其他常用机构

规定: 和在圆销进入区为正， 在圆销离开区为负，变化区 间为：
ω1
R
o1
－α1≤α≤α1 －φ2≤φ≤φ2
在△ABO2中有如下关系：
A
α
α 1 -α 1
L
φ B
φ2
O2 -φ2
ω2
AB R sin tg O2 B L R cos
R sin tg L R cos
外啮合
内啮合
(2)、滚柱楔紧式棘轮机构 （属于内接摩擦式棘轮机构）
超越离合器 星轮顺时针回转时，滚柱带动套筒一同回转。 星轮逆时针回转时，套筒停止不动。套筒只随 星轮顺时针方向回转， 从这个意义上说，它 是一个单向离合器。
它也可以成为一个超越离合器： 当套筒从另一条传动路线得到一个更快的 顺时针回转速度时，楔形空间中的摩擦不再起 作用，套筒可以超越 星轮以高速转动。 超越离合器使正常 工作的运动链和快 速运动的运动链可 并行不悖地起作用。
调整摇杆摆角
用棘轮罩调节棘轮转角 改变棘轮罩位置，使部分行程内棘爪沿棘轮 罩表面滑过，从而实现棘轮转角大小的调整。
§12－2 槽轮机构（马尔它机构）
一、槽轮机构的组成及其工作原理
槽轮
圆销
拨盘
槽轮内凹 锁止弧
拨盘外凸 锁止弧
§12－2 槽轮机构（马尔它机构） 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。
3空闲
车螺纹 4 切尾 5 卸牙膏筒
6
六槽内槽轮
2
车帽口
圆销 拨盘
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
1、运动系数k 拨盘等速回转，在一个运动 循环内，拨盘运动时间对应 的拨盘转角： t → 2π 槽轮的运动时间对应的拨 盘转角为： td → 2α1
k = td / t =2α1/2π
二．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。
将上式对时间求一阶导数和二阶导数，得：
2 (cos ) 2 1 1 2 cos
2 ( 1) sin 2 2 2 1 (1 2 cos1 )
2
d 其中： 1 dt
d 2 2 dt
2
2 1
6 5 4
拨盘 锁止弧
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。
圆销
ω1
o1
o2 ω2
槽轮
作用：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 ω1 有变化 ，不适合高 o1 速运动场合。
o2
ω2
第12章 其他常用机构
▲
间歇运动机构实例 灌 贴 盖 霜 锡 盒 纸 盖
送出成品
实例1
灌装冷霜的多工位自动机
实例2
电影放映机
§12－1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成和工作特点
组成 •摇杆 1 — 主动构件，作 往复摆动运动 •棘轮 3 — 单向的间歇运 动 •驱动棘爪 2 •止动棘爪 4 •弹簧 6
r≈R/6
计算公式或依据 由工作要求确定
R r
φ
d1 1 r0 L s
2
d1≤2(L-s)
§12－3 擒纵轮机构
游丝摆轮
一、擒纵轮机构的组成 及其工作原理
4 3’
6
组成：擒纵轮、擒纵叉、游 丝摆轮。
工作原理： 擒纵轮受发条力矩的驱动， 游丝摆轮系统往复摆动，带动 擒纵叉往复摆动，卡住或释放 擒纵轮，并使它间歇转动。
4
1 2 4
1
2
3 3
无固有振动系统型擒纵轮轮机构
§12-4 凸轮式间歇运动机构
一、凸轮式间歇运动机构的组成、工作原理
1、组成和工作原理 如图所示，由主
动凸轮和从动盘组成。 主动凸轮作连续转动， 从动盘作间歇分度运 动。 常用于传递交错轴间的分度运动和需要 间歇转位的机械装置中。
2、特点 只要适当设计出凸轮的轮廓曲线，就可使 从动盘获得所预期的运动规律，其动载荷小， 无刚性和柔性冲击，以适应高速运转的要求； 并可获得高的定位精度，机构结构紧凑。是一 种较理想的高速高精度的分度机构。 其缺点是加工成本较高，对装配、调整要 求严格。
