间歇运动机构
间歇运动机构(棘轮结构)详解
5.1 棘轮机构 5.1.1、 棘轮机构的工作 原理
棘轮机构是一种
常用的间歇机构, 主要 由棘轮、 棘爪和机架组
成。
棘轮机构是一种常用的间歇机构, 其工作原理见 图5- 1。棘轮3与轴用键连接, 弹簧5用来使制动棘爪4 和棘轮3保持接触， 驱动棘爪2与连杆机构的摇杆1组 成回转副N。摇杆空套在轴上, 可自由摆动。 当摇杆 逆时针摆动时, 驱动棘爪便插入棘轮的齿槽中, 推动棘 轮转过一定角度, 而制动棘爪则在棘轮的齿上滑过； 当摇杆顺时针摆动时， 驱动棘爪在棘轮的齿上滑过, 而制动棘爪将阻止棘轮作顺时针转动, 故棘轮静止不 动。 因此, 摇杆作连续的往复摆动时, 棘轮作单向间 歇转动。
图 5 - 14 刀架转位槽轮机构
图 5 - 8 提升机棘轮停止器
图 5 - 8 提升机棘轮停止器模型
图5 - 9所示为自行车后轮轴上的棘轮机构。 当 脚蹬踏板时, 经链轮1和链条2带动内圈具有棘齿的小 链轮3顺时针转动, 再经过棘爪推动后轮轴顺时针转动, 从而驱使自行车前进。
图 5 - 9 自行车后轴上的棘轮机构
图 5 - 9 自行车后轴上的棘轮机构模型
图 5 - 13 卷片槽轮机构
图 5 - 13 卷片槽轮机构模型
又如图5 - 14所示的六角车床刀架的转 位槽轮机构, 刀架3上可装六把刀具并与具 有相应的径向槽的槽轮2固连, 拨盘上装有 一个圆销A。 拨盘每转一周, 圆销A进入槽轮 一次, 驱使槽轮(即刀架)转60°, 从而将下一 工序的刀具转换到工作位置
运动开始和终止时, 棘轮和棘爪间都产生冲击, 因此不宜用在具有很大质量的轴上。
图5 - 7所示的牛头刨床工作台的横向进给机构利用 棘轮机构实现正反间歇转动, 然后通过丝杠螺母带动工作 台作横向间歇送进运动。
机械设计基础.第六章_间歇运动机构
21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳性，但是机构尺寸 随之增大，导致惯性力增大。一般取 z = 4～8。
几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 所示，主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮， 从动轮2由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间组成。
（2）制动机构
在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止
链条断裂时卷筒逆转。
机械设计基础-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。
第一节 棘轮机构
摩擦式棘轮机构
外摩擦式棘轮机构 内摩擦式棘轮机构
棘轮转角的调整
齿式棘轮机构中, 在原动件摇杆摆角一定的条件 下, 棘轮每次的转角是不变的。棘轮每次转动单 动角度都是齿距角的倍数，即棘轮转角是有级 可调的。若要调节棘轮的转角, 则可通过以下两 种方法调整：
（1）利用调节摇杆控制棘轮转角
（2）用遮板调节棘轮 转角
销。则运动参数τ为：
K
z2 2z
圆销数与槽数的关系表：
K
2z z2
Z
3Hale Waihona Puke 4～5≥6K
1～5
1～3
1～2
Z >9时再增加槽数, 变化不大。故τ常取4～8。
第二节 槽轮机构
槽轮机构由带圆(柱)销的主动拨盘、具有径向槽 的从动槽轮和机架组成。拨盘作匀速转动时, 驱 动槽轮作时转、时停的单向间歇运动。
槽轮机构的分类
单销外啮合槽轮机构 外啮合槽轮机构
双销外啮合槽轮机构 平面槽轮机构
内啮合槽轮机构
空间槽轮机构
槽轮机构的特点和应用
槽轮机构结构简单、工作可靠, 机械效率高, 在 进入和脱离接触时运动比较平稳, 能准确控制转 动的角度。但槽轮的转角不可调节, 故只能用于 定转角的间歇运动机构中, 如自动机床、电影机 械、包装机械等。
的齿上滑过；当摇杆顺时针摆动 时， 驱动棘爪在棘轮的齿上滑过,
常用机构(间歇运动机构)
工作原理因机构类型而异，常见 的间歇运动机构包括齿轮齿条机 构、凸轮机构、不完全齿轮机构 等。
分类
根据工作原理分类
齿轮齿条机构、凸轮机构、不完 全齿轮机构等。
根据运动形式分类
间歇性转动机构和间歇性摆动机构。
根据应用领域分类
工业用间歇运动机构和专用间歇运 动机构（如钟表机构、缝纫机机构 等）。
03 常用间歇运动机构介绍
