间和静止的时间之比应为_________。
A.大于1B.等于1C.小于1D.大于或等于16-7.四槽单销的槽轮机构的运动特性系数为________。
A.0.2B.0.25C.0.3D.0.356-8.对于槽数z=3的槽轮机构，其圆销数目最多是________个。
A.2B.3C.4D.56-9.在以下间歇运动机构中，________机构更适应于高速工作情况。
A.凸轮间歇运动B.不完全齿轮C.棘轮D.槽轮6-10.电影院放电影时，是利用电影放映机卷片机内部的_________机构，实现的胶片画面的依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景。
A.凸轮B.飞轮C.棘轮D.槽轮6-11为了使齿式棘轮机构的棘爪能顺利进入棘轮齿间，棘轮的棘齿偏斜角φ必须小于摩擦角ρ。
（）6-12.棘轮机构即能实现间歇运动，还能实现超越运动。
（）6-13.棘轮机构只能实现转角的有级性变化，而不能实现转角的无级性变化。
（）6-14.摩擦式棘轮机构传动平稳、噪声小、可实现运动的无级调节；但其接触表面易发生滑动。
第6章 间歇运动(步进运动)机构
§6－1 棘轮机构 §6－2 槽轮机构 §4－3 不完全齿轮机构 §4－4 凸轮式间隙运动机构
§6-1 棘轮机构
一、组成及工作原理 1、组成 2、工作原理
棘爪
摇杆
棘轮
止动爪
§6-1 棘轮机构
二、类型、特点及应用 1、类型 按轮齿分布：外啮合、内啮合、端面棘轮机构、棘条棘爪机构。
§6-4 凸轮式间歇机构
园柱凸轮间歇机构 蜗杆凸轮间歇机构
三、工作特点 1、结构简单，外形尺寸小，效率高； 2、每次转角大且不可调； 3、进入、退出啮合时，较棘轮平稳，但仍有柔性冲击。
适用于转速不高且要间歇转动的场合。 四、应用
蜂窝煤制机模盘转位机构 六角车床刀架转位机构 电影放映机
§6-2 槽轮机构
§6-2 槽轮机构
§6-3 不完全齿轮机构
单齿不完全齿轮机构 多齿不完全齿轮机构 内齿不完全齿轮机构 不完全齿轮齿条机构
§6-1 棘轮机构
按工作方式： 单动式：摇杆往复摆动一次，推 动棘轮沿同一方向间歇转动一次。
双动式：摇杆往复摆动一次，能推 动棘轮作单向间歇转动两次。
按工作原理分: 齿啮式、摩擦式
§6-1 棘轮机构
§6-1 棘轮机构
可变向棘轮机构：
§6-1 棘轮机构
棘轮机构的应用
§6-2 槽轮机构
一、组成及工作原理
拨盘
槽轮
§6-2 槽轮机构
二、类型 1、按啮合方式分：外啮合、内啮合、槽条、球面槽轮等
2、按槽数分：3、4、6、8 3、按销数分：单销、多销 4、特殊形式的槽轮机构
§6-2 槽轮机构
单销4槽槽轮机构
多销多槽槽轮机构
§6-2 槽轮机构
间歇运动机构习题教学文案
间歇运动机构习题第6章间歇运动机构一、填空题[1]在外啮合槽轮机构中，主动拨盘与从动槽轮的转向___________。
[2]改变棘轮机构摇杆摆角的大小，可以利用改变曲柄______________的方法来实现。
[3]常用的间歇运动机构有___________________和__________________。
[4]在槽轮机构中如要想增加槽轮转动的次数，则要增加_______________。
[5]棘轮机构与槽轮机构相比，一般而言，_________________机构运动平稳性好；________________机构的转角大小可调。
[6]棘轮机构的主动件作________________运动，从动件作_______________性的停、时动的间歇运动。
[7]槽轮机构的主动件是_________________，它以等速作_________________运动，具有径向槽的槽轮是从动件，由它来完成间歇运动。
[8]棘轮机构的主动件是________________，从动件是________________，机架起固定和支撑作用。
[9]棘轮机构和槽轮机构均为______________运动机构。
[10]槽轮机构能把主动轴的等速连续_______________，转换成从动轴的周期性的_______________运动。
