機械基礎（少學時第3版） 課件 第8單元 間歇機構

第8單元

間歇機構

項目背景

圖8-1所示為自動車床轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位機構，其中存在一個由撥盤和槽輪組成的外槽輪機構。轉(zhuǎn)塔刀架裝有六把刀具，與刀架聯(lián)接在一起的槽輪開有六個徑向槽，撥盤上裝有一個圓銷。撥盤每轉(zhuǎn)一周，定位銷進入徑向槽一次，驅(qū)使槽輪（即刀架）

轉(zhuǎn)過60°，將下一個工序的刀具轉(zhuǎn)換到工作位置。槽輪機構在自動車床轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位機構中的作用是實現(xiàn)刀具間歇的轉(zhuǎn)換工作位置。

將連續(xù)運動轉(zhuǎn)化為間歇運動是工業(yè)生產(chǎn)中常見的動作要求，尤其在自動化生產(chǎn)線中。有不同的機構可以實現(xiàn)間歇運動。圖8-1自動車床轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位機構

第8單元

間歇機構

槽輪機構

棘輪機構不完全齒輪機構內(nèi)容CONTENTS綜合項目分析第8單元間歇機構

知識目標

1.了解棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構的工作原理和類型。2.了解棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構的運動特點及應用范圍。3.了解各種間歇機構在機械與儀表中的應用。

1.能識別常用各種間歇機構，如棘輪、槽輪、不完全齒輪等。2.能分析常用間歇機構的運動特性及應用工況。

能力目標

第8單元

間歇機構

素質(zhì)目標

1.培養(yǎng)工程思維和創(chuàng)新意識。2.養(yǎng)成獨立思考能力與探索實踐精神。

1.各種間歇機構的工作原理和類型。2.各種間歇機構的特點及應用。

學習重點和難點8.1棘輪機構

棘輪機構是工程上常用的間歇機構之一，廣泛用于自動機械和儀表中。

功能：它是利用主動件作往復擺動，實現(xiàn)從動件間歇運動。

圖8-2典型的棘輪機構1—棘輪2—驅(qū)動棘爪3—彈簧4—搖桿（原動件）5—止回棘爪

8.1.1棘輪機構的工作原理和類型

棘輪機構是利用棘爪推動棘輪上的棘齒和從棘齒上滑過的方式，以實現(xiàn)周期性間歇運動的機構。

棘輪機構的組成：棘輪、棘爪和機架組成。

1.工作過程

搖桿逆時針擺動→棘爪插入棘齒槽內(nèi)推動→棘輪轉(zhuǎn)過一定角度；搖桿逆時針擺動→棘爪沿棘齒背滑過→棘輪停止不動→獲得間歇運動。止回棘爪可阻止棘輪的逆向轉(zhuǎn)動。

8.1棘輪機構圖8-2典型的棘輪機構1-棘輪2—驅(qū)動棘爪3-彈簧4-搖桿（原動件）5-止回棘爪圖8-3手動扳手1-棘輪2-彈簧片3-棘爪4-手柄

按工作原理分：1）齒式棘輪機構2）摩擦式棘輪機構8.1棘輪機構齒式棘輪機構摩擦式棘輪機構

2.單動式棘輪機構

主動搖桿往復擺動一次，棘輪只能單向間歇轉(zhuǎn)過某一角度。

單動式棘輪機構—按嚙合方式分：1）外嚙合棘輪機構2)內(nèi)嚙合棘輪機構8.1棘輪機構外嚙合棘輪機構圖8-4內(nèi)嚙合棘輪機構圖8-5棘輪停止器

3.雙動式棘輪機構：搖桿來回擺動時，棘輪向同一方向轉(zhuǎn)動。

8.1棘輪機構圖8-6雙動式棘輪機構1—原動件2—棘輪3—驅(qū)動棘爪

4.雙向棘輪機構

棘輪的齒為矩形，棘爪可翻轉(zhuǎn)。根據(jù)棘爪所放位置不同，棘輪分別得到逆時針方向的單向間歇運動和順時針方向的單向間歇運動。

圖8-7雙向棘輪機構1—棘輪2—棘爪8.1棘輪機構

5.摩擦式棘輪機構

摩擦式棘輪機構是通過棘爪與棘輪之間的摩擦力實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。特點：與齒式棘輪機構相比，摩擦式棘輪機構能無級調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的大小，而且降低了棘輪機構的沖擊和噪聲。

圖8-8摩擦式棘輪機構8.1棘輪機構

棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)：

齒式棘輪機構中，棘輪的轉(zhuǎn)角可以進行有級調(diào)節(jié)，常用的方法有兩種。(1)改變搖桿的擺角：通過調(diào)節(jié)曲柄搖桿機構中曲柄的長度，改變搖桿擺角的大小，從而實現(xiàn)棘輪機構轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。

圖8-9調(diào)整搖桿擺角改變棘輪轉(zhuǎn)角8.1棘輪機構

(2)利用遮蓋罩

通過改變棘輪罩的位置，使部分行程棘爪沿棘輪罩表面滑過，從而實現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。

