10第九章 其他常用机构
机械基础 第九章 其他常用机构
1.槽轮机构的组成及工作原理 图9-16所示为一外啮合槽轮机构。它由带有圆销的主动 拨盘1、具有径向槽从动槽轮2和机架所组成。
第九章 其他常用机构
图9-16 槽轮机构
第三节 间歇运动机构
2.槽轮机构的特点及类型
类型 单圆销外 槽轮机构
双圆销外 槽轮机构
内啮合 槽轮机构
表 9-1 常用槽轮机构的类型及特点
第九章 其他常用机构
其他常用 机构
第九章 其他常用机构
图9-1 知识结构框图 变速机构 换向机构
间歇机构
有级变速机构 无级变速机构 三星轮换向机构 离合器锥齿轮换向机构
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构
第九章 其他常用机构
第一节 变速机构
一、有级变速机构
定义： 在输入转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数。 特点是:可以实现在一定转速范围内的分级变速，具有变速 可靠、传动比准确、结构紧凑等优点，但高速回转时不够 平稳，变速时有噪声。
齿式棘轮机构结构简单、运动可靠、棘轮的转角容 易实现有级的调节。常用于低速轻载等场合。 摩擦式棘轮传递运动较平稳、无噪声，棘轮角可以 实现无级调节，但运动准确性差，不易用于运动精 度高的场合。 棘轮机构常用在各种机床、自动机、自行车、螺旋 千斤顶等各种机械中。
第九章 其他常用机构
第三节 间歇运动机构
第九章 其他常用机构
第三节 间歇运动机构
3)双动式棘轮机构 如图9-14所示，a图为模型，b、c 分别为直棘爪和钩头棘爪。
第九章 其他常用机构
图9-14 双动式棘轮机构
第三节 间歇运动机构
（2）摩擦式棘轮机构
a)
b)
图9-15 摩擦式棘轮机构
其他常用机构(九)、轴(十)、键销连接(十一)测试题(附答案)
其他常用机构（九）、轴（十）、键销连接（十一）（答案）一、选择题1、下列各轴中，哪一种轴是转轴( B )A. 自行车前轮轴（固定心轴） B．减速器中的齿轮轴（转轴）C．汽车的传动轴（传动轴） D．铁路车辆的轴（转动心轴）2、轴肩与轴环的作用是什么( A )A．对零件轴向定位和固定 B．对零件进行周向固定C．使轴外形美观 D．有利于轴的加工3、平键标记：键B12X30 GB1096—79中，12X30表示什么（ C ）A．键宽×键高 B．键高×键长C．键宽×键长 D．键宽×轴径4、半圆键联接当采用双键时两键应 D 布置。
A.在周向相隔90ºB.在周向相隔120ºC.在周向相隔180ºD.在轴向沿同一直线5、当轴上零件受较大轴向力且与其它零件距离较远时，其轴向定位的方法应当为A＿A．轴肩与圆螺母 B.轴肩与套筒 C.圆螺母与弹性档圈 D.轴肩与弹性档圈6、接受载情况，轴有三种，以自行车前中后三轴为例＿D＿的说法是正确的A.前中后三轴都是心轴B.前中为心轴后轴为转轴C.前后为心轴，中轴为传动轴D.前后为心轴，中轴为转轴7、轴上零件的轴向固定，最常见的是用A＿＿固定的方法A.轴肩与轴环B.圆螺母C.弹性挡圈8、下列联接中属于紧键联接的是＿C＿＿＿A.平键联接B.半圆键联接C.楔键联接D.花键联接9、以下键联接中，对轴上零件有轴向固定作用的是＿B＿A.平键联接B.楔键联接C.半圆键接D.花键联接10、半圆键多用于＿A＿联接A.锥形轴辅助性B.变载、冲击性C.可滑动性D.轴端11、平键联接采用＿B＿制配合A.基孔B.基轴C.无基准件12、汽车下部，由发动机、变速器、通过万向联轴器带动后轮差速器的轴，是__ C ____。
A. 心轴B.转轴C. 传动轴13、A型普通平键的形状是 B 。
A.单圆头B.圆头C.方头14、下面哪种机构不是换向机构（ A ）。
第九章 机械其他常用机构
图1
图2
放
刀
映
架
ห้องสมุดไป่ตู้
机
转
的
位
卷
机
片
构
机
构
本章小结
1、机械式变速机构的有级变速机构、无级变速机构的类型 和工作原理。 2、机械式换向机构的常用类型和工作原理。 3、棘轮机构、槽轮机构等间歇机构的常见类型和工作原理。
