9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
机械原理 其他常见机构
特点:槽轮机构结构简单，制造容易，工作可靠，分度准确， 机械效率高，可以正反向运动。但在启动和停止时加速度变 化大，存在冲击，且动程不可调节，槽数不宜过多，故常用 于转角较大，转速不高的自动机械、轻工机械及仪器仪表中。
次动、停时间不等的间歇运动； 缺点： 进入和退出啮合时存在冲击，故不适于高速。
2. 不完全齿轮机构的类型及应用
单齿外啮合传动
部分齿外啮合传动
单齿内啮合轮传动
齿轮与齿条传动
圆锥不完全齿轮传动
应用 多用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇
转位、计数机构及某些间歇进给机构中。
§12-6 星轮机构
第12章 其他常用机构
间歇机构特点
将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇。
间歇运动机构
由于生产工艺的要求，常需要某些构件实现周期性的转位、分 度、进给等时动时停的间歇运动，能够将原动件的连续运动转 换成输出构件周期性间歇运动的机构通称为间歇运动机构。
几种常见的间歇运动机构
棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮式间歇运动机构
§12-9 万向铰链机构
作用
用于传递两相交轴之间的动力和运动，在传动过程中， 两轴之间的夹角可以改变。
单万向联轴节
双万向联轴节
§12-4 凸轮式间歇机构
1.凸轮式间歇机构的组成和特点 （1）结构简单，运转可靠，无需专门定位装置； （2）通过选择合适的运动规律，减小动载荷，适于 高速运转； （3）精度要求高，加工复杂，安装调整困难。
2. 凸轮式间歇机构的类型及应用 类型： 圆柱凸轮间歇运动机构 蜗杆凸轮间歇运动机构
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 十 章 其 它 常 用 机 构
2. 棘轮的齿形 棘轮单向回转 非对称梯形 三角形
(载荷较小时使用) 载荷较小时使用)
棘轮双向回转： 棘轮双向回转： 矩形
棘轮齿形和其它尺寸的计算可参阅机械设计 的有关手册。 的有关手册。
四、槽轮机构
棘轮机构是一种应用很 广泛的间歇运动机构。 广泛的间歇运动机构。
组成和特点 类型 运动分析 设计要点
O1
τ = Td
2 α1 T = 2π
2π 2 ϕ2 = z
槽轮径向槽数
2 α = π - 2 ϕ2
1 1 τ= − 2 z
1 1 τ= − 2 z
由此得出结论： 由此得出结论： 运动系数 运动系数 若需要使
τ >0 τ < 0.5
故
即最少为３ z ≥ 3 ，即最少为３槽
τ > 0.5
，可在拨盘上均匀地放置 m 个圆销
星轮 1 逆时针回转时，滚 逆时针回转时， 带动套筒一同回转。 柱 4 带动套筒一同回转。 顺时针回转时， 星轮 1 顺时针回转时，套筒 停止不动。 停止不动。 套筒只随星轮逆时针方向回 从这个意义上说， 转，从这个意义上说，它是 一个单向离合器 单向离合器。 一个单向离合器。
它也可以成为一个超越离合器： 它也可以成为一个超越离合器： 超越离合器 当套筒从另一条传动路线得到一个更快的逆时针回 转速度时，星轮相对于套筒成了顺时针回转， 转速度时，星轮相对于套筒成了顺时针回转，楔形空 间中的摩擦不再起作用， 间中的摩擦不再起作用，套筒可以超越星轮以高速转 超越离合器在机床中有所应用， 动。超越离合器在机床中有所应用，它使正常切削的 运动链和快速运动的运动链可并行不悖地起作用。 运动链和快速运动的运动链可并行不悖地起作用。
槽轮在圆柱销驱动下 转过 90 度。 圆柱销即将脱离径向 槽的瞬间， 槽的瞬间，槽轮上的另一 个锁止弧又被锁住， 个锁止弧又被锁住，槽轮 又静止不动。 又静止不动。
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。
齿式棘轮机构
无级变速机构的特点：其变速范围和传动 比在使用中均限制在一定范围内，不能随 意扩大，由于摩擦，也不能保证准确的传 动比。
§9－2 换向机构
换向机构——在输入轴转向不变的条件下， 可使输出轴转向改变的机构。
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
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
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
§9－3 间歇机构
间歇机构——能够将主动件的连续运动转换 成从动件的周期性运动或停歇的机构。
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．齿式棘轮机构的工作原理
1—摇杆 2—棘爪 3—弹簧 4—棘轮 5—弹簧 6—止回棘爪 7—曲柄
槽轮销外槽轮机构 双圆销外槽轮机构 内啮合槽轮机构
