产生间歇转动与摆动的机构

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。

间歇运动机构名词解释间歇运动机构intermittent motion mechanism间歇运动机构有些机械需要其构件周期地运动和停歇。

能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构，称为间歇运动机构。

例如牛头刨床工作台的横向进给运动，电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。

常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构间歇运动机构分类间歇运动机构可分为单向运动和往复运动两类。

单向间歇运动机构这种机构广泛应用于生产中，如牛头刨床上工件的进给运动,转塔车床上刀具的转位运动,装配线上的步进输送运动等。

实现单向运动中的停歇是这种机构设计的关键。

在机构运动过程中,当主动件与从动件脱离接触,或虽不脱离接触但主动件不起推动作用时，从动件便不产生运动。

棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮单向间歇运动机构和擒纵机构等都用这种方法来实现间歇运动。

在不完全齿轮机构中,主动轮1作等速连续转动，从动轮2作间歇转动。

主动轮只在一段圆周上有4个齿，与这4个齿相啮合的从动轮要做出4个对应的齿间来实现一次间歇运动。

从动轮转动一周,该机构完成4次间歇间歇运动机构运动，轮2共有16个齿间。

轮2停歇期间，两轮的锁止弧起定位作用。

凸轮单向间歇运动机构的主动件1是半径为的圆柱凸轮，从动件2是在端面圆周上均布一圈柱销的圆盘。

当凸轮按箭头所示方向转动时，凸轮的曲线槽推动柱销B,使圆盘向左转动;当柱销B运动到前一柱销A位置时,柱销C进入凸轮槽内。

这时,凸轮槽位于凸轮圆柱体的圆周上，凸轮的转动不能推动柱销运动，故圆盘不动，从而完成一次间歇运动。

此外，还有瞬时停顿的间歇运动机构。

往复间歇运动机构在往复间歇运动的机构中，应用最广的是凸轮机构,其中还有其他常用的两种类型。

①往复摆动间歇运动机构：它利用连杆上一点C 的一段近似圆弧[c1c2]来实现摇杆带停歇的往复摆动构件C1D 的一端通过铰链与连杆在C1点处联接，另一端通过铰链D与摇杆联接，并且铰链D必须位于圆弧[c1c2]的圆心处。

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。

产生间歇转动与摆动的机构1棘轮间歇机构棘轮机构的组成、工作原理和基本类型棘轮机构如右上图所示，主要由棘轮、棘爪、摇杆、止回棘爪和机架组成。

弹簧用来使止回棘爪与棘轮保持接触。

棘轮装在轴上，用键与轴联接在一起。

棘爪铰接于摇杆上，摇杆可绕棘轮轴摆动。

当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮齿顶滑过，棘轮静止不动；当摇杆逆时针方向摆动时，棘爪插入棘轮齿间推动棘轮转过一定角度。

这样，摇杆连续往复摆动，棘轮即可实现单向的间歇运动。

常用的棘轮机构可分为齿啮式和摩擦式两大类。

下面我们进行单独分析介绍：（1）齿啮式棘轮机构齿啮式棘轮机构机构是靠棘爪和棘轮齿啮合传动，转角只能有级调节。

根据棘轮机构的运动情况，它可分为：单动式棘轮机构钩头双动式棘轮机构双止动式棘轮机构可变向棘轮机构A 可变向棘轮机构B 内啮合棘轮机构1）单动式棘轮机构。

如图所示，当主动摇杆往复摆动一次时，棘轮只能单向间歇地转过某一角度。

2）双动式棘轮机构。

如图所示，其特点是摇杆往复摆动时都能使棘轮沿同一方向作间歇运动。

3）可变向棘轮机构。

如图所示，可变向棘轮机构A的主动摇杆与棘爪既可以使棘轮向逆时针方向作间歇运动；又可以使棘轮向顺时针方向作间歇运动。

可变向棘轮机构B的棘轮可以逆时针方向作单向间歇转动；若将棘爪提起并绕其轴线转180°后放下，则能使棘轮向顺时针方向作单向间歇转动；若将棘爪提起并绕其轴线转90°后，使棘爪搁置在壳体的平台上，则棘爪和棘轮脱开，主动摇杆往复摆动时，棘轮静止不动。

4）内啮合棘轮机构。

如图所示为单向间歇转动的内啮合棘轮机构。

（2）摩擦式棘轮机构外摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构内摩擦式棘轮机构摩擦式棘轮机构，其工作原理与齿式棘轮机构相似，棘爪与棘轮之间的摩擦力传动，棘轮转角作无级调节。

为了增加摩擦力，一般将棘轮作成槽形，使棘爪嵌在棘轮槽内。

2. 棘轮机构的特点和应用优点：棘轮机构具有结构简单、制造方便和运动可靠，并且棘轮的转角可以根据需要进行调节等。