常用机构(间歇运动机构)
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机械原理 其他常见机构
A未进入槽轮径向槽时，槽轮在锁，静止不动；当主动拨盘 的圆销A进入槽轮径向槽时，槽轮受圆销A驱动而转动。从而 使槽轮做间歇运动。
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
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
机械原理第七章 其它常用机构及组合机构
二、其它常见机构类型
万向联轴节 非圆齿轮机构 螺旋机构 摩擦传动机构 挠性传动机构
三、广义机构
随着科学技术的发展，在工程当中除了各类机械机构外， 利用液、气、电、磁、声、光、温度等的致动原理而发展起来 了液压、气动、电磁、光电、微位移等各种机构。由于利用了 一些新的工作介质或工作原理，广义机构比传统机构更简便地 实现运动或动力转换，因而获得了日益广泛的应用。这些机构 统称为广义机构。 液压机构 气动机构
（五）星轮机构
星轮机构是由针轮与摆线齿轮组成 的不完全齿轮机构。 主动轮1为不完全针轮，针轮设有 若干个柱销；从动轮2为若干摆线齿和 锁止弧间隔分布的摆线齿轮，称为星轮， 针轮1连续转动1周，星轮实现一个运动 周期的间歇运动。星轮机构的动停比可 方便地由增减主动针轮的柱销数来改变。 星轮机构具有槽轮机构的起动性能，又 兼有齿轮机构等速转位的优点，但星轮 的加工制造较困难。星轮机构多用于转 速不高和载荷较轻的场合。
由若干同类或不同类型的机构组合而成为组合机构，可以 充分发挥各类机构的优点并克服其局限，以实现更为复杂和精 确的运动规律。
电磁传动机构
光电机构 微型机构
第二节 组合机构
随着科学技术的进步和工业生产的发展，对生产过程的机械 化和自动化程度的要求愈来愈高，单一的基本机构越来越难以满 足自动机、自动生产线的复杂多样的运动要求，这时可将多个基 本机构按一定的方式组合起来，形成组合机构。
一、机构的组合方式
二、常见组合机构类型
电影放映机送片机构
六角车床刀架转位机构
磨床分度装置
自动传送链装置
（三）不完全齿轮机构
（1）不完全齿轮机构的组成及工作原理 不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演变而来 主动轮1轮齿并没有布满整个圆周， 而只有1个或几个轮齿，其余部分为外凸 锁止弧。其从动轮2可以是普通齿轮，也 可由数个轮齿和内凹锁止弧相间布置。 主动轮1连续转动，当轮齿相啮合时，带 动从动轮2转动；当轮齿退出啮合时，锁 止弧锁止定位，从而实现从动轮的间歇 运动。
间歇运动机构
(cos )
1 2 cos
2
k
( 1 ) sin
2
(1 2 cos 1 )
2
2
将上述i21、kα随α的变化绘制成曲线，称为槽轮机构的 运动特性曲线。
上式说明，当拨盘以等角速度运动时，槽轮随位置的变化而变化。因为λ随槽数z的不同 而变化，因此，不仅随机构位置变化，而且随槽数变化。
2
d dt
1
2
(cos )
1 2 cos
2
1
2
d
2
dt
2 1
( 1 ) sin
(1 2 cos 1 )
2 2
1
2
令i21=ω 2/ω 1 (传动比) ,kα =α2/ω 21 得：
i 21
由受力大小确定 r≈R/6
s h d2
s=Lcosφ=Lcos(π /z) h≥s-(L-R-r) d1≤2(L-s) d2≤2(L-R-r) b=3~5 mm 经验确定 r0=R-r-b
潘存云教授研制
b
锁止弧半径r0
§12－3 擒纵轮机构
一、擒纵轮机构的组成及其工作原理 组成：擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮。 工作原理：擒纵轮受发条力矩的 驱动，游丝摆轮系统往复摆动， 带动擒纵叉往复摆动，卡住或释 放擒纵轮，并使它间歇转动。
2.运动特性 (1)外啮合槽轮机构
止的过程，因此，槽轮的角速 度是变化的，从而具有角加速 度，以下将分析槽轮运动的变 化规律。
图示槽轮在运动的任一瞬时，设拨盘位置角用α来表示，槽轮 位置角用φ表示。并规定和在圆销进入区为正，在圆销离开区 为负，变化区间为： －α1≤α≤α1 －φ2≤φ≤φ2
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。
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。
常用机构-间歇机构
仿真分析
利用仿真软件对初步设计的间歇机构 进行运动学和动力学分析，验证其性 能是否满足设计要求。
优化设计
根据仿真分析结果，对间歇机构进 行优化设计，提高其性能。
加工制造
将优化后的间歇机构进行加工制造 ，并进行实验验证。
关键参数设计
机构几何尺寸
根据实际需求和应用场景，确定间歇 机构的几何尺寸，如棘轮齿数、槽轮 槽数、齿轮模数等。
05
艺与材料选择
制造工艺简介
铸造工艺
适用于大型、复杂形状间歇机构的制造，如凸轮、齿轮等 。通过模具将熔融金属浇注入型腔，冷却后得到所需形状 。
锻造工艺
适用于承受重载、高强度要求的间歇机构零件，如曲轴、 连杆等。通过锻造设备对金属坯料施加压力，使其产生塑 性变形，以获得所需形状和力学性能。
切削加工工艺
运动参数
设计合适的运动参数，如转速、转角 、停歇时间等，以满足间歇机构的运 动要求。
精度要求
根据实际需求，确定间歇机构的精度 要求，如传动精度、定位精度等。
材料选择
选择合适的材料，以保证间歇机构的 强度、耐磨性和耐腐蚀性。
优化计策略探讨
参数优化
利用优化算法对间歇机构的参数进行优化 ，如遗传算法、粒子群算法等，以找到最
由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。
工作原理
当主动凸轮连续转动时，通过其轮廓曲线与从动件的接触和分离，使从动件作预期的间歇 运动。
应用
凸轮式间歇机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置中，如内燃机的配气机构 、自动机床的进给机构、电影放映机的送片机构和某些仪器中的自动进给机构等。
间歇机构的工作原
常用机构-间歇机构
汇报人：XX
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。
常用机构间歇运动机构
练一练：
1、如图所示，机构中机架、连架杆、连杆分别是? 2、颚式碎石机构属于平面机械的哪一种?
