第7章 其他常用机构简介

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其他常用机构简介

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第7章

其他常用机构简介

学习目标

了解棘轮机械、槽轮机构、凸轮间歇机构、不完全齿轮机构、螺旋机构的类型、

特点及应用。

7．1棘轮机构

1．棘轮机构的工作原理与基本类型

(1)工作原理

图6—1所示为常见齿啮式外啮合的棘轮机构，主要由棘轮l、主动件摇杆4、驱动棘爪2、止回棘爪5和机架组成。当主动摇杆顺时针摆动时，摇杆上铰接的驱动棘爪2就会插入棘轮的齿槽内，推动棘轮同向转动一定的角度。当主动摇杆逆时针摆动时，驱动棘爪在棘轮的齿背上滑过，这时止回棘爪会阻止棘轮反向转动，使棘轮静止不动，从而实现了当主动件连续往复摆动时，从动棘轮作单向的间歇运动。为了保证棘爪工作可靠，常利用扭簧3使棘爪紧压齿面。

(2)基本类型

常见棘轮机构可分为齿啮式和摩擦式两大类。

①齿啮式棘轮机构

齿啮式棘轮机构是靠棘爪和棘轮齿啮合传动，齿啮式棘轮机构有外啮合(图7—1)和内啮合(图7—2)两种基本形式。内啮合棘轮机构由棘轮1、棘爪2和2’、弹簧3和3’以及轴4组成，如图7—2所示。

单动式棘轮机构，如图7—1所示，当原动件连续地往复摆动时，棘轮只作单向的间歇运动。 7 其他常用机构简介 119

图7—l单动式棘轮机构 图7—2-内啮合棘轮机构

双动式棘轮机构，如图7—3所示，其棘爪3可制成直头[图7—3(a)]、钩头[图7—3(b)]。当主动摇杆1往复摆动一次时，能使棘轮2沿同一方向作两次间歇转动，相当于加大了转角。

可变向棘轮机构如图7—4(a)所示，它的棘轮齿形为对称梯形。当棘爪在两个不同位置时，主动杆与棘爪将使棘轮向相反方向作间歇运动；图7—4(b)所示为另一种可变向棘轮机构。

（a） (b) (a) (b)

图7—3双动式棘轮机构 图7—4可变向棘轮机构

②摩擦式棘轮机构

摩擦式棘轮机构如图7—5所示，棘轮上无棘齿。它靠棘爪1，3和棘轮2之间的摩擦力传动，棘轮转角可作无级调节，且传动平稳、无噪声。但因靠摩擦力传动，其接触表面容易发生滑动。

2．棘轮机构的特点与应用

棘轮机构结构简单、制造容易、转角准确、运动可靠，而且棘轮的转角可在很大范围内作有级调节。但工作时棘爪在齿背上滑行易引起噪声、冲击和磨损，运动精度不高，所以常

用于低速、轻载的场合。 图7—5摩擦式棘轮机构

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7．2槽轮机构

1．槽轮机构的工作原理与类型 、

(1)工作原理

图7—6所示为槽轮机构(又称马氏机构)，由带有圆销3的拨盘1、具有径向槽的槽轮2及机架组成。拨盘1主动作等速连续转动，当圆销A未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外凸锁止弧锁住而静止；当圆销A开始进人径向槽时，内外锁止弧脱开，槽轮在圆销A的驱动-FJl~时针转动；当圆销A开始脱离径向槽时，槽轮因另一锁止弧又被锁住而静止，直到圆销再次进人下一个径向槽时，锁止弧脱开，槽轮才能继续转动，从而实现从动槽轮的单向间歇运动。

(2)基本类型

槽轮机构有外槽轮机构(图7—6)和内槽轮机构(图7—7)两种类型。依据机构中圆销的数目，外槽轮机构又有单圆销(图7—6)、双圆销(图7—8)和多圆销槽轮机构之分。单圆销外槽轮机构工作时，拨盘转一周，槽轮反向转动一次；双圆销外槽轮机构工作时，拨盘转一周，槽轮反向转动两次；内槽轮机构的槽轮转动方向与拨盘转向相同。

图7—6外槽轮机构

图7—7内槽轮机构

图7—8双圆销槽轮机构 7 其他常用机构简介 121

2．槽轮机构的特点与应用

槽轮机构的优点是结构简单、制造容易、转位迅速、工作可靠，但制造与装配精度要求较高且转角大小不能调节，转动时有冲击，故不适用于高速，一般用于转速不是很高的自动机械、轻工机械或仪器仪表中。例如，图7—9所示的转塔车床的刀架转位机构，刀架3上装有6种刀具，槽轮2上有6个径向槽，当拨盘1回转一周时，圆销进入槽轮一次，驱使槽轮转过600，刀架也随着转过600，从而将下一工序所需刀具转换到工作位置。图7—10所示为电影放映机的卷片机构，槽轮2上有4个径向槽，拨盘1每转一周，圆销将拨动槽轮转过900，使胶片移过一幅画面，并停留一定的时间，以适应人眼的视觉暂留现象。