前述棘轮机构，棘轮的转角都是以棘轮的轮齿为单位的，即棘轮转角 的改变都是有级的。
(2)摩擦式棘轮机构
若要无级地改变棘轮的转角，可采用无棘齿的摩擦棘轮机构(图4）， 该机构是摩擦棘轮机构中的一种。摩擦式棘轮机构的使用优点是无 噪声，多用于轻载间歇运动机构。
第三节 间歇机构
二、槽轮机构
1、槽轮机构的工作原理
槽轮机构能把主动轴的等速连续运动转变为从动轴周期性的间歇运动， 槽轮机构常用于转位或分度机构。图1所示为一单圆外啮合槽轮机构，它 由带圆柱销2的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮3和机架等组成。槽轮 机构工作时，拨盘为主动件并以等角速度连续回转，从动槽轮作时转时 停的间歇运动。
当圆销2未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧被拨盘的外 凸圆弧卡住，故槽轮静止不动。图1a所示为圆销2刚开始进入槽轮径向 槽的位置。这时锁止弧刚好被松开，随后槽轮受圆销2的驱使而沿反向 转动。当圆销2开始脱出槽轮的径向槽时（图1b），槽轮的另一内凹锁 止弧又被曲柄的外凸圆弧卡住，致使槽轮又静止不动，直到曲柄上的圆 销2进入下一径向槽时，才能重复上述运动。这样拨盘每转一周，槽轮 转过两个角度。
图 2 滑 移 齿 轮 变 向 机 构
第二节 换向机构
3、圆锥齿轮变向机构
图所示为圆锥齿轮变向机构。在图a中，两个端面带有爪形齿的圆锥齿轮 Z2和Z3，空套在水平轴上，这两个圆锥齿轮能与同轴上可滑移的双向爪形离合 器啮合或分离，双向爪形离合器和水平轴用键联接。另一个圆锥齿轮Z1固定在 垂直轴上。当圆锥齿轮Z1旋转时，带动水平轴上两个圆锥齿轮Z2和Z3，这两个 齿轮同时以相反的方向在轴上空转。如果双向离合器向左移动，与左面圆锥齿 轮Z2上的端面爪形齿啮合，那么运动由左面的圆锥齿轮Z2通过双向离合器传给 水平轴；若双向离合器向右移动，与圆锥齿轮Z3端面爪形齿啮合，那么运动将 由圆锥齿轮Z3通过双向离合器传给水平轴，且旋转方向相反。图b所示为滑移 齿轮式变向机构。通过水平轴上的滑移齿轮，使左或右齿轮与主动轮分别啮合， 水平轴可得到转向相反的转动。
电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 9第九章 其他常用机构
§9—3 间歇运动机构
（2）双圆销外槽轮机构
主动拨盘每回转一周，槽轮运动 两次，槽轮与主动拨盘的转向相反
§9—3 间歇运动机构
（3）内啮合槽轮机构
主动拨盘匀速转动一周，槽轮间歇地转 过一个槽口，槽轮与主动拨盘的转向相同
§9—3 间歇运动机构
槽轮机构的优点： 结构简单，转位方便，工作可靠，传动平 稳性好，能准确控制槽轮转角
§9—3 间歇运动机构
2）内啮合棘轮机构
1—弹簧 2—棘轮 3—棘爪 4—主动轮
主动轮逆时针转动时，棘爪推动棘轮转动； 主动轮顺时针转动时，棘爪在棘轮上滑过
§9—3 间歇运动机构
（2）摩擦式棘轮机构
用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构 中的棘爪，以无齿摩擦轮代替棘轮
§9—3 间歇运动机构
3．棘轮机构的应用实例
§9—1 变速机构
1．塔轮变速机构
（1）塔带轮变速机构
通过移换带的位 置可使轴Ⅱ得到 3级不同的转速
§9—1 变速机构
（2）塔齿轮变速机构
①拔出定位销6 ②转动摆动架1使齿轮4
与塔齿轮5脱离啮合 ③轴向移动摆动架至所
需齿轮的啮合位置 ④转动摆架1使齿轮4与塔齿轮5啮合 ⑤将定位销插入相应的定位孔中
（4）车间内工件、附件、工具要分类合理摆放整齐 ，毛坯堆码的高度要合理，人行通道和操作场地应 通畅、开阔，以确保安全。 （5）在使用各类刀架、铁棒、铁钩时，禁止对着其 他人员，以免误伤他人，使用完毕后要妥善保管。 （6）留有超过颈根以下长发的员工操作旋转设备时 ，必须戴工作帽，并把头发放入帽内。 （7）清除工件上的铁屑时，应使用专用工具，严禁 用手拿或用嘴吹。
1．槽轮机构的组成和工作原理
