槽轮、棘轮在生活中的应用
4种常见的间歇运动机构
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。
产品机构-棘轮-槽轮-凸轮等机构工作原理汇总
3“飞”是一个内啮合棘轮机构，“飞壳”的外圈是小链轮，是一个内圈带棘齿的棘轮，当骑车人蹬踩脚踏板使小链轮顺时针转动时，通过棘爪、“飞体”和键驱动后轮轴及后轮转动，自行车向前进行。当骑车人停止蹬踩而自行车因惯性前进时，后轮轴及棘爪虽仍顺时针转动，但小链轮不会被带动；
5蜂窝煤机冲压部分主要有四根滑杆、滑梁、冲杆、冲杆座、冲头、活动压盘、活动模底、弹簧构成。当蜂窝煤机动转由两齿轮转动通过拉杆带动滑梁，冲头下行时，迫使冲头下移，活动盘上移弹簧紧缩，把煤压成型并把煤冲成，成型煤的松实，由弹簧压紧活动压盘，把煤压紧所决定。
6启动电源，下料机电机得电驱动主动带轮1转动，通过V带传动使从动带轮2与同轴蜗杆3同步转动，由蜗杆3和蜗轮4组成的减速机构对输出轴O1―O1实现减速。接着工作机构分两路传动实现定长送料和剪切下料；
2气缸盖中有进气道和排气道，内装进、排气门。新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管，最后经排气消声器排入大气。进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮，通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的，这一套机件称为内燃机配气机构。通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。为了向气缸内供入燃料，内燃机均设有供油系统。汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气管供入气缸，由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。
棘轮的工作原理
棘轮的工作原理
棘轮是一种常用的机械装置，它由一对或多对齿轮组成。
棘轮的工作原理是基于齿轮之间的相互作用，通过齿轮之间的正向运动和反向运动来实现特定的功能。
棘轮的工作原理可以简单描述如下：当一个齿轮试图旋转时，其齿尖会与另一个齿轮的棘齿接触并锁定。
在这种情况下，两个齿轮之间会产生摩擦力，阻止旋转。
当施加足够的力矩以克服摩擦力时，第一个齿轮将开始旋转，并传递动力到下一个齿轮。
棘轮的关键部分是棘齿，它们是一些小而尖的齿或凸起，用于阻止齿轮的反向旋转。
当齿轮试图逆时针旋转时，它的齿尖与棘齿相互作用，导致齿轮无法继续向前旋转。
这种阻力意味着只有当施加足够大的力矩时，齿轮才能克服摩擦力并继续旋转。
棘轮广泛应用于各种机械装置中，例如手动工具、车辆传动系统、钟表等。
通过精心设计齿轮的大小、形状和位置，可以实现不同的功能和运动要求。
总的来说，棘轮的工作原理是借助摩擦力和齿轮锁定来实现动力传递和控制。
槽轮、棘轮在生活中的应用
槽轮、棘轮在生活中的应用
槽轮是多个轮子通过轴连接实现同步转动。
槽轮机构具有结构简单、制造容易、工作可靠和机械效率较高等优点。
但是槽轮机构在工作时有冲击，随着转速的增加和槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，其适用范围受到一定的限制。
槽轮机构一般用于转速不是很高的自动机械、轻工机械和仪器仪表中。
例如下图所示的电影放映机中的送片机构。
由槽轮带动胶片，作有停歇的送进，从而形成动态画面。
此外也常与其它机构组合，在自动生产线中作为工件传送或转位机构。
棘轮在生活中有广泛应用，如自行车的传动装置等。
棘轮机构的主要用途有：间歇送进、制动和超越等，以下是应用实例。
间歇送进
可用在牛头刨床，为了切削工件，刨刀需作连续往复直线运动
制动