[11]摩擦式棘轮机构，是一种无棘齿的棘轮，棘轮是通过与所谓棘爪的摩擦块之间的_________________工作的。
[12]双动式棘轮机构，它的主动件是________________棘爪，它们以先后次序推动棘轮转动，这种机构的间歇停留时间______________。
[13]棘爪和棘轮开始接触的一瞬间，会发生__________________，所以棘轮机构传动的平稳性较差。
二、判断题[1]槽轮机构和棘轮机构一样，可以方便地调节槽轮转角的大小。
( )[2]能使从动件得到周期性的时停、时动的机构，都是间歇运动机构。
2011-最新陈立德版机械设计基础第6、7章课后题答案
第6章 间歇运动机构6.1 某牛头刨床工作台横向进给丝杆的导程为5 mm ，与丝杆联动的棘轮齿数为40，求此牛头刨床的最小横向进给量是多少？若要求此牛头刨床工作台的横向进给量为0.5mm ，则棘轮每次能转过的角设应为多少？答：牛头刨床的横向进给量最小为m in 50.125m m 40f ==若要求其横向进给量为0.5mm ，则棘轮每次转过的角度应为0.5360360.12540⨯=6.2 某外啮合槽轮机构中槽轮的槽数z =6，圆销的数目k =1，若槽轮的静止时间1s2rt =，试求主动拨盘的转速n 。
答：主动拨盘的转速为：36018036016rs 23603n -+==⨯6.3 在六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构中，已知槽轮槽数z =6，槽轮停歇时间15s r 6t =，运动时间m 5s r3t =，求槽轮机构的运动系数τ及所需的圆柱销数目。
答：运动系数53m 551m6323t t t τ===++所需圆柱销数目232622(2)(62)z k z τ⨯⨯===--6.4内啮合槽轮机构能不能采用多圆柱销拨盘？ 答：不能。
第七章 螺纹连接与螺旋传动7.1常用螺纹的种类有哪些？各用于什么场合？答：常用螺纹的种类有普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹，前两种主要用于联接，后三种主要用于传动。
7.2螺纹的主要参数有哪些？怎样计算？ 答：螺纹的主要参数有：（1）大径d ；（2）小径d 1；（3）中径d 2；（4）螺距P ；（5）导程S ；（6）升角λ；22tan SnPd d λππ==；（7）牙型角α、牙型斜角β。
7.3 螺纹的导程和螺距有何区别？螺纹的导程S 和螺距P 与螺纹线数n 有何关系？答：螺距是螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，导程则是同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
导程S 、螺距P 、螺纹线数n 之间的关系：S nP =。
7.4 根据牙型的不同，螺纹可分为哪几种？各有哪些特点？常用的连接和传动螺纹都有哪些牙型？答：根据牙型的不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题详解(间歇运动机构)
第6章间歇运动机构6.1 复习笔记【通关提要】本章主要介绍了棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构这四种间歇运动机构的基本原理和特点。
学习时需要牢记特点和相关计算公式。
本章多以判断题和简答题的形式出现，但是在考研中本章出现的几率较小，复习时需酌情删减内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构三种间歇运动机构原理比较（见表6-1-1）表6-1-1 三种间歇运动机构原理比较二、棘轮机构（见表6-1-2）表6-1-2 棘轮机构图6-1-1 棘爪受力分析三、槽轮机构（见表6-1-3）表6-1-3 槽轮机构四、不完全齿轮机构（见表6-1-4）表6-1-4 不完全齿轮机构五、凸轮间歇运动机构1．形式凸轮间歇运动机构通常有两种形式：圆柱形凸轮间歇运动机构和蜗杆形凸轮间歇运动机构。