圆销3未进入径向槽时， 槽轮的内凹锁止弧被拨盘 1的外凸锁止弧卡住，槽 轮不动。圆销3进入槽轮 径向槽后，锁止弧松开。 槽轮受圆销3驱使而转动
机械原理教学大纲
1. 机械认知和机构运动简图测绘；
【实验教学内容】
观察机构和机械装置陈列柜，使学生了解各种机械、机构的基本结 构，了解各种机械、机构的工作原理、特点、功能及应用，了解各种机 械零件、部件的结构及应用并绘制机构运动测绘。
【实验教学要求】 巩固和加深课堂讲授的理论，培养学生对典型机械运动机构的认 识，了解各种机械、机构的基本结构，了解各种机械、机构的工作原 理、特点、功能及应用。掌握把复杂机械简化成运动机构的方法及机械 机构运动简图的绘制技能，加深对机械系统结构的认识，培养实际操作 能力、测量技能、工程意识。 2.渐开线齿廓范成 【实验教学内容】 掌握用常用量具测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。通过测 量和计算，加深对齿轮各参数之间相互关系的理解。 【实验教学要求】 绘制标准和变位两种齿轮齿形，掌握用范成法切制渐开线齿轮的基 本原理；了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；分析 比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。 3.机构运动方案创新设计 【实验教学内容】 利用标准实验台架提供的常用机构，如连杆机构、凸轮机构、间歇 运动机构等连接组成各种不同的机构，并完成运动学及动力学的测试。 加深对机构组成原理的理解，培养学生机构设计的创新意识、综合设计 能力及动手能力。 【实验教学要求】 加深学生对机构组成原理的认识，为机构创新设计奠定良好的基 础；利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构，训练学生的工程 实践动手能力；培养学生创新设计意识及综合设计的能力。 三、教学章节及学时分配
大纲编写人（签字）： 教研室主任（审核）：
系教学主任（审核）： 教务处处长（审核）：
第九章：其他常用机构 【教学内容】 棘轮机构、槽轮机构、螺旋机构、万向联轴节 【教学要求】 了解棘轮机构、槽轮机构和螺旋机构等其它常用机构的工作原理、运动 特点、应用情况及设计要点 【教学重难点】 槽轮机构、棘轮机构、螺旋机构的组成情况、运动特点和适用场合 棘轮机构和槽轮机构的主要参数和几何尺寸
其他常用机构总复习题及解答
第六章 其他常用机构一．考点提要本章的重点是万向联轴节，螺旋机构，棘轮机构及槽轮机构的组成，运动特点及设计要点。
同时也简单介绍不完全齿轮等其他一些间歇运动机构。
1．万向联轴节单万向联轴节由主动轴，从动轴，中间十字构件及机架组成，可用于两相交轴之间的传动，但需注意，从动轴的角速度呈周期性变化，如果以1 和2 分别表示主，从动轴的角速度，以 表示两轴间的夹角，则从动轴转速的变化范围为：121cos /cos （6-1）在实际使用中，为防止从动轴的速度波动过大，单万向铰链机构中两轴的夹角一般不超过20O。
欲使从动轴的角速度实现匀速可采用双万向联轴节，但需要满足以下三个条件：（1） 三轴要共面（2） 中间轴的两叉面共面（3） 主动轴与中间轴及中间轴与从动轴的轴间夹角相等。
若两轴间夹角 ，主动轴转角1 则从动轴转角3 为： 13cos tg tg（6-2） 单万向联轴节机构从动轴的转速为： 31221cos 1sin cos（6-3）2．螺旋机构螺旋机构由螺杆，螺母及机架组成，一般是螺杆主动旋转带动螺母直线运动，只有在极少数情况下，把导程角制作的比摩擦角大，则也可把直线运动变成旋转运动。
当螺杆转动 角时，若单螺旋机构的位移为s ,螺纹的导程为h 则：/(2)s h （6-4）若是差动螺旋机构，即存在两段不同导程分别为B c h h 和的螺纹，则当螺杆转过 角时，螺母的位移为s ：()/(2)B C S h h （6-5）其中：“ ”用于两段螺旋旋向相同，“ ”用于两段螺旋旋向相反。
前者称为差动轮系，后者称为复式轮系。
前者用于微调机构，后者用于快速位移机构。
