第六章间歇运动机构
在机器工作时，当主动件作连续运动时，常需要从动件产生周期性的运动和停歇，实现这种运动的机构，称为间歇运动机构。
最常见的间歇运动机构有棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构等，它们广泛用于自动机床的进给机构、送料机构、刀架的转位机构、精纺机的成形机构等。
本章将扼要介绍这几类间歇运动机构的组成和运动特点。
一、教学要求
1.了解间歇运动机构在设计中对从动件的动、停时间和位置的要求及对其动力性能的要求。
2.掌握棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点、功能和适用场合。
3.了解凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构的工作原理、特点、功能及适用场合。
二、教学重点与难点
本章学习的重点是掌握常用的一些间歇运动机构的工作原理、运动特点和功能，并了解其适用场合。
在进行机械系统方案设计时，能够根据工作要求，正确选择间歇机构的类型。
6.1 棘轮机构
6.1.1 棘轮机构的工作原理
图6.1所示为棘轮机构，它主要由摇杆l、驱动棘爪2、棘轮3、制动爪4和机架5等组成。
弹簧6用来使制动爪4和棘轮3保持接触。
摇杆1和棘轮3的回转轴线重合。
当摇杆1逆时针摆动时，驱动棘爪2插入棘轮3的齿槽中，推动棘轮转过—定角度，而制动爪4则在棘轮的齿背上滑过。
当摇杆顺时针摆动时，驱动棘爪2在棘轮的齿背上滑过，而制动爪4则阻止棘轮作顺时针转动，使棘轮静止不动。
因此，当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮将作单向间歇转动。
图6.2所示为双动式棘轮机构，可使棘轮在摇杆往复摆动时都能作同一方向转动。
驱动棘爪可做成钩头(图6.2a)或直头(图6.2b)。
图6.3所示为双向棘轮机构，可使棘轮作双向间歇运动。
图6.3a采用具有矩形齿的棘轮，当棘爪1处于实线位置时，棘轮2作逆时针间歇转动；当棘爪1处于虚线位置时，棘轮则作顺时针间歇运动。
图6.3b采用回转棘爪，当棘爪1按图示位置放置时，棘轮2将作逆时针间歇转动。
若将棘爪提起，并绕本身轴线转180°后再插入棘轮齿槽时，棘轮将作顺时针间歇转动。
若将棘爪提起并绕本身轴线转动90°，棘爪将被架在壳体顶部的平台上，使轮与爪脱开，此时棘轮将静止不动。
6.1.2 棘轮转角的调节
1.调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角（图6.4）
2.用遮板调节棘轮转角（图6.5）
6.1.2 棘轮机构的特点与应用
棘轮机构结构简单、制造容易、运动可靠，而且棘轮的转角可在很大范围内调节。
但工作时
有较大的冲击与噪声、运动精度不高，所以常用于低速轻载的场合。
棘轮机构还常用作防止机构逆转的停止器。
这类停止器广泛用于卷扬机、提升机以及运输机中。
图6.6所示为提升机中的棘轮停止器。
图6.6 提升机的棘轮停止器
6.2 槽轮机构
6.2.1槽轮机构的工作原理
图6.7所示为槽轮机构(又称马氏机构)，它由主动拨盘1、从动槽轮2及机架3等组成。
拨盘1以等角速度ω1作连续回转，槽轮2作间歇运动。
当拔盘上的圆柱销A没有进入槽轮的径向槽时，槽轮2的内凹锁止弧面被拨盘1的外凸锁止弧面卡住，槽轮2静止不动。
当圆柱销A进人槽轮的径向槽时，锁止弧面被松开，则圆柱销A驱动槽轮2转动。
当拨盘上的圆柱销离开径向槽时，下一个锁止弧面又被卡住，槽轮又静止不动。
由此将主动件的连续转动转换为从动槽轮的间歇转动。
图6.7 槽轮机构
6.2.1槽轮机构的类型
平面槽轮机构：
1.外啮合槽轮机构（图6.7）：拨盘与槽轮转向相反
2.内啮合槽轮机构（图6.8）：拨盘与槽轮转向相同
空间槽轮机构（图6.9）：不讨论
图6.8 内啮合槽轮机构 图6.9 空间槽轮机构
6.2.1槽轮机构的运动系数
槽轮槽数z 和拨盘圆柱销数k 是槽轮机构的主要参数。
如图6.7所示，为了使槽轮在开始转动和终止转动时的瞬时角速度为零，以避免刚性冲击，在圆柱销开始进入径向槽及自径向槽脱出时，槽的中心线O 2A 应垂直于O 1A 。
设z 为均匀分布的径向槽数目，则由图6.7可见，当槽轮2转过22ϕ时，拨盘1的转角12ϕ为
z
ππϕπϕ22221-=-= 在一个运动循环内，槽轮2的运动时间t m 与拨盘1的运动时间t 之比称为运动系数，用τ表示。
当拨盘l 作等速运动时，τ也可用转角之比来表示。
对于只有一个圆柱销的槽轮机构来说，t m 和t 分别为拨盘1转过角度12ϕ和π2所用的时间，因此这种槽轮机构的运动系数τ为
z
z z t t m 2222221-=-===
ππππϕτ 分析：
1）0>τ，∴3≥z 2）单圆柱销槽轮：⇒-
=z
15.0τ运动时间小于静止时间 3）要使5.0>τ，需在拨盘上安装多个圆柱销，此时 z
z k 2)2(-=τ 由于1<τ，∴22-<z z k 6.2.1槽轮机构的特点和应用
优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。
常用于要求恒定旋转角的分度机构中。
缺点：①对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。
②在转动始、末，加速度变化较大，有冲击。
应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。
如六角车床上用来间歇的转动刀架的槽轮机构（图6.10）
电影放映机中，用以间歇地移动影片。
自动机中的自动传送链装置。
6.3 不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构
6.3.1不完全齿轮机构
实际上不完全齿轮机构是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。
它与普通齿轮的不同之处是轮齿不布满整个圆周。
不完全齿轮机构的主动轮上只有一个或几个轮齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上有与主动轮轮齿相啮合的齿间。
两轮轮缘上各有锁止弧，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。
特点及用途：
不完全齿轮机构结构简单、制造方便，从动轮的运动时间和静止时间的比例不受机构结构的限制。
但因为从动轮在转动开始及终止时速度有突变，冲击较大，一般仅用于低速、轻载场合，如计数机构及在自动机、半自动机中用作工作台间歇转动的转位机构等。
图6.11 不完全齿轮机构
6.3.2凸轮式间歇运动机构
凸轮式间歇运动机构是利用凸轮的轮廓曲线，推动转盘上的滚子，将凸轮的连续转动变换为从动转盘的间歇转动的—种间歇运动机构。
它主要用于传递轴线互相垂直交错的两部件间的间歇转动。
图6.12为凸轮式间歇运动机构的一种型式。
图6.12 凸轮式间歇运动机构。
