分度机构对比表

在各类机械中，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。

能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。

而实现间歇运动的四种常用机构分别为：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。

一、棘轮机构棘轮机构的类型很多，从工作原理上可分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构；从结构上可分为外啮合式和内啮合式棘轮机构；从传动方向上分为单向（单动和双动）式和双向式棘轮机构。

棘轮机构是把摇杆的摆动转变为棘轮的间歇回转运动。

其优点轮齿式棘轮机构运动可靠，棘轮转角容易实现有级调节，但在工作过程中棘爪在齿面上滑行，齿尖易磨损并伴有噪音，同时为使棘爪能顺利落入棘轮槽，摇杆摆角应略大于棘轮转角，这样就不可避免地存在空程和冲击，在高速时尤其严重，所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。

摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声，棘轮转角可作无级调节。

图1 单向轮齿啮合式棘轮但由于运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。

在工程实践中，棘轮机构常用于实现间歇送进（如牛头刨床）、止动（如起重和牵引设备中）和超越（如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进给和快速进给功能）等场合。

图2 摩擦式棘轮二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构，也是常用的间歇运动机构之一。

普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构（图3）和内接式槽轮机构（图4）两种类型。

它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮２、带有圆柱销Ａ的拔盘１以及机架组成。

图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构槽轮机构的工作过程是：主动拨盘１上的圆柱销Ａ进入槽轮２上的径向槽以前，拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住，则槽轮静止不动。

当拔盘圆柱销Ａ进入槽轮径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。

当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。

因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。

外接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相反；内接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相同，且传动平稳、占空间小，槽轮停歇时间较短。

基本简介凸轮分度器，在机械上又称凸轮分割器，间歇分割器。

1926年，美国机械师福克森（FERGUSON）于1926年生产出第一台凸轮分割器,后来凸轮分割器又称福克森。

1970年，JAPAN SANKYO SEISAKUSHO CO(三共)推出了亚洲第一台分割器。

1981年，台湾潭子精机(TANTZU)推出国产第一台分割器。

1990年，台湾又相继的出现了德士(DEX)、英特士(ENTRUST)、飞技等分割器品牌,尤其主推台湾英特士。

在1980's初，分度凸轮机构才开始引入中国的机械设备中。

它主要分弧面凸轮和平面凸轮，原理不同：1.弧面凸轮弧面凸轮分度器是输入轴上的弧面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙垂直啮合的传动装置。

弧面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止，并定位自锁。

通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。

2.平面凸轮平面凸轮分度器是输入轴上的平面共轭凸轮与输出轴上的分度轮无间隙平行啮合的传动装置。

平面凸轮轮廓面的曲线段驱使分度轮转位，直线段使分度轮静止，并定位自锁。

通过该机构将连续的输入运动转化为间歇式的输出运动。

分割器较之其他构件之优点：凸轮分割器是依靠凸轮与滚针之间的无间隙配合(其啮合传动方式类似于蜗轮蜗杆传动)，并沿着既定的凸轮曲线进行重复传递运作的装置。

它输入连续旋转驱动，输出间歇旋转、或摆动、或提升等动作。

主要用于自动化加工,组装，检测等设备上面。

3、圆柱（筒形）凸轮分割器：重负载专用平台面式圆柱凸轮分割器，电光源设备专用框架式凸轮分度机构4、各种特形、端面凸轮心轴型分割器（DS）：输出轴为心轴，适用于间歇传送输送带、齿轮啮合等机构动力来源。