圖8-10改變遮蓋罩位置調(diào)整棘輪轉(zhuǎn)角8.1棘輪機構

8.1.2棘輪機構的特點及應用

齒式棘輪機構結構簡單，棘輪的轉(zhuǎn)角容易實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)。但這種機構在回程時，棘爪在棘齒背上滑過時會有噪聲；在運動開始和終止時，因速度驟變而產(chǎn)生沖擊，傳動平穩(wěn)性較差，棘齒易磨損，故常在低速、輕載等場合實現(xiàn)間歇運動。摩擦式棘輪機構傳遞運動較平穩(wěn)、無噪聲，棘輪的轉(zhuǎn)角可做無級調(diào)節(jié)，但運動準確性差，不宜用于運動精度要求高的場合。

圖8-5棘輪停止器圖8-3手動扳手1-棘輪2-彈簧片3-棘爪4-手柄8.1棘輪機構

☆

基礎訓練

如圖8-11是棘輪機構的幾個應用實例，圖8-11a為手動起重器具、圖8-11b為排球網(wǎng)拉緊機構，試利用所學知識分析圖8-11所示的兩個案例的工作原理。

圖8-11棘輪機構的應用實例8.1棘輪機構

項目8-1

棘輪機構除了常用于實現(xiàn)間歇運動外，還能實現(xiàn)超越運動。如圖8-12所示為自行車的外形結構圖，圖8-13為自行車后輪軸上的棘輪機構，是內(nèi)嚙合棘輪機構的應用實例。試分析當腳踏板前進和不蹬踏板有滑行時棘輪機構的工作過程。

圖8-12自行車的外形結構圖圖8-13自行車后輪軸上的棘輪機構1、3—鏈輪2—鏈條4—棘爪5—后輪軸6—前輪軸8.1棘輪機構

8.2.1槽輪機構的工作原理和類型

1.槽輪機構的組成：主動撥盤、從動槽輪和機架組成。

2.工作原理：槽輪機構是利用圓銷插入輪槽并撥動槽輪和脫離輪槽使槽輪停止轉(zhuǎn)動的方式，以實現(xiàn)周期性間歇運動，槽輪機構又稱馬爾他機構。

圖8-14外嚙合槽輪機構1—撥盤2—槽輪8.2槽輪機構

3.槽輪機構的分類：

可分為平面槽輪機構、空間槽輪機構。

（1）平面槽輪機構（外槽輪機構、內(nèi)槽輪機構）

圖8-14外嚙合槽輪機構1—撥盤2—槽輪8.2槽輪機構圖8-15

內(nèi)嚙合槽輪機構

3.槽輪機構的分類：

可分為平面槽輪機構、空間槽輪機構。

（1）平面槽輪機構（外槽輪機構、內(nèi)槽輪機構）；（2）空間槽輪機構

圖8-14外嚙合槽輪機構1—撥盤2—槽輪8.2槽輪機構圖8-15

內(nèi)嚙合槽輪機構圖8-16空間槽輪機構1—原動件2—槽輪

8.2.2槽輪機構的特點和應用

1.槽輪機構特點

槽輪機構結構簡單，外形尺寸小，機械效率高，能運動平穩(wěn)地、間歇地進行轉(zhuǎn)位。

但對一個已定的槽輪機構來說，其轉(zhuǎn)角不能調(diào)節(jié)；且在轉(zhuǎn)動始、末，加速度變化較大,有沖擊。

因此，槽輪機構不適用于高速傳動，一般用于轉(zhuǎn)速不很高、轉(zhuǎn)角不需要調(diào)節(jié)的自動轉(zhuǎn)位和分度機械中。

8.2槽輪機構圖8-14外嚙合槽輪機構1—撥盤2—槽輪

2.槽輪機構的應用實例

8.2槽輪機構圖8-17電影放映機卷片機構圖8-18工件轉(zhuǎn)為傳送機構圖8-19自動車床中的轉(zhuǎn)塔式自動換刀裝置

8.3.1不完全齒輪機構的工作原理

1.不完全齒輪機構的組成

不完全齒輪機構，是由普通的齒輪機構演變成的間歇機構，它由主動輪、從動輪和機架組成。

8.3不完全齒輪機構圖8-20不完全齒輪機構1—主動輪2—從動輪

2.結構特點

不完全齒輪機構結構特點是在主、從動輪圓周上沒有布滿輪齒，因此當主動輪連續(xù)回轉(zhuǎn)時，從動輪作單向間歇轉(zhuǎn)動。

3.不完全齒輪機構的工作原理

不完全齒輪機構是由普通齒輪機構轉(zhuǎn)化而成的一種間歇運動機構。

8.3不完全齒輪機構圖8-20不完全齒輪機構1—主動輪2—從動輪

8.3.2不完全齒輪機構的特點與應用

1.不完全齒輪機構的特點

（1）不完全齒輪機構與其他機構相比，結構簡單，制造方便，從動輪的運動時間和靜止時間的比例可不受機構結構的限制。

（2）但由于齒輪傳動為定傳動比運動，所以從動輪從靜止到轉(zhuǎn)動或從轉(zhuǎn)動到靜止時，速度有突變，沖擊較大，因此，一般只用于低速或輕載場合。

8.3不完全齒輪機構

2.應用案例

不完全齒輪機構常用于多工位自動機和半自動機工作臺的間歇轉(zhuǎn)位或某些間歇進給機構中。圖8-21采用不完全齒輪機構實現(xiàn)工作臺轉(zhuǎn)位功能。

8.3不完全齒輪機構圖8-21工作臺轉(zhuǎn)位