若需要提高效率可采用多头螺旋。
、3．槽轮机构槽轮机构由主动拨盘及拨盘上的圆销和具有径向槽的从动槽轮以及机架组成。
可将主动拨盘的匀速转动变换为槽轮的间歇运动，但槽轮的转动角不能调节，在槽轮转动的开始和结束时有柔性冲击。
但鉴于其结构简单紧凑，效率高，能平稳地间歇转位，所以得到广泛运用。
机械设计常用机构
机械设计常用机构机械设计是一门综合性的学科，涉及到各种各样的机构和装置。
在机械设计中，机构是非常重要的一部分，它负责传递和转换力、运动和能量，从而实现机械装置的各项功能。
在机械设计中，常用的机构有很多种。
这些机构可以根据其功能、结构和运动特性进行分类和归纳。
下面，我将对一些常用的机构进行介绍。
一、连杆机构连杆机构是机械设计中最基本也是最常用的一种机构。
它由杆件和关节组成，通过杆件的连接和关节的运动，实现力和运动的传递。
连杆机构广泛应用于各种机械装置中，如汽车发动机的连杆机构、拉杆机构等。
二、齿轮机构齿轮机构是一种通过齿轮的相互啮合来传递运动和力的机构。
齿轮机构具有传动比恒定、传递力矩大、传递效率高等特点，广泛应用于各种传动装置中，如汽车变速器、机床传动等。
三、减速机构减速机构主要通过齿轮、皮带等传动元件将输入的高速运动转换为输出的低速运动。
减速机构在机械设计中非常常见，用于满足不同场合的运动速度要求。
四、滑块机构滑块机构是一种通过滑块在导轨上做直线运动来实现运动转换和力传递的机构。
滑块机构广泛应用于各种机械装置中，如工具机的进给机构、压力机的传动机构等。
五、摆线机构摆线机构是一种通过连杆和摆线来实现直线运动的机构。
它通过摆线的特殊形状和连杆的运动，将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于各种机械装置中，如剪切机的摆线滑块机构、织机上纬缸的摆线机构等。
六、万向节机构万向节机构是一种通过球面和容器来实现输动与变动传动的机构。
它具有结构简单、运动灵活等优点，广泛应用于汽车、船舶和航空等领域。
以上介绍的只是机械设计中的一小部分常用机构，还有很多其他的机构在实际设计中也扮演着重要的角色。
在进行机械设计时，我们需要根据具体的应用要求和设计目标选择合适的机构，合理地组合和运用这些机构，以实现设计的目的。
总结起来，机械设计中常用的机构有连杆机构、齿轮机构、减速机构、滑块机构、摆线机构和万向节机构等。
这些机构在机械装置中起着重要的作用，通过它们的运动和力传递，实现了各种功能和要求。
其他常用机构
第九章其他常用机构（了解）有级变速机构原理：通过改变机构中某一级的传动比的大小来实现转速的变换。
特点：优点—①传动可靠②传动比准确③结构紧凑缺点—①高速回转时不够平稳②变速时有噪声（了解）无级变速机构原理：依靠摩擦传动传递转矩，改变主动件和从动件的传动半径，使输出轴的转速在一定范围内无级变化。
特点：优点—①传动平稳②有过载保护缺点—①传动比不准确，传动不可靠（了解）无极变速机构常用类型及工作特点①滚子平盘式无级变速机构：结构简单，制造方便，但存在较大的相滑动，磨损严重。
②锥轮—端面盘式无级变速机构：传动平稳，噪声小，结构紧凑，变速范围大。
③分离锥轮式无级变速机构：传动平稳，变速较可靠。
（了解）常见的换向机构类型及工作特点①三星轮换向机构：利用惰轮来实现从动件回转方向的变换的；应用：卧式车床走刀系统。
②离合器锥齿轮换向机构（掌握）齿式棘轮机构※※齿式棘轮机构棘轮转角的调整①改变棘爪的运动范围。
改变摇杆摆角常可通过改变曲柄AB的长度来实现。
②利用覆罩盖。
计算公式：θ=360°×K/z※※齿式棘轮应用特点优点：①结构简单②制造方便③运动可靠④棘轮转角调节方便缺点：①存在刚性冲击（棘爪与棘轮接触和分离的瞬间）②运动平稳性差③会产生噪声④齿尖磨损快。
应用场合：不适于高速传动，常用于主动件速度不大、从动件行程需要改变的场合，如机床的自动进给、送料、自动计时、制动、超越等。
※※常见的应用举例①牛头刨床的横向进给机构②自行车后轴的齿式棘轮超越机构③防逆转棘轮机构（起重设备中）（掌握）摩擦式棘轮机构原理：靠偏心楔块和棘轮间的楔紧所产生的摩擦力来传递动力的。