02 间歇运动机构概述
定义与特点
定义：间歇运动机构是一种能够在特定 角度内进行间歇性运动的机构，常用于 实现周期性动作或步进运动。
具有较高的定位精度和刚性，能够承受 较大的负载。
可用于实现周期性动作或步进运动，如 分度、定位、夹紧等。
特点
能够在一定角度内进行间歇性转动或摆 动。
工作原理
01
机构通过一系列的传动和转换， 将连续的转动或直线运动转换为 间歇性的转动或摆动。
机构的重要性
实现周期性动作
间歇运动机构在各种机械系统中有着广泛 的应用，如印刷机、包装机、纺织机械等 ，能够实现周期性的直线或旋转运动。
提高生产效率
简化机械系统
在一些复杂的机械系统中，使用间歇运 动机构可以简化系统结构，减少机械部 件的数量，降低成本和维护成本。
通过使用间歇运动机构，可以实现连 续的自动化生产，提高生产效率。
全齿轮组成。
当两个不完全齿轮相互啮合时 ，其中一个齿轮会以固定步进 的方式转动，从而实现间歇运
动。
不完全齿轮机构具有结构简单 、传动效率高、工作可靠等优 点，广泛应用于各种机械装置 中。
不完全齿轮机构的步进角度可 以通过改变齿轮的形状和尺寸 来调节，以满足不同的运动需 求。
04 间歇运动机构的应用案例
间歇运动机构名词解释
间歇运动机构名词解释
间歇运动机构是一种机械机构，它可以实现时停时运动的特点，通常被应用于进给机构、进料机构和转位分度的工作场合。
这种机构的特点是，当输入能量时，它可以通过驱动部件的旋转或往复运动来实现间歇运动，从而满足不同的工作需求。
其中，凸轮分割器是间歇运动机构的一种典型代表。
它通过马达不停地转动，带动凸轮连续运动，然后将凸轮上连续的运转转换成转塔上单一的滚子的转动。
在每个滚子转动到下一个滚子的时候，它会有一段儿时间是停止的，这就是凸轮分割器的原理。
另外，棘轮机构也是间歇运动机构的一种代表。
它由棘轮和棘爪组成，当棘爪推动棘轮时，它会在棘轮齿槽里面滑动，从而实现间歇运动。
棘轮机构通常被应用于机械表里面，因为它的加工难度较高，精度不高，所以很难被普及到我们的设计中。
除了以上两种机构，还有一些其他间歇运动机构，例如超越离合器配合齿轮齿条带气缸、直驱电机、减速平台、伺服电机加转盘轴承等。
在应用过程中，我们一般会根据精度要求、加工尺寸要求、成本和性能要求等因素来选择合适的间歇运动机构。
间歇运动机构
外啮合不完全齿轮机构
17
内啮合不完全齿轮机构
从动轮每转一周旳停歇时间、运动时间及每次转动旳角度变化
范围都较大，设计较灵活；但加工工艺复杂，从动轮在运动开始，
终了时冲击较大，故一般用于低速、轻载场合。
18
常用于要求恒定旋转角旳分度机构中。
缺陷：①对一种已定旳槽轮机构来说，其转角不能调整。 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，要求间歇转动旳装置中。 电影放映机中，用以间歇地移动影片。自动机中旳自动传送链装15 置。
二、槽轮机构旳运动特征
槽轮机构旳主要参数是槽数z和拨盘圆柱销数
翻转变向棘轮机构
回转变向棘轮机构
7
棘轮转角旳调整 1.调整摇杆摆动角度旳大小，控制棘轮旳转角
8
2.用遮板调整棘轮转角
齿式棘轮机构运动可靠，从动棘轮轻易实既有级调整，但是有噪
声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重，常用于低速、轻载旳间
歇传动。
9
二、摩擦式棘轮机构（利用棘爪与摩擦棘轮间旳摩擦力传递运动）
转位机构等。 • 步进运动机构：机构旳间歇运动是单方向旳。
2
3
§12—1 棘 轮 机 构
4
棘轮机构旳工作原理和类型 （齿式，摩擦式）
一、齿式棘轮机构（利用棘爪与棘轮上旳棘齿 啮合与分离实现间歇） 1、单动式棘轮机构
5
外啮合式棘轮机构
内啮合式棘轮机构
6
2、双动式棘轮机构
如图（12-3）
3、可变向棘轮机构
k。在一种运动循环内，槽轮2旳运动时间td对拨 盘1运动时间t之比值τ称为运动特征系数。设一槽
轮机构，槽轮上有z个槽，拨盘上均匀分布旳圆
机械设计基础第6章间歇运动机构
间歇运动机构的应用
要点一
总结词
间歇运动机构在机械、汽车、轻工等领域有广泛应用。
要点二
详细描述
间歇运动机构在许多领域都有广泛的应用。在机械领域， 间歇运动机构被用于实现各种自动化生产线上的间歇传动 和定位。在汽车领域，间歇运动机构被用于实现汽车座椅 调节、车窗升降等功能。在轻工领域，间歇运动机构被用 于实现包装机、印刷机等设备的间歇传动和定位。此外， 间歇运动机构还可以应用于机器人关节、医疗器械等领域 。