法兰型分割器（DF）：输出轴外形为一凸缘法兰。

适用于重负荷的回转盘固定及各圆盘加工机械。

中空法兰型分割器（DFH）：输出轴外形为凸缘法兰并且为轴中间为空心。

适用于配电、配管通过。

平台桌面型凸轮分割器（DT）:能够承受大的负载及垂直径向压力，在其输出轴端有一凸起固定盘面及大孔,径空心轴，更好的满足了客户要求中心静止的需求。

% 共轭分度凸轮机构设计与分析% 相关的函数文件：% 计算凸轮机构运动参数（zhbx_cs.m）% 绘制凸轮机构运动曲线（zhbx_tx.m）% 计算凸轮廓线坐标（zhbx_xyRP.m）% 将凸轮廓线辅坐标转化为动坐标（zhbx_xyRPd.m）disp ' 用键盘输入已知条件:'n=input('凸轮转速(r/min) n = ');C=input('机构中心距(mm) C = ');disp '选择凸轮头数H、转盘分度数I与凸轮分度期转角theta_f的对应关系：'disp ' H=1时，I=6、8、10、12、16，theta_f=60、75、90、120、150度'disp ' H=2时，I=3、4、5、6、8，theta_f=90、120、150、180、210、240、270度' disp ' H=3时，I=2、4，theta_f=150、180、210、240、270度'disp ' H=4时，I=1、2、3，theta_f=180、210、240、270度'H=input('凸轮头数H = ');I=input('转盘分度数I = ');theta_f=input('凸轮分度期转角(度) theta_f = ');% 1-共轭分度凸轮机构运动分析% 凸轮角速度omega_1=pi*n/30;% 转盘滚子数z=H*I;% 凸轮停歇期转角if H<2theta_d=180-theta_f;elsetheta_d=360-theta_f;end% 转盘分度期转位角phi_f=360/I;% 机构分度期时间t_f和停歇期时间t_dhd=pi/180.0; % 角度转换为弧度的系数t_f=theta_f*hd/omega_1;t_d=theta_d*hd/omega_1;% 机构动停比k和运动系数tauk=t_f/t_d;tau=t_f/(t_f+t_d);disp '======== 共轭分度凸轮机构基本数据========'fprintf(' 凸轮转速n = %3.4f r/min \n',n)fprintf(' 机构中心距 C = %3.4f mm \n',C)fprintf(' 凸轮头数H = %3.0f \n',H)fprintf(' 转盘分度数I = %3.0f \n',I)fprintf(' 转盘滚子数z = %3.0f \n',z)fprintf(' 凸轮角速度omega_1 = %3.4f 1/s \n',omega_1)fprintf(' 凸轮分度期转角theta_f = %3.4f 度\n',theta_f)fprintf(' 凸轮停歇期转角theta_d = %3.4f 度\n',theta_d)fprintf(' 转盘分度期转角phi_f = %3.4f 度\n',phi_f)fprintf(' 机构分度期时间t_f = %3.4f s \n',t_f)fprintf(' 机构停歇期时间t_d = %3.4f s \n',t_d)fprintf(' 机构动停比k = %3.4f \n',k)fprintf(' 机构运动系数tau = %3.4f \n',tau)计算结果：======== 共轭分度凸轮机构基本数据========凸轮转速n = 100.0000 r/min机构中心距 C = 100.0000 mm凸轮头数H = 2转盘分度数I = 4转盘滚子数z = 8凸轮角速度omega_1 = 10.4720 1/s凸轮分度期转角theta_f = 180.0000 度凸轮停歇期转角theta_d = 180.0000 度转盘分度期转角phi_f = 90.0000 度机构分度期时间t_f = 0.3000 s机构停歇期时间t_d = 0.3000 s机构动停比k = 1.0000机构运动系数tau = 0.5000% 计算凸轮机构运动参数（调用组合摆线运动M文件：zhbx_cs.m）bc=0.5; % bc是转角分度单位[zhbx,i_zhbx]=zhbx_cs(theta_f,phi_f,hd,omega_1,bc);fprintf(' 组合摆线运动参数数组行数i_zhbx = %3.0f \n',i_zhbx)% 输出共轭分度凸轮机构运动参数[' 凸轮转角',' 转盘角位移',' 角速度',' 角加速度',' 跃度',' 角速度比',' 角加速度比'][zhbx(:,1),zhbx(:,2)/hd,zhbx(:,3),zhbx(:,4),zhbx(:,5),zhbx(:,6),zhbx(:,7)]计算结果：凸轮转角转盘角位移角速度角加速度跃度角速度比角加速度比0 0 0 0 3.5192 0 030.0000 3.8787 0.3345 0.8664 -0.6111 0.0319 0.007960.0000 20.1752 0.7254 0.5655 -2.6959 0.0693 0.005290.0000 45.0000 0.8798 0.0000 -3.5192 0.0840 0.0000120.0000 69.8248 0.7254 -0.5655 -2.6959 0.0693 -0.0052150.0000 86.1213 0.3345 -0.8664 -0.6111 0.0319 -0.0079180.0000 90.0000 0 -0.0000 3.5192 0 -0.0000% 绘制凸轮机构运动曲线（调用组合摆线绘图M文件：zhbx_tx.m）zhbx_tx(zhbx,hd,theta_f)% 备注：绘制的凸轮机构运动曲线形态正常（见图12-9）。