特点：传动平稳、无噪声；动程可无级调节。
但因靠摩擦力传动，承载能力较小，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。
适用场合：适用于低速轻载的场合。
（常做超越离合器）（掌握）槽轮机构基本组成：槽轮、带圆销的拨盘和机架组成。
工作原理：主动拨盘连续匀速转动时，其上的圆销进入槽轮的径向槽时，驱动槽轮转过相应的角度，当圆销退出槽轮的径向槽时，由于拨盘的锁止凸弧与槽轮的锁止凹弧接触锁住而使槽轮静止不动。
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适量地改变主动件和从动件的转动半径，使输
出轴的转速在一定的范围内无级变化。
滚子平盘式无级变速机构 锥轮－端面盘式无级变速机构
分离锥轮式无级变速机构
滚子平盘式无级变速机构
1－滚子 2－平盘
锥轮－端面盘式无级变速机构
1－锥轮 2－端面盘 3－弹簧 4－齿条 5－齿轮
3．棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机
构的常见类型和工作原理。
三、不完全齿轮机构
主动齿轮作连续转动，从动齿轮作间歇运 动的齿轮传动机构。
特点：结构简单，工作可靠，传
递力大，但工艺复杂，从动轮在运动的
开始与终止位置有较大冲击，一般用于 低速、轻载的场合。
本章小结
1．机械式变速机构的有级变速机构、无
级变速机构的类型和工作原理。
2．机械式换向机构的常用类型和工作原理。
§9－1 §9－2 §9－3
变速机构 换向机构 间歇机构
变速机构——在输入转速不变的条件下， 使输出轴获得不同转速的传动装置。
一、有级变速机构
二、无级变速机构
一、有级变速机构
有级变速机构——在输入转速不变的条件
下，使输出轴获得一定的转速级数。
滑移齿轮变速机构 塔齿轮变速机构 倍增速变速机构
拉键变速机构
滑移齿轮变速机构
塔齿轮变速机构
1－主动轴
2－导向键
3－中间齿轮支架 4－中间齿轮 5－拨叉 6－滑移齿轮 7－塔齿轮 8－从动轴 9、10－离合器 11－丝杠 12－光杠齿轮 13－光杠
倍增速变速机构
拉键变速机构
1－弹簧键
2－从动套筒轴 3－主动轴 4－手柄轴
二、无级变速机构
2．齿式棘轮机构的常见类型及特点
外啮合式
内啮合式
3．齿式棘轮机构转角的调节
棘轮的转角θ大小与棘爪每——棘爪每往复一次推动的齿数 z——棘轮的齿数
（1）改变棘爪的运动范围
（2）利用覆盖罩
4．摩擦式棘轮机构简介
靠偏心楔块（棘爪）和棘轮间 的楔紧所产生的摩擦力来传递运动。 特点：转角大小的变化不受轮 齿的限制，在一定范围内可任意调节 转角，传动噪声小，但在传递较大载
荷时易产生滑动。
1－偏心楔块（棘爪） 2－棘轮 3－止回棘爪
二、槽轮机构
1．槽轮机构的组成和工作原理
1－拨盘 2—圆销 3—槽轮
2．槽轮机构类型和特点
单圆销外槽轮机构 双圆销外槽轮机构 内啮合槽轮机构
特点：结构简单，转位方便，工作可靠，传动的平稳性好，能准 确控制槽轮的转角。但转角的大小受到槽数z的限制，不能调节，且在 槽轮转动的始末位置处存在冲击，随着转速的增加或槽轮槽数的减少 而加剧，故不适用于高速。
6－支架
7－链条 8－电动机
分离锥轮式无级变速机构
1－电动机 2、4－锥轮 3－杠杆 5－从动轴 6－支架 7－螺杆 8－主动轴 9－螺母 10－传动带
换向机构——在输入轴转向不变的条件下，
可改变输出轴转向的机构。
三星轮换向机构 离合器锥齿轮换向机构
三星轮换向机构
1－主动齿轮
2、3－惰轮
4－从动齿轮
离合器锥齿轮换向机构
1－主动锥齿轮
2、4－从动锥齿轮
3－离合器
间歇机构——能够将主动件的连续运动转 换成从动件有规律的周期性运动或停歇。 一、棘轮机构
二、槽轮机构
三、不完全齿轮机构
一、棘轮机构
棘轮机构分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
1．齿式棘轮机构工作原理
1—摇杆 3—弹簧 5—弹簧 7—曲柄 2—棘爪 4—棘轮 6—止回棘爪