2．优点运转可靠、传动平稳、定位精度高，适用于高速传动，转盘可以实现任何运动规律，转盘转动与停歇时间的比值可以通过改变凸轮推程运动角来得到。
6.2 课后习题详解6-1 已知一棘轮机构，棘轮模数m＝5mm，齿数z＝12，试确定机构的几何尺寸并画出棘轮的齿形。
解：顶圆直径D＝m z＝5×12mm＝60mm齿高h＝0.75m＝0.75×5mm＝3.75mm齿顶厚a＝m＝5mm齿槽夹角θ＝60°棘爪长度L＝2πm＝2π×5mm＝31.4mm棘轮的齿形如图6-2-1所示。
图6-2-16-2 已知槽轮的槽数z＝6，拨盘的圆销数K＝1，转速n1＝60r/min，求槽轮的运动时间t m和静止时间t s。
解：槽轮机构的运动特性系数：τ＝t m/t＝2φ1/（2π）＝（z－2）/（2z）＝1/3。
拨盘转速n1＝60r/min，故拨盘转1转所用的时间为1s。
槽轮的运动时间：t m＝τt＝1/3s。
槽轮的静止时间：t s＝t－t m＝2/3s。
机械设计基础复习精要：第6章间歇运动机构
第6章其他常用机构6.1 考点提要6.1.1 重要概念及术语槽轮机构，运动系数，棘轮机构，不完全齿轮机构6.1.2．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。
槽轮机构的运动系数是指主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间d t 与主动拨盘转一周的时间t 之比，所以又称动停比。
对于外槽轮有：11()2d t k t Zτ==- （6-4） 式中：k 为圆销数；Z 为槽轮的槽数。
由于01τ<≤，所以槽数3Z ≥，且 22Z k Z <- （6-5） 槽轮设计要把握以下原则：（1） 槽数不能太少，槽数多，则转动时间增加，运动更可以平稳些。
但也不可太多，太多则尺寸大，惯性力加大，而且当Z>9之后，运动系数变化很小了。
所以一般取4到8个槽。
（2） 圆销数多则运动系数增加，当要求槽轮动停时间相等时可以取运动系数为1。
（3） 槽轮的尺寸应按受力情况和实际机械所允许的空间安装尺寸定（4） 内槽轮机构只允许用一个圆销。
6.1.3．棘轮机构棘轮机构是由摇杆，棘爪，棘轮，止动爪及机架组成的饿。
结构简单，加工成本低，运动可靠，但冲击和噪音大，动程只能有级调节。
摩擦式棘轮可以无级调节但准确性相对较差。
为了使棘爪能顺利地进入棘轮空间，棘轮的齿面倾斜角必须大于摩擦角。
棘轮机构要可靠工作不许满足两个条件，一是棘爪推或拉棘轮的自动锁紧条件。
二是棘爪主动时要注意棘爪所在杆的摆动角度范围必须为棘轮行程角并在其前后各加一个空程角，以保证棘爪能落入下一个齿槽中。
6.2 模拟考题6.2.1 填空题1．棘轮机构主要由 、、、和制动棘爪组成。
2．棘轮机构按棘轮的运动方向可分为机构和机构。
3．棘轮机构的特点是、、可调节。
4．棘轮机构通常用调节和的方法调整棘轮转角的大小。
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应用实例： 电影放映机、 自动摄影机、六角车床转塔。
O1
ω 1 2φ作者：潘存云教授 ω2
作者：潘存云教授
O2
外啮合槽轮机构
内啮合槽轮机构
球面槽轮机构
3）槽轮机构的运动系数 拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的 运动时间为： ω1
t＝2π/ω1
槽轮的运动时间为： td＝2α1/ω 1 定义： k=td / t 为运动系数，即： k=td / t =2α1/2π ω2 2α 1 90°90° 作者：潘存云教授 2φ 2
k≤1得：n≤2z/ (z-2)
4
5 、6
1~3 0.3~1
≥7 1~2 0.36~1
1~4
0.25~1
运动系数k
当z=4及n=2时
1/6~1
k=n(1/2－1/z) = 0.5
说明此时槽轮的运动时间和静止时间相等。