槽轮机构的类型和特点
特点：结构简单，转位方便，工作可靠，传动平稳 性好，能准确控制槽轮的转角。但转角的大小受到槽数 z 的限制，不能调节；在槽轮转动的始末位置处机构存 在冲击现象，随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧， 故不适用于高速场合。
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
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
常用机构
2、按照从动件的形状分： 尖顶从动件 滚子从动件
平底从动件
3、按照从动件的运动形式分
移动从动件
摆动从动件
二、凸轮机构的材料及结构
1、材料
凸轮
高副点线接触的压强大，要求耐磨损
材料，凸轮和滚子选45、40Cr，外轮廓淬火热处理。
从动杆 端部作淬火热处理。
2、结构
凸轮按结构大小做成凸轮轴或凸轮与轴分 别加工，然后再用键或销连接起来。
第六章 常用机构
机构是机械基础的重要内容，它将连续 的转动改变成执行元件所需要的其它运动 形式，如直线运动、间歇运动等。
常见的机构有平面四杆机构、凸轮机构 棘轮机构、槽轮机构等。
机器是由各种机构和传动组成的，掌握 机构的组成和特点，是了解和正确使用机 器的必备基础知识。
一、运动副
按接触状态分为点、线接触的高副；面 接触的低副。
摩擦式 可无级调节转角，运动平稳。 外接式，尺寸大；内接式，结构紧凑。 （2）噪音、冲击、磨损铰大。不适用于高速。 （3）可用改变摇杆摆角或在棘轮上加遮板调节转 角。 （4）双向式棘爪调节棘轮转向。
二、主要参数
1、棘轮齿数 z 2、棘轮齿距 P 3、棘轮模数 m
4、棘轮齿面倾角 三、棘轮机构的应用
例 6－2 图中各杆件长度 分别AB=800mm,BC= 1300mm,CD=1000mm, AD =1200mm,取各杆件 为机架，可得何种机构？
三、含有一个移动副的四杆机构
1、曲柄滑块机构 把转动转化成移动，如冲压机。
2、摇杆滑块机构
3、曲柄摇块机构 4、导杆机构
四、 平面四杆机构的运动特性
四、槽轮。机构的结构和运动特点
1、结构 拨销、槽轮、机架三构件。 2、运动特点 槽轮作等角度的间歇转动。
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《机械基础》练习（其他常用机构）姓名
一、填空
1．变速机构是指在的条件下，使输出轴获得的传动装置。
2．机械行业广泛应用的机械式有级变速机构有变速机构、
变速机构、变速机构和拉键变速机构等。
它们都是通过改变
来实现转速变换的。
3．机械无级变速机构是通过来传递转的。
它通过适量地改变
，使输出轴的转速可以在内获得无级变化。
5．齿式棘轮转角常采用改变和改变
两种方法调节。
6．摩擦式棘轮机构是依靠使棘轮作步进运动机构，并可实现调节。
7．外啮合槽轮机构槽轮的转向与曲柄的转向；内啮合槽轮机构槽轮的转向与曲柄的转向。
8．槽轮的转角 与槽轮的有关，如要改变槽轮转角的大小，必须。
二、判断
1．滚子平盘式无级变速机构是通过改变平盘的接触半径实现变速目的的。
2．无论是有级变速机构还是无级变速机构，均只能在一定的速度范围内实现变速。
3．棘轮是具有齿形表面的轮子。
---------------------------------（）4．棘轮机构中，棘轮的转角随摇杆的摆角增大而减小。
-------------（）5．槽轮机构和棘轮机构一样，可方便地调节槽轮转角的大小。
--------（）
6．不改变外外啮合槽轮机构槽轮的槽数，只改变机构的圆销数，则槽轮的转角不变，但静止不动时的时间发生变化。
-----------------------------（）
三、选择
1．当要求转速级数多、速度变化范围大时，应选择（）。
A、滑移齿轮变速机构
B、塔齿轮变速机构
C、倍增变速机构
D、拉键变速机构
2．机械式有级变速机构（）。
A、变速可靠，传动比准确
B、结构紧凑，零件种类和数量少
C、变速平稳，没有噪声
D、存在打滑现象
3．在棘轮机构中，增大曲柄的长度，棘轮的转角（）。
A、减小
B、增大
C、不变
D、变化不能确定
4．要实现棘轮转角大小的任意改变，应选用（）。
A、可变向棘轮机构
B、双动式棘轮机构
C、摩擦式棘轮机构
D、防逆转棘轮机构
5．曲柄每回转一周，槽轮反向完成两次步进运动的槽轮机构是（）。
A、单圆销外啮合槽轮机构
B、单圆销内啮合槽轮机构
C、双圆销外啮合槽轮机构
D、双圆销内啮合槽轮机构
6．对于四槽双圆销外啮合槽轮机构，曲柄每回转一周，槽轮转过（）。
A、45°
B、90°
C、180°
D、360°
7．欲减少槽轮机构槽轮静止不动的时间，可采用（）的方法。
A、适当增大槽轮的直径
B、增加槽轮的槽数
C、缩短曲柄长度
D、适当增加圆销数量
四、术语解释
无级变速机构
棘轮转角
五、简述
1．机械式无级变速机构与有级变速机构的工作特点有什么不同？
2．槽轮机构如何调节棘轮转角的大小？。