印刷机械
在印刷机械中，槽轮机构 用于控制印刷版的进给和 退回。
纺织机械
在纺织机械中，槽轮机构 用于控制织布机的梭子进 给和退回。
05 其他间歇运动机构
凸轮机构
总结词
凸轮机构是一种常见的间歇运动机构，通过凸轮的转动实现间歇性运动。
详细描述
凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，通过凸轮的轮廓曲线与从动件之间的相 互作用，使从动件产生间歇性运动。根据需要，可以选择不同的凸轮轮廓曲线 以实现不同的运动规律和运动轨迹。
不完全齿轮间歇机构：设计一个不完 全齿轮机构，通过优化齿轮的设计参 数，减小机构的体积和重量，提高其 紧凑性。
实例二
槽轮间歇机构：设计一个槽轮机构， 通过调整槽轮的尺寸和转动惯量，降 低机构的振动和噪声，提高其工作性 能。
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的机构。
常见间歇运动机构
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿 轮机构等。
运动特点
能够使主动件作连续转动，而从 动件作周期性的停歇。
章节目标
01 掌握间歇运动机构的基本原理和特点。
02 了解常见间歇运动机构的工作原理和应用。
03
学习如何根据实际需求选择合适的间歇运 动机构。
机械原理A间歇运动机构
机械原理A间歇运动机构间歇运动机构是一种能将连续运动转换为间歇运动的机构。
在间歇运动机构中，驱动轴连续旋转，但输出轴仅在特定的间歇时间内工作。
一、机械原理A间歇运动机构的构成：1.柱齿轮机构：柱齿轮是实现间歇运动的核心部件。
它由凸轮和摇杆组成。
凸轮由驱动轴上的齿轮驱动，因此凸轮会不断旋转。
摇杆则以其中一种特定的方式固定在凸轮上，并且连接到推锥环机构上的推动杆。
当凸轮旋转时，柱齿轮就会变换角度并在不同的时间间隔内推动推动杆。
2.推锥环机构：推锥环机构位于柱齿轮机构下方，与柱齿轮机构相连。
它由推动杆和推锥环组成。
推动杆由柱齿轮的摇杆通过其中一种机械连接机构推动，而推锥环则通过推动杆的作用来控制输出轴的运动。
推动杆在柱齿轮的作用下来回运动，从而使得推锥环的位置不断变换。
推锥环的位置决定了输出轴的运动状态，当推锥环达到一些特定的位置时，输出轴会开始工作，否则输出轴会处于停止状态。
二、机械原理A间歇运动机构的工作原理：当驱动轴上的凸轮旋转时，柱齿轮会跟随凸轮的动作进行旋转，并改变柱齿轮的角度。
柱齿轮的角度变化会导致推动杆的位置发生变化，进而影响推锥环的位置。
当推锥环的位置达到一些特定位置时，它会开始推动输出轴进行工作。
输出轴的工作时间由推锥环的位置决定，一旦推锥环超过了工作时间，输出轴将停止。
在停止状态下，柱齿轮会继续旋转，直到再次推动推锥环，使输出轴再次开始工作。
三、机械原理A间歇运动机构的应用：机械原理A间歇运动机构广泛应用于各种需要间歇运动的机械设备中。
例如，在包装机械中，间歇运动机构常被用于控制产品的进给、封装和出料等动作；在自动化生产线上，间歇运动机构可以用来实现输送带的进给和停止等控制；在印刷设备中，间歇运动机构可以控制印刷板的进给和停止等操作。
总之，机械原理A间歇运动机构在许多工业领域中发挥着重要的作用。
总结：机械原理A间歇运动机构是一种能将连续运动转换为间歇运动的机构。
它由柱齿轮机构和推锥环机构组成，通过凸轮的旋转和推动杆的作用来控制输出轴的运动。
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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。
当C点在虚线圆弧段上运动时,摇杆不动；C点在其轨迹的实线段上运动时,摇杆往复摆动一次。
②往复移动间歇运动机构：它利用导杆上的一段圆弧导路来实现移动杆带停歇的往复直线运动
间歇运动机构。
曲柄的长度等于圆弧导路半径,它的转动中心与圆弧中心重合在图[往复间歇运动机构]示位置，当曲柄逆时针转动时，滚子在圆弧导路中运动，导杆不动，移动杆也不动。
当滚子运动到圆弧导路终点时,导杆开始向右摆动,移动杆向右移动。
当导杆摆到右极限位置后，导杆又向左摆到图[往复间歇运动机构]示位置,移动杆便退回到起始位置这样，曲柄转一周移动杆就完成一次带停歇的往复直线运动。
玩具的间歇运动机构
玩具产品中很多情况下是间歇运动的。
