第7章其它常用機(jī)構(gòu)

OtherMechanismsinCommonUse第七章其它常用機(jī)構(gòu)7.1.1棘輪機(jī)構(gòu)的組成和工作原理(workingprinciple)O擺桿(Drivingrocker)棘爪(drivingpawl)棘輪(drivenratchet)制動(dòng)棘爪(holdingpawl)§7-1棘輪機(jī)構(gòu)（RatchetMechanisms)

間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(IndexMechanism)

組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。工作原理：擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。棘輪類型按輪齒分布：外緣、內(nèi)緣、

端面、棘條棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用外棘輪機(jī)構(gòu)(externallymeshed)內(nèi)棘輪機(jī)構(gòu)(internallymeshed)端面棘輪機(jī)構(gòu)(topmeshed)棘輪棘條機(jī)構(gòu)(ratchetrack)按輪齒分布：外緣、內(nèi)緣、端面棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用按工作方式：?jiǎn)蝿?dòng)式、

雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。棘輪類型鉤頭式作者：潘存云教授作者：潘存云教授按輪齒分布：外緣、內(nèi)緣、端面棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用按工作方式：?jiǎn)蝿?dòng)式、雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。單向、雙向運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)。按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):AB’B棘輪雙向運(yùn)動(dòng)1棘輪雙向運(yùn)動(dòng)2棘輪類型作者：潘存云教授作者：潘存云教授按輪齒分布：外緣、內(nèi)緣、端面棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用按工作方式：?jiǎn)蝿?dòng)式、雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。單向、雙向運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)。按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角牛頭刨床進(jìn)給調(diào)整機(jī)構(gòu)通過(guò)調(diào)整桿長(zhǎng)來(lái)調(diào)擺角023451φ023451φ通過(guò)調(diào)滑動(dòng)罩來(lái)調(diào)角度棘輪類型作者：潘存云教授作者：潘存云教授作者：潘存云教授棘輪類型按輪齒分布：外緣、內(nèi)緣、端面棘輪機(jī)構(gòu)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用按工作方式：?jiǎn)蝿?dòng)式、雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。單向、雙向運(yùn)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)。按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角輪齒棘輪、摩擦棘輪

演示模型按工作原理分:摩擦棘輪超越離合器1321322134作者：潘存云教授ABCD運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：輪齒式棘輪工作時(shí)噪音大且轉(zhuǎn)角為步進(jìn)可調(diào)，但運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。而摩擦棘輪正好相反。應(yīng)用：在各類機(jī)床中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給、轉(zhuǎn)位、或分度。實(shí)例：止動(dòng)器、牛頭刨床、沖床轉(zhuǎn)位、超越離合器（單車飛輪）。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)作者：潘存云教授沖頭卸料工位裝料工位沖壓工位其它形式棘輪機(jī)構(gòu)（6.54min）§7.2槽輪機(jī)構(gòu)(GenevaMechanism)一、槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理和類型外槽輪機(jī)構(gòu)(ExternalGenevaMechanism)王樹(shù)才因槽輪象馬爾它共和國(guó)鐵十字勛章而得名（馬爾它機(jī)構(gòu)）作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)變換為間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、機(jī)械效率高，能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。因槽輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中角速度有變化，不適合高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。工作過(guò)程：撥盤連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)兩鎖止弧接觸時(shí)，槽輪靜止；反之槽輪運(yùn)動(dòng)。王樹(shù)才o2ω1ω2o1鎖止弧槽輪撥盤圓銷組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止弧：槽輪上的凹圓弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。作者：潘存云教授作者：潘存云教授二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型與應(yīng)用球面槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例：

