第四章 间隙机构
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• 驱动棘爪可以制成直的或带钩头的。
棘轮机构(3/5)
二、棘轮机构的类型及应用
（1）棘轮机构的类型
外接式
普遍棘轮机构 内接式
棘条
1）齿啮式棘轮机构
钩头式
双动式棘轮机构 直推式
2）摩擦式棘轮机构
翻转式 可变向棘轮机构 提转式 外接摩擦式
内接摩擦式
滚子内接摩擦式 （2）棘轮机构的应用
例 牛头刨床工作台的进给机构
2. 槽轮机构的应用：
❖ 槽轮机构一般应用于转速不高和要求间歇转动的机械当中，如 自动机械、轻工机械或仪器仪表等。
§4-2 棘轮机构
一、棘轮机构的工作原理
1. 组成
驱动摇杆 棘轮 驱动棘爪 制动棘爪
簧片 (机架)
棘轮机构(2/5)
• 2.工作原理：
• 当原动件逆时针方向摆动时，与它相联的驱动棘爪便借助弹 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。
• 当原动件顺时针方向摆动时，制动棘爪插入棘轮的齿槽，阻 止棘轮反向转动，驱动棘爪在棘轮齿背上滑回原位，棘轮静 止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向 间歇转动。利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可 靠。
• 改变原动件的结构形状，可以得到双动式棘轮机构，原动件 往复摆动时都能使棘轮沿同一方向转动。
21
22
2
z
❖ 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。
❖ 当拨盘1等速转动时，这个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分别对应于拨盘1转过
的角度2φ1和2π。因此其运动特性系数τ为
tm
21
2
z
11
z2
t 2 2 2 z 2z
3. 凸轮式间歇运动机构的特点
❖ 凸轮式间歇运动机构可以通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮 的轮廓曲线，可减小动载荷和避免刚性与柔性冲击，可适用于高速运转的 场合。
❖ 凸轮式间歇运动机构运转可靠、转位精确、无需专门的定位装置，但凸轮 式间歇运动机构精度要求较高、加工比较复杂、安装调整比较困难。
棘轮机构(5/5)
§4-3 不完全齿轮机构
1．机构的工作原理及特点 （1）工作原理
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。
不完全齿轮机构(2/2) ❖ 工作原理：当主动轮的有齿部分作用时，从动轮就转动；当主
动轮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。
§4-1 槽轮机构
一、槽轮机构的工作原理
主动拨盘1
1. 组成 从动槽轮2 机架
2.工作原理： ❖ 由主动销轮（拨盘1）
利用圆柱销带动从动 槽轮2转动，完成间歇 转动。
槽轮机构(2/7)
❖ 主动销轮顺时针作等速连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮因 内凹的锁止弧β被销轮外凸的锁止弧α锁住而静止；圆销进入径向 槽时，两弧脱开，槽轮在圆销的驱动下转动；当圆销再次脱离径向 槽时，槽轮另一圆弧又被锁住，从而实现了槽轮的单向间歇运动。
练习题：
1．什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？ 2．棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构，它们各有 什么特点？
▪ 1．凸轮间歇运动机构
❖ 在圆柱凸轮间歇运动机 构中，主动凸轮的圆柱 面上有一条两端开口、 不闭合的曲线沟槽。当 凸轮连续地转动时，通 过圆柱销带动从动转盘 实现间歇转动。
凸轮间歇运动机构(2/2)
2．蜗杆凸轮间歇运动机构
▪ 在蜗杆凸轮间歇运动机构中主动凸 轮上有一条突脊犹如蜗杆，从动转 盘的圆柱面上均匀分布有圆柱销就 像蜗轮的齿。当蜗杆凸轮转动时， 将通过转盘上的圆柱销推动从动转 盘作间歇运动。
棘轮机构(4/5)
三、工作特点
可实现单向间歇运动、机构简单、制造方便、运动可靠、 棘轮转角可调。但冲击和噪声大、运动精度低，适用于低速轻 载的场合。
四、棘轮转角大小的调节方法：
1. 改变棘爪的运动
调节螺母可改 变曲柄长度， 从而改变棘爪 的运动，改变 动停比。
2.改变棘轮遮板位置
▪ 通过调整遮板角 度，改变棘轮的 转角。
❖ 当拨盘1上装有K个圆销时，可以得到τ>0.5的槽轮机构。此时， 一个循环中，轮2的运动时间为只有一个圆销时的K倍，即
K (z 2) 1