动作不同的要求使得结构也非常的不常规，间歇运动机构主要有以下几种：
1、凸轮机构。
凸轮机构实现间歇运动最简单。
只要把凸轮的某一部分设计成圆形，则凸轮半径没有改变，而顶杆也就没有位移，即没有动作。
2、平面连杆机构。
平面连杆机构的间歇运动主要是通过加大某一个连杆的铰位孔使它成一个长的孔，这而使得运动的某一部分失效而得到间歇运动。
如图一的长孔。
3、不完全齿轮。
即用一个没有布满圆周的齿轮做主动轮，则没有齿的一段圆弧就不会带动从动轮转动，而实现间歇运动。
4、槽轮机构。
一个带槽的槽轮与一个带圆销件的机构组成。
当圆销插入槽轮的槽中，带动槽轮转动，而圆销离开槽时，槽轮停止转动。
5、棘轮运动。
，bc杆左移，棘爪4推动，棘轮转动。
当bc杆右移时，棘爪滑动，棘爪6的作用是防止棘轮5转动。
6、双向棘爪机构。
棘爪与棘轮接触的一面为方齿，另一面则为曲线。
图示位置，这种结构还发声。
7、齿差。
比如一个主动齿为10齿的齿轮同时带动两个同轴的齿轮、一个22齿、一个21齿（玩具产品中齿轮传动关系不需特别的精密，有一点偏差仍可动作）。
而这两个齿在10齿圆柱齿轮的带动下引起了周速度不同。
21齿的转得快，而22齿的转得慢，再利用一个凸轮机构，在转到一定程度时，使得22齿的齿轮与22齿带动的从动轮分开而得到间歇运动。
8、间歇运动的混合使用。
使动作多变是玩具设计中常用的一种方法。
如一齿差结构带动2个工作组，即22齿的齿轮在串动时带动一组齿轮，而未串动时带动另一组齿轮而得到2个工作组，同时把凸轮机构一起使用，以及凸轮机构不完全齿混合使用等。
9、间歇运动的其它方法。
主要是通过电流来改变动作，这又表现在二个方面。
如电池的正反使得马达的转动经一个跳轴来改变传动系，而得到2组不同的动作。
另
一方面通过电流的时有时无，而得到间歇运动。
由槽轮和圆柱销组成的单向间歇运动机构，又称马尔他机构。
它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。
槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。
外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。
特点与应用
槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。
但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动。
槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。
外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同。
单臂外啮合槽轮机构(见图)由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。
当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时,拨动槽轮转过2呜2角;当圆柱销转出径向槽后,槽轮停止转动。
转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。
为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。
这样,既不影响转臂转动,又能锁住槽轮不动。
为了使槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮上的径向槽数不能少于3。
为了避免冲击,圆柱销应切向进、出槽轮，即径向槽与转臂
在此瞬间位置要互相垂直。
在满足不同间停的要求时，可采用多臂的和非对称槽的槽轮机构。
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。
它还常在电影放映机中用以间歇移动胶片等。
不完全齿轮：
原理：在主动齿轮只做出一个或几个齿，根据运动时间和停歇时间的要求在从动轮上作出与主动轮相啮合的轮齿。
其余部分为锁止圆弧。
当两轮齿进入啮合时，与齿轮传动一样，无齿部分由锁止圆弧定位使从动轮静止。
特点：不完全齿轮机构结构简单、制造容易、工作可靠，从动轮运动时间和静止时间可在较大范围内变化。
但是从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般只用于低速，轻载场合。