電影放映機(jī)、自動(dòng)攝影機(jī)、六角車床轉(zhuǎn)塔。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)類型軸線平行軸線相交放映機(jī)的反應(yīng)用外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)球面槽輪機(jī)構(gòu)o1o2ω12φω2設(shè)計(jì)：潘存云8.44§7.4凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(cam-typeindexmechanism)蝸桿形凸輪間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(Hourglass-camindexmechanism)圓柱凸輪式間隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(cylindrical-camindexmechanism)1.工作原理及特點(diǎn)圓柱凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，推動(dòng)均布有柱銷的從動(dòng)圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：從動(dòng)圓盤的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪廓線的形狀。優(yōu)點(diǎn)：可通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)減小動(dòng)載荷、避免沖擊、適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。定位精確、且結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：凸輪加工較復(fù)雜、安裝調(diào)整要求嚴(yán)格。2.類型及應(yīng)用類型：圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)作者：潘存云教授R2圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸桿凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)牙膏灌漿機(jī)應(yīng)用：

適用于高速、高精度的分度轉(zhuǎn)位機(jī)械。如制瓶機(jī)、紙煙包裝機(jī)、拉鏈嵌齒、高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)等機(jī)械。作者：潘存云教授封口灌漿5.04§7－5

不完全齒輪機(jī)構(gòu)1.工作原理及特點(diǎn)工作原理：主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無(wú)齒部分由鎖止弧定位使從動(dòng)輪靜止。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。缺點(diǎn)：從動(dòng)輪在開(kāi)始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場(chǎng)合。2不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用外嚙合錐齒式應(yīng)用：適用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專用機(jī)械中。如乒乓球拍周緣銑削加工機(jī)床、蜂窩煤餅壓制機(jī)等。齒條式內(nèi)嚙合作者：潘存云教授銑刀不完全齒輪乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍靠模凸輪不完全齒輪作者：潘存云教授瞬心線附加桿蜂窩煤餅壓制機(jī)退煤餅填料填料鎖止弧鎖止弧使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)壓制不完全齒輪7.51min§7－8螺旋機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母、機(jī)架。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：一般情況下是螺桿連續(xù)回轉(zhuǎn)，螺母軸向移動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：獲得很大的減速比和力的增益。缺點(diǎn)：機(jī)械效率較低。應(yīng)用：螺旋壓力機(jī)、千斤頂、機(jī)床進(jìn)給裝置、微調(diào)機(jī)構(gòu)等。

肥皂輸送機(jī)構(gòu)1.螺旋機(jī)構(gòu)及其應(yīng)用在γ>φv時(shí),也可以螺母為作軸向移動(dòng)，迫使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。如修理摩托車用的起子作者：潘存云教授2.運(yùn)動(dòng)分析導(dǎo)程l－－螺旋轉(zhuǎn)一圈(2π)，螺母前進(jìn)的距離。螺旋轉(zhuǎn)過(guò)任意φ角時(shí)，螺母的位移s為：

s/rφ=l/r2πl(wèi)r2πss=lφ/2π螺距p－－相鄰螺紋牙齒同側(cè)齒面之間的距離。兩者的關(guān)系為：l=zp，z為螺紋的頭數(shù)。強(qiáng)調(diào)Z=1rφ將螺紋在中徑圓柱處展開(kāi)得一斜三角形，于是：213KK向213213作者：潘存云教授213作者：潘存云教授BA123且:

lA≠lB

s=(lA－lB)φ/2π當(dāng)差(lA－lB)很小時(shí)，s將很小。這種螺旋機(jī)構(gòu)稱為微(差)動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)，用于測(cè)微計(jì)（千分尺）、分度機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（鏜刀微調(diào)機(jī)構(gòu)）中。s1=lAφ/2π螺母2相對(duì)于螺桿1的位移為：s2=－lBφ/2π螺母2相對(duì)于機(jī)架3的位移為：KK向圖示螺旋機(jī)構(gòu)中，螺母4固定，螺母2可沿軸向移動(dòng)，B1A23A2BlBlAs2s1-s2s1當(dāng)A、B段螺紋旋向相同時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)過(guò)角度φ，螺桿1相對(duì)于機(jī)架3的位移為：43作者：潘存云教授AB231作者：潘存云教授作者：潘存云教授當(dāng)A、B段螺紋旋向相反時(shí)，螺母2的位移為：