在汽车的制动装置中有广泛应用。
超越
棘轮机构可以用来实现快速超越运动。
课程思政方案及实施案例(机械原理与设计(一))
机械原理与设计（一）课程思政方案及实施案例
一、素质目标
1)具有追求真理、实事求是、勇于探究与实践的科学精神；
2)养成良好的自我学习和信息获取能力；
3)提升学生创新设计能力；
4)良好的交流、沟通、与人合作的能力
二、课程内容与要求
三、实施案例
案例1：机器与机构
以单缸四冲程内燃机为例，它属于动力机器，该机器内含三种机构：曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮机构。
其中由缸体、活塞、连杆、和曲轴组成曲柄滑块机构，当燃气在缸体内腔燃烧膨胀而推动活塞移动时，通过连杆带动曲轴围绕其轴线转动，从而实现了从移动到时转动运动形式的转换。
这三种机构按照一定的时间顺序相互协调、协同工作，将燃油燃烧的热能转变为曲轴转动的机械能，从而使这台机器输出旋转运动和驱动力矩，成为能做有用功的机器。
通过该环节的教学实施，可以培养学生一丝不苟、互相配合、注重团队的工匠精神。
案例2：前段时间因为韩国部署萨德导弹事件引发空前的爱国热潮，我也在思考如何在课
堂中引入这一事件，激发学生的爱国心，激发学生对机械专业的热爱。
萨德导弹就是军工机械，从机械大概念来说就是机械，在我教学的机械原理与设计课程中，在教学内容引入后，与学生一起讨论，一起学习，起到了良好的爱国主义教育效果，也促进了学生进一步学好机械专业的决心和信心。
槽轮棘轮机构
将2α1代入得：k=1/2-1/z ① 因为 k>0 所以槽轮的槽数z ≥3，由①式可知 其运动系数k总小于0.5，故这种单销外槽轮机构槽轮 的运动时间总小于其静止时间。 如果想要k ≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多 装几个圆销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转 一圈，槽轮被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍， 即： k=n（1/2-1/z） 因为 k ≦1 得：n ≦ 2z/(z-2) ② 由②可得槽数与圆销数的关系
1.机构组成
图示为机械中常用的外啮合式棘 轮机构，它由主动摆杆，棘爪， 棘轮、止回棘爪和机架组成。
2.工作原理
主动件空套在与棘轮固连的从动 轴上，并与驱动棘爪用转动副相 联。当主动件顺时针方向摆动时， 驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中， 使棘轮跟着转过一定角度，此时， 止回棘爪在棘轮的齿背上滑动。 当主动件逆时针方向转动时，止 回棘爪阻止棘轮发生逆时针方向 转动，而驱动棘爪却能够在棘轮 齿背上滑过，所以，这时棘轮静 止不动。因此，当主动件作连续 的往复摆动时，棘轮作单向的间 歇运动。
2棘轮机构所具有的单向间歇运动特性在实际应用中可满足如送进制动10122槽轮机构槽轮机构是由带有圆销a的主动具有径向槽的从动槽2和机架组成如图112类型及应用外槽轮机构内槽轮机构13槽轮机构一般应用在转速不高要求间歇地转过一定角度的分度装置中如转塔车床上的刀具转位机构
第十二章 其他常用机构
12-1 棘轮机构
二、螺纹的几何参数
1、螺距P
2、导程S S=nP
3、螺纹升角ψ tg ψ=nP/πd2
三、螺纹牙型特点和应用
联接螺纹
普通螺纹
管螺纹
自攻钉用螺纹
机械设计常用机构
相互转动来实现运动和 柱齿轮的轮齿在轴线上
动力的传递。
倾斜排列，锥齿圆柱齿
轮的轮齿在一个锥面上
排列。
在圆锥齿轮机构中，两 个圆锥齿轮的轮齿在一 个锥面上排列，通过啮 合实现相交轴之间的运 动和动力传递。
在蜗轮蜗杆机构中，蜗 在平面齿轮机构中，直
杆的轮齿在蜗杆面上呈 齿平面齿轮的轮齿在一
