第6章 间歇运动机构 §6－1 棘轮机构 §6－2 槽轮机构 §6－3 不完全齿机构 §6－4 凸轮式间隙运动机构

§6－1 棘轮机构 一、棘轮机构的组成及其工作原理 组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。 适用于速度较低和载荷不大的场合。 二、棘轮机构的类型与应用 按轮齿分布： 外缘、 内缘、 端面棘轮机构。 按工作方式： 单动式、 双动式棘轮机构。 棘轮 类型 按棘轮转向是否可调: 单向、双向运动棘轮机构。 按转角是否可调: 固定转角、可调转角 调杆长摆角、加滑动罩 按工作原理分 : 轮齿棘轮、 摩擦棘轮 演示模型

设计：潘存云 设计：潘存云 双动棘轮机构2 双动棘轮机构1 棘轮可双向运动 A B B’ 设计：潘存云 设计：潘存云 双向棘轮1 双向棘轮2

可调转角的棘轮 调滑动罩 2 3 4 5 1 φ 2 3 4 5 1 φ 牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角 设计：潘存云 2 3 4 5 1 φ 2 3 4 5 1 φ 设计：潘存云 设计：潘存云 调滑动罩 牛头刨床进给调整机构 通过调整杆长来调摆角

3 1 3 2 2 1 1 3 4 2 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 摩擦棘轮 超越离合器 设计：潘存云

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。 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）。 A B C D 冲头 冲压工位 卸料工位 设计：潘存云 设计：潘存云 间歇转动 装料工位

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。 三、设计要点 正压力－Pn 摩擦力－F 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。 L A o2 F 条件是两者对O2的力矩要满足如下条件： α Ft M pr Fr pn Σ=90° pt Mpn>MF da o1 α α 将力分解成切向和径向分量 设计：潘存云 Pn sinα L > Fcosα L 齿偏角 ∵ F= Pn f 代入得： tgα> f =tgφ ∴ α>φ 当 f=0.2 时，φ＝11°30’ 通常取α＝20°

棘轮几何尺寸计算公式 棘轮参数 计算公式或取值 L p 齿数z 12~25 h1 a o2 模数m h’ a1 棘轮参数 计算公式或取值 L p 齿数z 12~25 h1 a 1、1.5、2、2.5、3、 3.5、4、5、6、8、10 o2 模数m h’ a1 α 顶圆直径da da =mz 与齿轮不同 齿槽角 设计：潘存云 da h 齿间距p P=πm o1 齿高h h=0.75m 齿顶弦长a a=m 60°~80° 棘爪工作面长度a1 a1=(0.5~0.7)a r1 齿偏角α α＝20° rf 棘轮宽b b=(1~4)m 棘爪斜高h1 、齿斜高h’ h1=h’ ≈h/cosα 棘轮齿根圆角半径rf rf =1.5 mm 棘爪尖端圆角半径r1 r1 =2 mm 棘爪长度L 一般取 L=2p

§6－2 槽轮机构（马尔它机构） 一、槽轮机构的组成及其工作特点 §6－2 槽轮机构（马尔它机构） 锁止弧 拨盘 一、槽轮机构的组成及其工作特点 o1 ω1 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。 设计：潘存云 圆销 o2 槽轮 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。 ω2 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有变化 ，不适合高速运动场合。

槽轮机构类型 外啮合槽轮机构 轴线平行 外啮合槽轮机构 二、槽轮机构的类型与应用 槽轮机构类型 外啮合槽轮机构 轴线平行 内啮合槽轮机构 球面槽轮机构 轴线相交 放映机的反应用 应用实例： 电影放映机、 自动摄影机、六角车床转塔。 o1 o2 ω1 2φ ω2 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 内啮合槽轮机构 球面槽轮机构 外啮合槽轮机构

3 空闲 六槽内槽轮 车螺纹 4 圆销 2 车帽口 拨盘 5 切尾 1 装牙膏筒 6 卸牙膏筒 六角车床转塔

拨盘等速回转，在一个运动循环内，总的运动时间为： 三、槽轮机构的运动系数 ω1 ω2 1.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： 2α1 t＝2π/ω1 90° 槽轮的运动时间为： 2φ2 td＝2α1/ω1 定义： k=td / t 为运动系数，即： k=td / t =2α1/2π 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 代入上式

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) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2) 提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。 槽数z 圆销数n 运动系数k 3 1~6 1/6~1 ≥7 1~2 0.36~1 4 1~4 0.25~1 5 、6 1~3 0.3~1 当z=4及n=2时 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。

四、槽轮机构的几何尺寸计算 参 数 计算公式或依据 d1 槽数z 由工作要求确定 圆销数n 1 R r0 中心距L 由安装空间确定 r 参 数 计算公式或依据 槽数z 由工作要求确定 圆销数n d1 R 1 r0 L 中心距L 由安装空间确定 r 回转半径R R=Lsinφ=Lsin(π/z) 圆销半径r 由受力大小确定 r≈R/6 s 槽顶半径s s=Lcosφ=Lcos(π/z) 2 槽深h h≥s-(L-R-r) h d2 拨盘轴径d1 d1≤2(L-s) 槽轮轴径d2 d2≤2(L-R-r) b 槽顶侧壁厚b b=3~5 mm 经验确定 锁止弧半径r0 r0=R-r-b

§6－3 不完全齿轮机构 1.工作原理及特点 工作原理：在主动齿轮只做出一个或几个齿，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。当两轮齿进入啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止弧定位使从动轮静止。 优点：结构简单、制造容易、工作可靠、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：从动轮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 类型：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 应用：适用于一些具有特殊运动要求的专用机械中。如乒乓球拍周缘铣削加工机床、蜂窝煤饼压制机等。

6 球拍 乒乓球拍专用靠模铣床 1 2 3 4 5 8 9 7 铣刀 靠模凸轮 不完全齿轮1 不完全齿轮1 设计：潘存云 不完全齿轮1 不完全齿轮1

退煤饼 压制 设计：潘存云 不完全齿轮 填料 锁止弧 锁止弧 使运动平稳 蜂窝煤饼压制机 瞬心线附加杆

特点：从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。 缺点：凸轮加工较复杂、安装调整要求严格。 §6－4 凸轮式间歇运动机构 1.工作原理及特点 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构

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。 R2 设计：潘存云 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构 封口 灌浆 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