直齿圆柱齿轮各部分的名称和尺寸代号1、齿顶圆--齿轮齿顶所在的圆。

其直径（或半径）用da（或ra ）表示。

2、齿根圆--齿轮齿槽底所在的圆。

其直径（或半径）用df（或rf）表示。

3、分度圆--用来分度（分齿）的圆，该圆位于齿厚和槽宽相等的地方。

其直径（或半径）用d（或r表示）。

4、齿顶高--齿顶圆与分度圆之间的径向距离，用ha表示。

5、齿根高--齿根圆与分度圆之间的径向距离，用hf表示。

6、全齿高--齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，用h表示。

显然有：h = ha + hfs表示。

7、齿厚--一个齿的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用8、槽宽--一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，用e表示。

9、齿距--相邻两齿的同侧齿廓之间的分度圆弧长，用p表示。

显然有：p = s + e10、齿宽--齿轮轮齿的宽度（沿齿轮轴线方向度量），用b表示。

齿数z 一个齿轮的轮齿总数。

模数m 以z表示齿轮的齿数，那么齿轮的分度圆周长=πd = z p。

因此分度圆直径为：d=(p/,)?z, 式中：p/,称为齿轮的模数，用m表示，即要使两个齿轮能啮合，它们的齿距必须相等。

因此互相啮合的两齿轮的模数m 必须相等。

从d = mz中可见，模数m越大，轮齿就越大；模数m越小，轮齿就越小。

模数m是设计、制造齿轮时的重要参数。

不同模数的齿轮，要用不同模数的刀具来加工制造。

为了便于设计和减少加工齿轮的刀具数量，GBI357一78对齿轮的模数m已系列化，如下表所示。

在选用模数时，应优先采用第一系列的模数，其次是第二系列，括号内的尽可能不用。

压力角a (啮合角、齿形角）在节点P处，两齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线所夹的锐角称啮合角，也称压力角。