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
1~5
1~3
2.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。
• 当两轴夹角β 值变化时，角速度比的值也将改 变，图为不同轴夹角 β 时，传动比 i31 随 φ 1 变 化曲线。由图可知，传动比的变化幅度随轴夹 角 β 增加而增大。为使 ω 3 波动不致过大，一 般情况下两轴夹角β 最大不超过350～45０。
二、双万向联轴机构 采用下图所示的双万向联轴机构，可避免 从动轴产生角速度变化 。
•双动式棘轮机构
摆杆的往复摆动，都能 使棘轮沿单一方向转动，棘轮转动方向是不 可改变的。
(2)双向式棘轮机构
若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变动棘 爪的放置位置或方向后，可使棘轮在正、反 两个转动方向上都可实现间歇转动。
翻转变向棘轮机构
回转变向棘轮机构
2、摩擦式棘轮机构
(1) 偏心楔块式棘轮机构 利用偏心扇形楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块 偏心的几何条件来实现摩擦轮的单向间歇转动 。
二、凸轮式间歇运动机构的类型 1、圆柱凸轮间歇运动机构
这种机构常用于两交错轴间的分度传动。
2、蜗杆形凸轮间歇运动机构（应用最多）
如图所示。凸轮形 状如同圆弧面蜗杆一样， 滚子均匀分布在从动盘 的圆柱面上，犹如蜗轮 的齿。凸轮连续转动时 就带动从动盘像蜗轮那 样转动。
凸轮上的凸脊经过这样的设计：当凸 轮在连续回转时，使从动盘作间歇运动。
三、棘轮机构的应用
1、制动
2、送进和输送
牛头刨床工作台进给机构模型
曲柄2转动，经连杆3带动摇杆4作往复摆动；摇 杆4上装有棘爪7，棘爪带动棘轮5以及与棘轮固 连 的 丝杠6转动 ，使工作台作间歇进给运动。
3、超越
图 5 - 9 自行车后轴上的棘轮机构
四、棘轮转角的调节 ★通过改变曲柄摇杆机构曲柄长度的方法来 改变摇杆摆角的大小，摇杆摆动角度的大小， 从而实现棘轮机构转角大小的调整。
优点：结构简单、制造容易、工作可靠、不 完全齿轮机构的从动轮在一周转动中可作多 次停歇。从动轮运动时间和静止时间的比例 可在较大范围内变化。
缺点：在开始进入啮合与脱离啮合时有较 大冲击，故一般只用于低速、轻载场合。 2.类型及应用
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
-6 -8
-60˚ -40˚ -20˚ 0 20˚ 40˚ 60˚ -50˚ -30˚ -10˚ 10˚ 30˚ 50˚
运动特性分析： ①槽轮运动的ω max、amax随槽数z的增多而减小。 ②存在柔性冲击。Z愈少，冲击愈大。
四、槽轮机构的几何尺寸计算 参数
槽数z
圆销数n 中心距L 回转半径R 圆销半径r 拨盘轴径d1 由安装空间确定 R=Lsinφ=Lsin(π /z)
• 棘轮机构结构简单，易于制造，运 动可靠，从动棘轮转角容易实现有 级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪 声与冲击，在高速时尤为严重。故 常于低速、轻载的场合用作间歇运 动控制。
二、棘轮机构的类型 1、轮齿式棘轮机构 按啮合方式可分成外啮合、内啮合棘轮机构。
根据棘轮的运动又可分为两种情况：
(1)单向式棘轮机构 • 单动式棘轮机构 特点是摆杆向一个方向 摆动时，棘轮沿同一方 向转过某一角度；而摆 杆向另一个方向摆动时 ，棘轮静止不动。
∵ k> 0
ω <2 0.5
2α 1
2φ2
∴ 槽轮的槽数 z ≥ 3
可知：当只有一个圆销时，k =1/2-1/z 即：k < 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:
使运动平稳