s=(lA＋lB)φ/2πl(wèi)1=1.25mm(右)鏜刀進(jìn)給量調(diào)整微動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)差動(dòng)螺旋應(yīng)實(shí)例：復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)l2=1mm(右)1AB312AB231s1s1+s2s2稱為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)，用于車輛的快速靠近或離開(kāi)、電桿拉線機(jī)構(gòu)等。Φ=2π,s=(lA＋lB)φ/2π=(1.25-1.00)=0.25mm作用：用于傳遞兩相交軸（或交錯(cuò)軸）之間的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)，或遠(yuǎn)距離傳動(dòng)，而且在傳動(dòng)過(guò)程中，兩軸之間的夾角還可以改變。共軸、有夾角應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床等機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中?！?-9

萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)(UniversalJoints)空間低副機(jī)構(gòu)，又稱作胡克接頭。7.9.1單萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)(SingleUniversalJoints)一般位置：主動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)α一般不超過(guò)35o~45oα單萬(wàn)向聯(lián)軸器用于傳遞兩相交軸之間的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)7.9.2雙萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)(DoubleUniversalJoints)王樹(shù)才當(dāng)滿足：（1）主動(dòng)軸與中間軸的夾角等于從動(dòng)軸與中間軸的夾角；（2）中間軸兩叉面在同一平面時(shí)，

主動(dòng)軸和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速相同。作者：潘存云教授作者：潘存云教授Aω'2Aαω1B結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩傳動(dòng)軸末端各有一個(gè)叉形支架，用鉸鏈與中間的“十字形”構(gòu)件相聯(lián)，“十字形”構(gòu)件的中心位于兩軸交點(diǎn)處，ααrr’α=0~45?軸間角為：ω2ω1ω215.07§7-10組合機(jī)構(gòu)(CombinedMechanisms)凸輪連桿組合齒輪連桿組合凸輪、蝸輪蝸桿、連桿組合凸輪齒輪組合22.21凸輪連桿組合1、學(xué)習(xí)要求（1）對(duì)棘輪、槽輪、不完全齒輪、凸輪等間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等的應(yīng)用及傳動(dòng)特點(diǎn)有所了解。（2）對(duì)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、螺旋傳動(dòng)的應(yīng)用及傳動(dòng)特點(diǎn)有所了解。（3）對(duì)組合機(jī)構(gòu)的類型、傳動(dòng)特點(diǎn)和應(yīng)用有所了解2、本章的重點(diǎn)本章的重點(diǎn)是關(guān)于棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)的介紹。王樹(shù)才文獻(xiàn)閱讀指南

（1）由于工程實(shí)際中對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式的要求是多種多樣的，例如作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)、間歇擺動(dòng)或間歇移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單側(cè)停歇、雙側(cè)停歇、中途停歇或單向間歇運(yùn)動(dòng)等，故間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類也多種多樣。除本章介紹的幾種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)外，還有星輪機(jī)構(gòu)、連桿間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、組合式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶撓性件的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。有關(guān)內(nèi)容可參閱劉政昆編著的《間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)》（大連：大連理工大學(xué)出版社，1991）一書(shū)。（2）對(duì)于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)理論與方法的詳細(xì)介紹請(qǐng)參閱殷鴻梁、朱邦賢編著的《間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》（上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996）一書(shū)。

（3）實(shí)現(xiàn)其他功能機(jī)構(gòu)的類型有很多，本章僅簡(jiǎn)介了萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、螺旋傳動(dòng)、常用的組合機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，其他功能機(jī)構(gòu)的應(yīng)用日漸廣泛，關(guān)于這方面的內(nèi)容，可參閱孟憲源主編的《現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)》（北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994），書(shū)中所列舉的大量典型機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)讀者具有啟迪作用。（4）組合機(jī)構(gòu)的類型多種多樣。由于組成組合機(jī)構(gòu)的各子機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)間的關(guān)系牽連較多，故組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜。組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，可參閱呂庸厚編著的《組合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》（上海：上?？茖W(xué)技術(shù)