4）槽轮机构的运动特性 槽轮的运动是靠圆销的拨动来实现的，在一个 运动循环内，槽轮经历了从静止→运动→静止 的过程，因此，槽轮的角速度是变化的，从而 具有角加速度，以下将分析槽轮运动的变化规 律。 ① 外啮合槽轮机构。
ω1
O1
α α 1 -α 1 φ 作者：潘存云教授
φ2
-φ2
ห้องสมุดไป่ตู้
图示槽轮在运动的任一瞬时，设拨盘位置角用 α来表示，槽轮位置角用φ表示。
规定: 和在圆销进入区为正，在圆销离开区为 负，变化区间为：
ω2
－ α 1≤α ≤α 1 － φ 2≤φ ≤φ 2
在△ABO2中有如下关系：
AB R sin tan O2 B L R cos
第六章 间歇运动机构
6.1 6.2
内容提要及基本概念 本章重点、难点
6.3
典型例题精解
6.1 内容提要及基本概念
6.1.1 内容提要
①掌握棘轮机构、槽轮机构的工作原理、类型、特点、功用及适用场合， 学会借助手册对其进行运动设计。 ②了解不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构、星轮机构的工作原理、特 点、功用及其设计要点。
Fr A
作者：潘存云教授
αFt
pt
α
tanα> f =tanφ ∴ α>φ 当 f=0.2 时，φ＝11°30 通常取α＝20°
Pn Σ =90° da
α
齿偏角
o1
棘轮几何尺寸计算公式 棘轮参数 齿数z 模数m 顶圆直径da 齿间距p 齿高h 齿顶弦长a 棘爪工作面长度a1 齿偏角α 棘轮宽b 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ 棘轮齿根圆角半径rf 棘爪尖端圆角半径r1
-8
运动特性分析： a.槽轮运动的ω max、amax随槽数z的增多而减小。 b.存在柔性冲击。z愈少，冲击愈大。
② 内啮合槽轮机构。 用同样方法可求得内啮合槽轮 机构的运动曲线如图所示。 特性分析： a.存在柔性冲击。a=1
2 12
1.0 0.75 0.5 0.25 0 -0.25 -0.5 -0.75 0.8 0.6 0.4 0.2
② 按工作方式：单动式、双动式棘轮机构。 ③ 按棘轮转向是否可调：单向、双向运动棘轮机构。 ④ 按转角是否可调：固定转角、可调转角。
φ
0 1 2 3 4
5
作者：潘存云教授
牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角
作者：潘存云教授
通过调滑动罩 来调角度
2）棘轮机构的类型和应用 ① 按轮齿分布：外缘、内缘、端面棘轮机构。
为减少冲击，进入或退出啮合时，槽中心 线与拨销中心连线成90°角。故有
2α1=π －2φ2 =π－(2π/z)
= 2π (z -2)/2z
将2α1代入得 k =1/2-1/z
∵
k>0
∴ 槽数 z≥3
可知：当只有一个圆销时，k=1/2-1/z < 0.5 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(1/2-1/z) ∵ 槽数z 圆销数n 3 1~6
② 按工作方式：单动式、双动式棘轮机构。 ③ 按棘轮转向是否可调：单向、双向运动棘轮机构。 ④ 按转角是否可调：固定转角、可调转角。
⑤ 按工作原理分 ：轮齿棘轮、 摩擦棘轮。
1
2
作者：潘存云教授
3
作者：潘存云教授
3 4
作者：潘存云教授
2
2
作者：潘存云教授
3
1
1
摩擦棘轮
超越离合器
运动特点：轮齿式棘轮工作时噪音大且转角为步进可 调，但运动准确。而摩擦棘轮正好相反。 应用：在各类机床中实现进给、转位、或分度。 实例：止动器、牛头刨床、冲床转位、超越离合器 （单车飞轮）。
将上述i21、kα随α的变化绘制成曲线，称为槽轮机构的运动特性曲线。 上式说明，当拨盘以等角速度运动时，槽轮随位置的变化而变化。因为 λ随槽数z的不同而变化，因此，不仅随机构位置变化，而且随槽数变 化。
i21
2 1
(cos ) 6 i21 1 2 cos 2 5 (2 1) sin k (1 2 cos1 2 )2 4
双动式棘轮机构1
双动式棘轮机构2
2）棘轮机构的类型和应用 ① 按轮齿分布：外缘、内缘、端面棘轮机构。
