机械设计手册_常用机构
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第十二章 其他常用机构
棘轮机构 槽轮机构 凸轮式间歇运动机构 不完全齿轮机构 万向铰链机构 组合机构
§ 12 - 1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及工作特点
1、组成： 棘轮、摇杆、棘爪、止动棘爪
摇杆
2、工作特点
将主动摇杆的往复摆动转 换为棘轮的单向间歇运动
棘爪 棘轮
结构简单、制造方便，运 动可靠，转角可调； 冲击、噪声大，精度低
内啮合方式
3、按运动形式分类 从动件单向间歇转动 从动件单向间歇移动
4、按棘轮转向（可能） 单向式棘轮机构 双向式棘轮机构
5、按棘爪数目分类 单动式棘轮机构 双（三）动式棘轮机构
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
二 、棘轮机构的类型
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
1、间歇送进
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
效率高；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td / t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
单销内槽轮机构：
21 22
k 21 22 2 / z 1 1
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间
t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21 22
k 21 22 2 / z 1 1
2 2
2
2z
由上式可见：k 0 z 3 且k 0.5
槽轮的运动时间总是小于其静止时间
若欲使 k ≥0.5 ，可多装几个圆销，设均匀布置 n 个圆销， k是单销的n倍
三 、棘轮机构的功能
2、制动
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
3、转位、分度
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
4、超越离合
结束
§ 12 - 1
四 、动程和动停比的调整
1、驱动机构设计成行程可调机构
棘轮机构
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
四、动程和动停比的调整
2、装置遮板
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
五 、棘轮机构的设计要点
齿面倾角、摩擦角
要使棘爪能顺利滑入，反力FR对O' 的力矩要迫使棘爪进入棘轮齿底， 即：
由图可知： 90 90
一般取 90
则：
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点 将主动拨盘的连续转动转换为
槽轮的单向间歇转动 结构简单、尺寸小，传动平稳、
效率高；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点 将主动拨盘的连续转动转
换为槽轮的单向间歇转动 结构简单、尺寸小，传动平稳、
k 2槽1 数 z 22 3 2 / z 41 1 5,6
≥7
2 2
2
2z
由上式圆可销见数：n k
1~
0
6
z
1~
3
且4 k
1~3
0.5
1~2
槽轮的运动时间总是小于其静止时间
若欲使 k ≥0.5 ，可多装几个圆销，设均匀布置 n 个圆销， k是单销的n倍
k n(1/ 2 1/ z) 又 k 1 n 2z /(z 2) 结束
21 22 2 / z
可见：当拨盘的角速度1一定时，槽轮的交速度2和角加速度2的变化取
决于槽轮的槽数z
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
五 、普通槽轮机构的运动特性
2
结束
§ 12 - 4 凸轮式间歇运动机构
主动凸轮轮连续转动 从动轮间歇转动
低速、轻载场合
止动棘爪
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及工作特点
1、组成： 棘轮、摇杆、棘爪、止动棘爪
摇杆
2、工作特点
将主动摇杆的往复摆动转 换为棘轮的单向间歇运动
棘爪 棘轮
结构简单、制造方便，运 动可靠，转角可调； 冲击、噪声大，精度低
低速、轻载场合
止动棘爪
结束
§ 12 - 1
2 2
2
2z
由上式可见：k 1 z 3 且 k 0.5
n 个圆销 k n(1/ 2 1/ z) n 2z /(z 2) 只能 n 1
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
2、几何尺寸计算
R
L sin 2
L
sin
z
s
L cos2
L
cos
z
h s (L R r)
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td / t
二 、棘轮机构的类型
1、按棘轮结构分类 齿式棘轮机构 摩擦式棘轮机构
2、按啮合方式分类 外啮合方式 内啮合方式
3、按运动形式分类 从动件单向间歇转动 从动件单向间歇移动
棘轮机构
结束
§ 12 - 1
二 、棘轮机构的类型
1、按棘轮结构分类 齿式棘轮机构 摩擦式棘轮机构
棘轮机构
2、按啮合方式分类 外啮合方式
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
五 、普通槽轮机构的运动特性
: 1 1 : 2 2
R不变；rx是变化的
R sin rx sin
R cos rx cos L
令R/L=；得
tan sin /(1 cos )
2 1
(cos ) (1 2 cos 2 )
Leabharlann Baidu
2 12
(2 1) sin (1 2 cos 2 )2
k n(1/ 2 1/ z) 又 k 1 n 2z /(z 2) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td / t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21 槽 数 与2圆2 销数的关系
棘轮机构 槽轮机构 凸轮式间歇运动机构 不完全齿轮机构 万向铰链机构 组合机构