瞬心线附加杆
蜂窝煤饼压制机
§12-8 螺旋机构
一、螺旋机构的应用和特点
螺杆 螺母
机架 回转运动 直线运动
螺母移动
螺杆转移
其主要优点是：能获得很大的减速比 和力的增益；此外，选择合适的螺纹导 程角，还可以使机构具有自锁性。
其主要缺点是：机械效率较低，特别是 具有自锁性的螺旋机构的效率将低于50%。 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。
如用于调节 镗刀进刀量 的螺旋机构。
（2）复式螺旋机构
如果螺旋机构的两段螺旋导程分别为lA、 lB，且两端螺旋的旋向相反。 这种螺旋机构 称为复式螺旋机构。 则：
s＝(lA＋lB)φ/(2π）
此种螺旋机构常用于车辆的联接。
§12-9 万向铰链机构 一、单万向铰链机构 当主动轴转一周，从动轴也转动一周，但主动 轴与从动轴的瞬时传动比不同。
从动盘上的滚子可以绕其自身轴线转动， 可减小凸轮面和滚子之间的滑动摩擦。 两轴间的中心距可作微量调整，以消除凸 轮轮廓面和滚子之间的间隙，实现“预紧”， 不但可减小间隙带来的冲击，而且在从动盘 停歇时可得到精确的定位。
通过从动盘运动规律的合理设计，可
减小动载荷和冲击，因此蜗杆式分度凸轮
的运转速度可以比棘轮机构和槽轮机构高
二、不完全齿轮机构的应用 不完全齿轮机构多用于一些具 有特殊运动要求的专业机械中。如 图12-27所示的用于铣削乒乓球拍的 专用靠模铣床。
球拍
6
铣刀 靠模凸轮
8 9 2
7
不完全齿轮1 5 不完全齿轮2
1
乒乓球拍专用靠模铣床
3
Baidu Nhomakorabea
4
蜂窝煤成型机模盘转位机构
退煤饼
压制
不完全齿轮
锁止弧 填料 填料
锁止弧
得多，它的转速已达3000 r/min。 蜗杆式分度凸轮运动机构许多场合正逐
渐取代棘轮机构和槽轮机构，已在高速冲床、
加工中心、模切机、多色印刷机、包装机和
许多轻工自动机械中得到应用，而且会得到
越来越广泛的应用。
§12－5 不完全齿轮机构 1.工作原理及特点 工 作原理 ： 在主 动 齿轮 只做出几个齿 ， 根据运 动 时间和 停 歇时 间 的要 求 在从动 轮 上做 出 与主 动轮相啮合的轮齿 。其 余 部分为 锁 止圆 弧 。当 两 轮齿啮 合 时 ， 与 齿轮 传 动一样 ， 不啮 合 时 ， 由 锁止弧 定 位使 从 动轮 静止。
α2 / ω 2 1
运动特性曲线
z=3 z=4
8 6 4 2
z=3 z=6
a=1
3 2 1
槽轮运动的前半段，槽轮的 角速度ω 2是增加的，角加速 度α2>0后半段正好相反。
z=6
α
z=4
α
-60˚ -40˚ -20˚ 0 20˚ 40˚ 60˚ -50˚ -30˚ -10˚ 10˚ 30˚ 50˚
-4
擒纵叉 2
8 1 5
3 1‘
擒纵轮
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
无固有振动系统型擒纵轮轮机构
4 6
固有振动系统型擒 纵轮轮机构计时精 度高，用于钟表。
3’
2
8
3
1‘
1
5
无固有振动系统型擒纵轮轮机构结构简单、 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。
ω1
2α1
2φ2
ω2
定义： k = td / t 为运动系数，即：
为避免发生刚性冲击 圆柱销的线速度应沿着径向槽的中心线方向 v
ω ω
v 进入径向 槽的瞬间 脱离径向 槽的瞬间
槽中心线与拨销中心连线成 90°角。故有：
2α1=π－2φ2
=π－(2π/z)
ω1
= 2π(z-2)/2z
将2α1代入前式得： k =(z-2)/2z
二、基本类型:
外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构 球面槽轮机构 轴线平行
轴线相交
ω 1 2φ ω2
外啮合槽轮机构
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