② 按工作方式：单动式、双动式棘轮机构。
③ 按棘轮转向是否可调:单向、双向运动棘轮机构。
A
B
作者：潘存云教授
B’
作者：潘存云教授
棘轮双向运动1
棘轮双向运动2
2）棘轮机构的类型和应用 ① 按轮齿分布：外缘、内缘、端面棘轮机构。
5 2
1
3
4
乒乓球拍专用靠模铣床
退煤饼
压制
不完全齿轮
作者：潘存云教授 锁止弧 填料 填料 锁止弧 蜂窝煤饼压制机
使运动平稳 瞬心线附加杆
4. 凸轮式间歇运动机构
1）工作原理和特点 工作原理：圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇转动。 特点：从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。 优点：可通过选择适当的运动规律来减小动载荷、避免冲击、适应高速 运转的要求。定位精确、且结构紧凑。 缺点：凸轮加工较复杂、安装调整要求严格。 2）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。
C
冲压工位
作者：潘存云教授
D
冲头
卸料工位
作者：潘存云教授
间歇转动
装料工位
B
A
3）设计要点 Pn ——正压力， F ——摩擦力 要求在工作时，棘爪在Pn和F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： Mpn>MF 。
L F M pr o2
将力分解成切向和径向分量
Pn sinα L > Fcosα L ∵ F= Pn f 代入得：
令λ＝ R / L，并代入上式得：
R
ω1
O1
sin ＝ tan 1 cos
1
α α 1 -α 1 φ B 作者：潘存云教授
φ2
O2
L
A
-φ2
ω2
分别对时间求一阶导数、和二阶导数，得：
d (cos ) 2 1 2 dt 1 1 2 cos
应用：适用于一些具有特殊运动要求的专用机械。
作者：潘存云教授
R2
圆柱凸轮间歇运动机构 封口
蜗杆凸轮间歇运动机构
灌浆
作者：潘存云教授
应用： 适用于高速、高精度的分度转位机械制 瓶机、纸烟、包装机、拉链嵌齿、高速冲床、多 色印刷机等机械。
牙膏灌浆机
5. 星轮机构
1）星轮机构的组成和啮合特点 组成：不完全针轮、摆线齿轮。 主动轮2为一个不完全针轮，从动轮3为 一个每隔若干个摆线齿就间隔一个特殊 齿形厚齿C的摆线齿轮，一般称轮3为星 轮。
a=1
3 2
kα = α2/
ω 21
z=3 z=4
8 6 4 2
z=3 z=6
z=6
α
z=4
α
-60˚ -40˚ -20˚ 0 20˚ 40˚ 60˚ -50˚ -30˚ -10˚ 10˚ 30˚ 50˚
作者：潘存云教授
1
作者：潘存云教授
-4
-6
运动特性曲线
-60˚ -40˚ -20˚ 0 20˚ 40˚ 60˚ -50˚ -30˚ -10˚ 10˚ 30˚ 50˚
h1
a
作者：潘存云教授 h’ a
1
α
da
o1
齿槽角
h
60°~80°
r1 rf
棘爪长度L
一般取 L=2p
2. 槽轮机构
1）槽轮机构的组成及其工作特点 组成：带圆销的拨盘、带有径向槽的槽轮。 拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹 圆弧、拨盘上的凸圆弧，起锁定作用。 工作过程：拨盘连续回转，当两锁止弧接触 时，槽轮静止；反之槽轮运动。
d1 R 1 r0
作者：潘存云教授
由安装空间确定 R=Lsinφ=Lsin(π /z) 由受力大小确定 r≈R/6 s=Lcosφ=Lcos(π /z) h≥s-(L-R-r)
r
φ
L
s
2 h
d2
拨盘轴径d1 槽轮轴径d2
槽顶侧壁厚b 锁止弧半径r0
d1≤2(L-s) d2≤2(L-R-r)
b=3~5 mm 经验确定 r0=R-r-b
止动爪
2）棘轮机构的类型与应用 ① 按轮齿分布：外缘、内缘、端面棘轮机构。
作者：潘存云教授 作者：潘存云教授
作者：潘存云教授
外缘
内缘
端面
2）棘轮机构的类型和应用 ① 按轮齿分布：外缘、内缘、端面棘轮机构。