2z
K 2z z2
槽轮机构(7/7)
槽 数z
3
4
5、6
≥7
圆销数 k
1~5
1~4
1~3
1~2
三、槽轮机构的特点和应用
1.槽轮机构的特点:
❖ 槽轮机构能准确控制转角、工作可靠、机械效率高，与棘轮机 构相比，工作平稳性较好，但其槽轮机构动程不可调节、转角 不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击。 槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此 制造成本上升。
3．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
槽轮机构(3/7)
不等臂多销槽轮机构
球面槽轮机构 特殊型 偏置式槽பைடு நூலகம்机构 偏置外槽轮机构
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1 蜂窝煤制机模盘转位机构
例2 电影胶片抓片机构
机械设计基础 Fundamentals of Machine-Design
主编：陈云飞 卢玉明 （第七版）
参考书目：《机械设计基础》，陈立德，高等教育出版社 《机械设计基础》，石固欧，高等教育出版社
第四章 间隙运动机构
§4-1 槽轮机构 §4-2 棘轮机构 §4-3 不完全齿轮机构 §4-4 凸轮间歇运动机构
（2）工作特点
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。
2．机构的类型及应用
不完全齿轮机构的类型
§4-4 凸轮间歇运动机构
▪ 凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成， 以主动凸轮带动从动转盘完成间歇运动。
槽轮机构(4/7)
▪ 二、槽轮机构的主要参数
• 槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆销数K。
如图所示，为了使 槽轮2在开始和终 止转动时的瞬时角 速度为零，以避免 圆销与槽发生撞击， 圆销进入或脱出径 向槽的瞬时，槽的 中心线O2A应与 O1A垂直。
槽轮机构(5/7)
❖ 设z为均匀分布的径向槽数目，则槽轮2转过2φ2=2π/z弧度时， 拨盘1的转角2φ1将为
槽轮机构(6/7)
0 z 3
❖ 即：为保证槽轮运动，其运动特性系数τ应大于零，径向槽的 数目应等于或大于3。但槽数z=3的槽轮机构，由于槽轮的角速 度变化很大，圆销进出径向槽的瞬时，槽轮的角加速度也很大。 会引起较大的振动和冲击，故很少应用。
❖ 这种槽轮机构的运动特性系数τ总是小于0.5，即槽轮的运动时 间总小于静止时间ts。
棘轮机构(3/5)
二、棘轮机构的类型及应用
（1）棘轮机构的类型
外接式
普遍棘轮机构 内接式
棘条
1）齿啮式棘轮机构
钩头式
双动式棘轮机构 直推式
2）摩擦式棘轮机构
翻转式 可变向棘轮机构 提转式 外接摩擦式
内接摩擦式
滚子内接摩擦式 （2）棘轮机构的应用
例 牛头刨床工作台的进给机构
2. 槽轮机构的应用：
❖ 槽轮机构一般应用于转速不高和要求间歇转动的机械当中，如 自动机械、轻工机械或仪器仪表等。
§4-2 棘轮机构
一、棘轮机构的工作原理
1. 组成
驱动摇杆 棘轮 驱动棘爪 制动棘爪
簧片 (机架)
棘轮机构(2/5)
• 2.工作原理：
• 当原动件逆时针方向摆动时，与它相联的驱动棘爪便借助弹 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。
• 当原动件顺时针方向摆动时，制动棘爪插入棘轮的齿槽，阻 止棘轮反向转动，驱动棘爪在棘轮齿背上滑回原位，棘轮静 止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向 间歇转动。利用弹簧使棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可 靠。
• 改变原动件的结构形状，可以得到双动式棘轮机构，原动件 往复摆动时都能使棘轮沿同一方向转动。
21
22
2
z
❖ 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。
❖ 当拨盘1等速转动时，这个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分别对应于拨盘1转过
的角度2φ1和2π。因此其运动特性系数τ为
tm
21
2
z
11
z2
t 2 2 2 z 2z
3. 凸轮式间歇运动机构的特点
❖ 凸轮式间歇运动机构可以通过适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮 的轮廓曲线，可减小动载荷和避免刚性与柔性冲击，可适用于高速运转的 场合。