螺旋状排列，蜗轮的轮 个平面上垂直排列，斜
用于传递垂直轴之间的运动和动 力，其传动比大、结构紧凑。
平面齿轮机构
用于传递两个平面之间的运动和 动力，其传动形式包括直齿、斜
齿和曲齿等。
齿轮机构的工作原理
01
02
03
04
05
齿轮机构的工作原理基 在圆柱齿轮机构中，直
于齿轮之间的啮合关系， 齿圆柱齿轮的轮齿在轴
通过一对或多个齿轮的 线上垂直排列，斜齿圆
圆锥凸轮机构
凸轮呈圆锥状，常用于需要较小接触面积的场 合。
凸轮机构的工作原理
01
凸轮机构通过凸轮的转动，使从动件产生预期 的运动规律。
02
凸轮的形状决定了从动件的运动轨迹，从而实 现各种复杂的运动要求。
03
当凸轮转动时，从动件在垂直于凸轮轴线的平 面内作往复运动。
凸轮机构的应用
自动化生产线
用于传递和改变运动轨 迹，实现自动化生产。
棘轮机构的工作原理
01
当主动件顺时针转动时 ，棘爪便随主动件一起 顺时针转动，并推动棘
轮逆时针转动。
02
当主动件逆时针转动时 ，棘爪便被压下，无法 与棘轮齿啮合，因此棘
轮不会转动。
03
棘轮机构的运动方向取 决于主动件的转动方向
。
棘轮机构的应用
常用间歇运动机构
二、组合机构旳常见组合方式
◆并联式组合 输入
子机构Ⅰ
子机构Ⅱ
子 机 输出 构 Ⅲ
并联式组合是指机构 组合系统中，几种子 机构共用同一种输入 构件，而它们旳输出 运动又同步输入给一 种多自由度旳子机构， 从而形成自由度为1 旳机构系统。
二、组合机构旳常见组合方式
◆ 反馈式联式组合
输入
反馈式联式组合是指 机构组合系统
中，多自由度子机构旳一种输入运动 是经过单自由度子机构从多自由度子 机构旳输出构件回授旳，从而形成自 由度为1旳机构系统。
输出 子机构Ⅰ
子机构Ⅱ
二、组合机构旳常见组合方式
◆复合式组合 输入
子机构Ⅰ
输出 子机构Ⅱ
复合式组合是指机构组合系统中，由一种或几种串联旳基 本机构去封闭一种具有两个或多种自由度旳基本机构旳组 合方式称为复合式组合。
1. 构成 螺杆、螺母、机架
2. 机构特点
构造简朴、制造以便、运 动精确、能取得较大旳降速比 和力旳增益，工作平稳，无噪 音，合理选择螺纹导程角可具 有自锁性，但效率低，要反转 则需要反向装置。
3. 应用
常用在起重机、压力机及功率不大旳进给系统和微调装置中。
二、螺旋机构类型
1. 滚动螺旋机构：滚动丝杠 2. 滑动螺旋机构
二、槽论机构旳类型
◆外槽轮机构 ◆内槽轮机构
主、从动轮转向相反
主、从动轮转向相反， 且具有传动较平稳、 停歇时间短、所占空 间小等特点。
二、槽论机构旳类型（续）
不等臂长多销槽轮机构
特点：径向槽径向 尺寸不同，拨盘上 销分布不均匀。槽 轮转一周，能够实 现动停时间均不相 同旳运动要求。
二、槽轮机构旳类型（续）
◆组合机构旳附加机构：指组合机构中自由度为1旳基本 机构。
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槽轮、棘轮在生活中的应用
槽轮是多个轮子通过轴连接实现同步转动。
槽轮机构具有结构简单、制造容易、工作可靠和机械效率较高等优点。
但是槽轮机构在工作时有冲击，随着转速的增加和槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，其适用范围受到一定的限制。
槽轮机构一般用于转速不是很高的自动机械、轻工机械和仪器仪表中。
例如下图所示的电影放映机中的送片机构。
由槽轮带动胶片，作有停歇的送进，从而形成动态画面。
此外也常与其它机构组合，在自动生产线中作为工件传送或转位机构。
棘轮在生活中有广泛应用，如自行车的传动装置等。
棘轮机构的主要用途有：间歇送进、制动和超越等，以下是应用实例。
间歇送进
可用在牛头刨床，为了切削工件，刨刀需作连续往复直线运动
制动
在汽车的制动装置中有广泛应用。
超越
棘轮机构可以用来实现快速超越运动。