§ 12 - 1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及工作特点
1、组成： 棘轮、摇杆、棘爪、止动棘爪
摇杆
2、工作特点
将主动摇杆的往复摆动转 换为棘轮的单向间歇运动
棘爪 棘轮
结构简单、制造方便，运 动可靠，转角可调； 冲击、噪声大，精度低
内啮合方式
3、按运动形式分类 从动件单向间歇转动 从动件单向间歇移动
4、按棘轮转向（可能） 单向式棘轮机构 双向式棘轮机构
5、按棘爪数目分类 单动式棘轮机构 双（三）动式棘轮机构
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
二 、棘轮机构的类型
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
1、间歇送进
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
效率高；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td / t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
单销内槽轮机构：
21 22
k 21 22 2 / z 1 1
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间
t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21 22
k 21 22 2 / z 1 1
2 2
2
2z
由上式可见：k 0 z 3 且k 0.5
槽轮的运动时间总是小于其静止时间
若欲使 k ≥0.5 ，可多装几个圆销，设均匀布置 n 个圆销， k是单销的n倍
三 、棘轮机构的功能
2、制动
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
3、转位、分度
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
三 、棘轮机构的功能
4、超越离合
结束
§ 12 - 1
四 、动程和动停比的调整
1、驱动机构设计成行程可调机构
棘轮机构
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
四、动程和动停比的调整
2、装置遮板
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
五 、棘轮机构的设计要点
齿面倾角、摩擦角
要使棘爪能顺利滑入，反力FR对O' 的力矩要迫使棘爪进入棘轮齿底， 即：
由图可知： 90 90
一般取 90
则：
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点 将主动拨盘的连续转动转换为
槽轮的单向间歇转动 结构简单、尺寸小，传动平稳、
效率高；柔性冲击 中低速场合
槽轮
拨盘
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
一、槽轮机构的组成及工作特点
1、组成： 主动拨盘、从动槽轮、机架
2、工作特点 将主动拨盘的连续转动转
换为槽轮的单向间歇转动 结构简单、尺寸小，传动平稳、
k 2槽1 数 z 22 3 2 / z 41 1 5,6
≥7
2 2
2
2z
由上式圆可销见数：n k
1~
0
6
z
1~
3
且4 k
1~3
0.5
1~2
槽轮的运动时间总是小于其静止时间
若欲使 k ≥0.5 ，可多装几个圆销，设均匀布置 n 个圆销， k是单销的n倍
k n(1/ 2 1/ z) 又 k 1 n 2z /(z 2) 结束
21 22 2 / z
可见：当拨盘的角速度1一定时，槽轮的交速度2和角加速度2的变化取
决于槽轮的槽数z
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
五 、普通槽轮机构的运动特性
2
结束
§ 12 - 4 凸轮式间歇运动机构
主动凸轮轮连续转动 从动轮间歇转动
低速、轻载场合
止动棘爪
结束
§ 12 - 1 棘轮机构
一、棘轮机构的组成及工作特点
1、组成： 棘轮、摇杆、棘爪、止动棘爪
摇杆
2、工作特点
将主动摇杆的往复摆动转 换为棘轮的单向间歇运动
棘爪 棘轮
结构简单、制造方便，运 动可靠，转角可调； 冲击、噪声大，精度低
低速、轻载场合
止动棘爪
结束
§ 12 - 1
2 2
2
2z
由上式可见：k 1 z 3 且 k 0.5
n 个圆销 k n(1/ 2 1/ z) n 2z /(z 2) 只能 n 1
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
2、几何尺寸计算
R
L sin 2
L
sin
z
s
L cos2
L
cos
z
h s (L R r)
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2
二 、槽轮机构的类型和应用
1、按轮槽的位置
外槽轮机构 内槽轮机构
槽轮机构
2、按拨盘与槽轮轴线的位置
平面槽轮机构 空间槽轮机构
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td / t
二 、棘轮机构的类型
1、按棘轮结构分类 齿式棘轮机构 摩擦式棘轮机构
2、按啮合方式分类 外啮合方式 内啮合方式
3、按运动形式分类 从动件单向间歇转动 从动件单向间歇移动
棘轮机构
结束
§ 12 - 1
二 、棘轮机构的类型
1、按棘轮结构分类 齿式棘轮机构 摩擦式棘轮机构
棘轮机构
2、按啮合方式分类 外啮合方式
结束
§ 12 - 2 槽轮机构
五 、普通槽轮机构的运动特性
: 1 1 : 2 2
R不变；rx是变化的
R sin rx sin
R cos rx cos L
令R/L=；得
tan sin /(1 cos )
2 1
(cos ) (1 2 cos 2 )
Leabharlann Baidu
2 12
(2 1) sin (1 2 cos 2 )2
k n(1/ 2 1/ z) 又 k 1 n 2z /(z 2) 结束
§ 12 - 2 槽轮机构
四 、普通槽轮机构的设计要点
1、槽数 z 和圆销数 n 的选取
运动系数 k： k td / t
td —— 拨盘转一周，槽轮的运动时间 t —— 拨盘转一周的总时间
拨盘1匀速转动
k
21 2
外槽轮机构 21 槽 数 与2圆2 销数的关系