❖ 凸轮式间歇运动机构运转可靠、转位精确、无需专门的定位装置，但凸轮 式间歇运动机构精度要求较高、加工比较复杂、安装调整比较困难。
棘轮机构(5/5)
§4-3 不完全齿轮机构
1．机构的工作原理及特点 （1）工作原理
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。
不完全齿轮机构(2/2) ❖ 工作原理：当主动轮的有齿部分作用时，从动轮就转动；当主
动轮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。
§4-1 槽轮机构
一、槽轮机构的工作原理
主动拨盘1
1. 组成 从动槽轮2 机架
2.工作原理： ❖ 由主动销轮（拨盘1）
利用圆柱销带动从动 槽轮2转动，完成间歇 转动。
槽轮机构(2/7)
❖ 主动销轮顺时针作等速连续转动，当圆销未进入径向槽时，槽轮因 内凹的锁止弧β被销轮外凸的锁止弧α锁住而静止；圆销进入径向 槽时，两弧脱开，槽轮在圆销的驱动下转动；当圆销再次脱离径向 槽时，槽轮另一圆弧又被锁住，从而实现了槽轮的单向间歇运动。
练习题：
1．什么是间歇运动？有哪些机构能实现间歇运动？ 2．棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构，它们各有 什么特点？
▪ 1．凸轮间歇运动机构
❖ 在圆柱凸轮间歇运动机 构中，主动凸轮的圆柱 面上有一条两端开口、 不闭合的曲线沟槽。当 凸轮连续地转动时，通 过圆柱销带动从动转盘 实现间歇转动。
凸轮间歇运动机构(2/2)
2．蜗杆凸轮间歇运动机构
▪ 在蜗杆凸轮间歇运动机构中主动凸 轮上有一条突脊犹如蜗杆，从动转 盘的圆柱面上均匀分布有圆柱销就 像蜗轮的齿。当蜗杆凸轮转动时， 将通过转盘上的圆柱销推动从动转 盘作间歇运动。
棘轮机构(4/5)
三、工作特点
可实现单向间歇运动、机构简单、制造方便、运动可靠、 棘轮转角可调。但冲击和噪声大、运动精度低，适用于低速轻 载的场合。
四、棘轮转角大小的调节方法：
1. 改变棘爪的运动
调节螺母可改 变曲柄长度， 从而改变棘爪 的运动，改变 动停比。
2.改变棘轮遮板位置
▪ 通过调整遮板角 度，改变棘轮的 转角。
❖ 当拨盘1上装有K个圆销时，可以得到τ>0.5的槽轮机构。此时， 一个循环中，轮2的运动时间为只有一个圆销时的K倍，即
K (z 2) 1
2z
K 2z z2
槽轮机构(7/7)
槽 数z
3
4
5、6
≥7
圆销数 k
1~5
1~4
1~3
1~2
三、槽轮机构的特点和应用
1.槽轮机构的特点:
❖ 槽轮机构能准确控制转角、工作可靠、机械效率高，与棘轮机 构相比，工作平稳性较好，但其槽轮机构动程不可调节、转角 不可太小，销轮和槽轮的主从动关系不能互换、起停有冲击。 槽轮机构的结构要比棘轮机构复杂，加工精度要求较高，因此 制造成本上升。
3．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
槽轮机构(3/7)
不等臂多销槽轮机构
球面槽轮机构 特殊型 偏置式槽பைடு நூலகம்机构 偏置外槽轮机构
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1 蜂窝煤制机模盘转位机构
例2 电影胶片抓片机构
机械设计基础 Fundamentals of Machine-Design
主编：陈云飞 卢玉明 （第七版）
参考书目：《机械设计基础》，陈立德，高等教育出版社 《机械设计基础》，石固欧，高等教育出版社
第四章 间隙运动机构
§4-1 槽轮机构 §4-2 棘轮机构 §4-3 不完全齿轮机构 §4-4 凸轮间歇运动机构
（2）工作特点
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。
2．机构的类型及应用
不完全齿轮机构的类型
§4-4 凸轮间歇运动机构
▪ 凸轮式间歇运动机构由主动凸轮、从动转盘和机架组成， 以主动凸轮带动从动转盘完成间歇运动。
槽轮机构(4/7)
▪ 二、槽轮机构的主要参数
• 槽轮机构的主要参数是槽数z和拨盘圆销数K。
如图所示，为了使 槽轮2在开始和终 止转动时的瞬时角 速度为零，以避免 圆销与槽发生撞击， 圆销进入或脱出径 向槽的瞬时，槽的 中心线O2A应与 O1A垂直。
槽轮机构(5/7)
❖ 设z为均匀分布的径向槽数目，则槽轮2转过2φ2=2π/z弧度时， 拨盘1的转角2φ1将为
槽轮机构(6/7)
0 z 3
❖ 即：为保证槽轮运动，其运动特性系数τ应大于零，径向槽的 数目应等于或大于3。但槽数z=3的槽轮机构，由于槽轮的角速 度变化很大，圆销进出径向槽的瞬时，槽轮的角加速度也很大。 会引起较大的振动和冲击，故很少应用。
❖ 这种槽轮机构的运动特性系数τ总是小于0.5，即槽轮的运动时 间总小于静止时间ts。