图7—9转塔车床的刀架转位机构

图7—10电影放映机的卷片机构

7．3凸轮式间歇机构

1．凸轮式间歇机构的工作原理与类型

(1)工作原理

凸轮式间歇运动机构是利用凸轮的轮廓曲线，通过对转盘上滚子的推动，将凸轮的连续

转动变换为从动转盘的间歇转动的机构。它一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。

(2)基本类型

图7—1 1所示为圆柱凸轮间歇运动机构，图7—12所示为蜗杆凸轮间歇运动机构。

2．凸轮式间歇机构的特点与应用

凸轮式间歇运动机构的优点是结构简单，运转可靠，转位精确，传动平稳无噪声，且只要适当选择从动件的运动规律和合理设计凸轮的轮廓曲线，即可减小动载荷和避免冲击，从而适应高速运转的要求，这是它不同于棘轮机构、槽轮机构的最突出的优点。凸轮式间歇运动机构的主要缺点是装配与调整要求较高，加工比较复杂。凸轮式间歇运动机构主要用于能传递交错轴间的间歇传动，在轻工机械、冲压机械等高速机械中常用做高速、高精度的步进进给、分度转位等机构。例如卷烟机、包装机、多色印刷机、高速冲床等。 7 其他常用机构简介 122

图7—11圆柱凸轮间歇运动机构 图7—12蜗杆凸轮间歇运动机构

7．4不完全齿轮机构

1．不完全齿轮机构的工作原理与类型

如图7—13所示，在主动轮l上只制出1个或数个轮齿，其余部分为外凸锁止弧，从动轮2上有与主动轮齿相啮合的齿间和内凹锁止弧，且相问布置。当主动轮1的有齿部分作用时，从动轮就转动；主动轮的外凸锁止弧作用时，从动轮就停止不动。因此当主动轮连续转动时，从动轮将获得时转时停的间歇运动。

如图7—13(a)所示的不完全齿轮机构中，主动轮1上只有1个齿，从动轮2上有8个齿间，故主动轮每转1周，从动轮只转1／8周。如图7—13(b)所示的不完全 （a） （b）

齿轮机构中，主动轮1上有4个轮齿，从动轮2的圆周

有4个运动段和4个停歇段，而且每个运动段有4个齿 图7—13不完全齿轮机构

间与主动轮齿相啮合，主动轮转1周，从动轮转1／4周。

2．不完全齿轮机构的特点与应用

不完全齿轮机构的优点是设计灵活，工作可靠，传递的力大，而且从动轮停歇的次数、每次停歇的时间及每次转过角度的变化范围比较大；其缺点是加工工艺较复杂，从动轮在运动开始和终了时有较大的冲击，不宜用于高速传动，且主、从动轮不能互换。

不完全齿轮机构一般用于低速、轻载的场合，如在自动机械和半自动机械中，用做工作台的间歇转位机构、间歇进给机构以及计数装置等。 7 其他常用机构简介 123

7．5螺旋机构

7．5．1 螺纹的形成、类型、主要参数和应用

1．螺纹的形成、类型和应用

如图7—14(a)所示，把底边等于2d，

的直角三角形绕于直径为d2的圆柱上，并使其底边与圆柱体的底边对齐，则其斜边在圆柱表面上便形成一条螺旋线。

若取任一平面几何图形，使其一边靠在圆柱的母线上并沿螺旋线移动，移动时保持该平面图形通过圆柱体的轴线，便可得到相应的螺纹。如图7—14所示，根据平面图形的形状，螺纹可分为三角形、矩形、梯形和锯齿形等。 （a） （b）

三角形螺纹多用于联接，其余螺纹则多用于 图7—14螺纹的形成与牙形

传动。

按照圆柱直立时螺旋线的绕行方向是向右上升还是向左上升，螺纹可分为右旋及左旋两种，如图7—15所示。一般采用右旋螺纹，有特殊要求时才采用左旋螺纹。

(a) (b)

图7—15螺纹的旋向、转向与螺杆移动方向

根据圆柱上螺旋线的数目，可分为单线和多线螺纹[图7—16]。单线螺纹[图7—16(a)]是沿一条螺旋线形成的螺纹。多线螺纹[图7—16(b)(c)]是沿两条或两条以上、在周向和轴向等间距分布的螺旋线形成的螺纹，分别称为双线螺纹[图7—16(b)]、三线螺纹[图7—16(c)]。为制造方便，螺纹一般不超过四线。单线螺纹常用于联接，也可用于传动；多线螺纹则主要用于传动。

在圆柱体的外表面上形成的螺纹称为外螺纹，如螺柱上的螺纹；在圆柱孑L的内表面上形成的螺纹称为内螺纹，如螺母上的螺纹。

表7—1列出了常用螺纹的类型、牙形和应用。螺纹已标准化，分为米制和英制两种，