我国采用的压力角a一般为20?，加工齿轮的原始基本齿条的法向压力角称齿形角。

因此，压力角a=啮合角=齿形角。

当标准直齿圆柱齿轮的模数m确定后，按照与m的比例关系可算出轮齿的各基本尺寸。

齿轮传动机构的特点：a. 齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。

常⽤间歇机构的类型、特点教学⽬标：⼯农业⽣产中所⽤的⾃动机、半⾃动机上常⽤到将主动件的连续运动改变为从动件的周期性运动的间歇机构。

本章主要介绍最常⽤的棘轮机构、槽轮机构，并简要介绍不完全齿轮机构、凸轮间歇运动机构、空间间歇运动机构。

通过本章的学习，要求读者了解这些常⽤间歇机构的类型、特点，了解其⼯作原理和必要的设计计算⽅法，以便在⼯程实际中能够分析选⽤。

教学重点和难点：棘轮机构的特点及运动规律。

棘轮机构的主要参数和⼏何尺⼨。

槽轮机构的特点及运动规律。

槽轮机构的主要参数和⼏何尺⼨。

案例导⼊：当主动件连续运动时，从动件出现周期性停歇状态的机构称为间歇运动机构。

间歇运动机构在⾃动化机械中获得⼴泛应⽤，例如图1-1所⽰的⾃动组装机⼯作台的运动，由槽轮机构完成了间歇运动。

在⾃动机床的进给机构、⼑架的转位机构、包装机的送进机构和电影放映机构等也获得了⼴泛应⽤。

通过本章的学习，将能够较正确地选⽤。

6.1 棘轮机构6.2 槽轮机构6.3 其他间歇运动机构6.4 实训6.5 习题6.1 棘轮机构6.1.1 棘轮机构的组成和⼯作原理6.1.2 棘轮机构的类型和应⽤6.1.3 棘轮机构的主要参数和⼏何尺⼨6.1.1 棘轮机构的组成和⼯作原理如图6-l所⽰，棘轮机构主要由棘轮、棘⽖、摇杆和机架组成。

棘轮2与轴相连接，驱动棘⽖3与摇杆1组成转动副。

摇杆空套在轴4上作往复摆动。

当摇杆逆时针摆动时，使驱动棘⽖3插⼊棘轮2的齿槽中，推动棘轮沿逆时针⽅向转过⼀定⾓度；当摇杆顺时针⽅向摆动时，驱动棘⽖在棘轮的齿上滑过，此时，弹簧6迫使⽌回棘⽖5插⼊棘轮的齿槽，阻⽌棘轮反转。

因此，当摇杆作连续往复摆动时，棘轮得到单向间歇转动。

图6.1 棘轮机构1—摇杆；2—棘轮；3—棘⽖；4—轴；5—⽌回棘⽖；6—弹簧摩擦式棘轮机构6.1.3棘轮机构的主要参数和⼏何尺⼨名 称符号计 算公 式备 注模 数m m=d/z由强度计算或类⽐法确定，并选⽤标准值标准模数：1，1.5，2，3，3.5，4，5，6，8，10，12，14，16等名 称符 号计 算 公 式备 注齿数z 通常在12～60范围内选⽤ 顶圆直径da da =mz 齿⾼h h=0.75m 根圆直径df df=d-2h 齿距p p=πd/z=πm 齿顶厚a a=m 齿槽夹⾓θθ=60°或55°根据铣⼑的⾓度⽽定棘⽖⼯作⾼度h1当m≤2.5时，h1=h+(2～3)；当m=3～5时，h1=(1.2～1.7)m 棘⽖尖顶圆⾓半径r1r1=2 棘⽖底平⾯长度a1a1=(0.8～1)m6.2 槽 轮 机 构6.2.1 槽轮机构的⼯作原理6.2.2 槽轮机构的主要参数和⼏何尺⼨计算6.2.1 槽轮机构的⼯作原理6.2.1 槽轮机构的⼯作原理图6-7 槽轮机构1—拨盘；2—槽轮；3—圆销6.2.2 槽轮机构的主要参数和⼏何尺⼨计算6.3 其他间歇运动机构6.3.1 不完全齿轮机构6.3.2 凸轮间歇运动机构6.3.1 不完全齿轮机构6.4 实训(3) 在⽜头刨床的进给机构中，设进给螺旋的导程为5mm，⽽与螺旋固定连接的棘轮有28个齿，问该⽜头刨床的最⼩进给量是多少？实作题(1) 何谓槽轮机构的运动系数？为什么必须0<<1，有何意义？说明z为何不能⼩于3？(2) 在如图6-8所⽰的单销四槽的槽轮机构中，已知拨盘1转1圈，槽轮停歇时间为15s，求主动盘1的转速n1及槽轮在⼀周期内的运动时间。