练一练： 如上图所示部件中，机构属于平面机构的哪一种?
练一练： 本锁紧夹具，是利用什么锁紧的?
各类平面四杆机构的运动转换及应用
类型
曲柄摇杆杆 机构
运动转换
转动/摆动 转动/移动
双曲柄机构 双摇杆机构
于或等于其它两杆长度之和，且 （1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄； （2）以最短杆为机架，则两连杆均为曲柄，该机构为
双曲柄机构； （3）以最短杆对边构件为机架，则无曲柄存在，该机
构为双摇杆机构。 若四杆机构中，最短杆与最长杆之和大于其它两 杆长度之和，则无论选哪一构件为机架，均无曲柄存 在，该机构只能双摇杆机构。
机器和它的分类
形式的能量 与机械能转换 完成机械功 尺寸、形状 性质、状态
作功很小
应用
蒸汽机、内燃机 电动机、 发电机
加工机床、轧钢机 纺织机、包装机； 起重机、飞机、运输机 复印机、打印机、绘图机
常用机构
1、平面铰链四杆机构 2、凸轮机构 3、棘轮机构 4、槽轮机构 5、螺旋机构
→ 0 、行程→ h
B → C 远休程、远休
止角→ 01
C → D 回程、 回程角
→ ´0 D → A 近休程、近休止角→ 02
0 + 01 + ´0+ 02 = 2
其它凸轮机构
棘轮机构
1、棘轮机构的结构 2、棘轮机构的工作原理 3、棘轮机构的应用
棘轮机构的结构
棘轮机构的工作原理
在机构运动中作主动件。 从动件：与凸轮接触并被直接推动的构件。 机架：支撑凸轮和从动件的构件。
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A点→起始、 转动
接触点：
A → B 推程、推程角
h
→ 0 、行程→ h
B → C 远休程、远休
止角→ 01
C → D 回程、 回程角
→ ´0
D → A 近休程、近休止角→ 02
0 + 01 + ´0+ 02 = 2 整理ppt
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其它凸轮机构
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14
棘轮机构
1、棘轮机构的结构 2、棘轮机构的工作原理 3、棘轮机构的应用
杆长度之和，则无论选哪一构件为机架，均无曲柄存
在，该机构只能双摇杆机构。
整理pp杆、连杆分别是?
2、颚式碎石机构属于平面机械的哪一种?
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6
练一练：
如上图所示部件中，机构属于平面机构的哪一种?
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7
练一练：
本锁紧夹具，是利用什么锁紧的?
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机器和它的分类
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2
常用机构
1、平面铰链四杆机构 2、凸轮机构 3、棘轮机构 4、槽轮机构 5、螺旋机构
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3
平面连杆机构的组成 机架、连架杆、连杆、运动副组成。
机架——固定不动的构件； 连架杆——与机架相联的构件； 连杆——连接两连架杆且作； 运动副——起连接作用。 平面运动的构件； 曲柄——作整周定轴回转的构件； 摇杆——作定轴摆动的构件。
在机构运动中作主动件。 从动件：与凸轮接触并被直接推动的构件。 机架：支撑凸轮和从动件的构件。
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3）实现运动和动力特性要求
1-凸轮 2-气阀 3-内燃机壳体
这种凸轮机构能够实现 气阀的运动学要求，并且具 有良好的动力学特性。
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基圆 ：以凸轮最小矢径 r0 为半径所作的圆
r0 →基圆半径
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槽轮机构的工作原理
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槽轮机构的应用
电 影 放 映 机 的 间 歇 机 构
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槽轮机构的参数计算
设计一： 输出运动效果为，转动1/3圈停止2/3圈，如
何选用机构？
设计二： 某输入电动机N=10转/分钟，要求输出运动效
果为：转动1秒休息2秒
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感谢同仁们的光临指导！
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各类平面四杆机构的运动转换及应用
转动/摆动 转动/移动
转动/转动 顺转/反转 摆动/摆动
缝纫机构 牛头刨床 内燃机构
汽车连动机构 自动车门 手摆机构
凸轮机构
1、凸轮机构的结构 2、凸轮机构的工作原理 3、凸轮机构的设计方法 4、凸轮机构的应用
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凸轮机构的结构组成
凸轮机构：是一种高副机构。广泛应用于各种机 械，尤其是自动机械中。 凸轮机构组成: 凸轮、从动件、机架。 凸轮：具有特定曲线轮廓或沟槽的构件，通常
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4
平面连杆机构有曲柄的条件：
在铰链四杆机构中，如果最短杆与最长杆之和小
于或等于其它两杆长度之和，且
（1）以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄； （2）以最短杆为机架，则两连杆均为曲柄，该机构为
双曲柄机构；
（3）以最短杆对边构件为机架，则无曲柄存在，该机
构为双摇杆机构。
若四杆机构中，最短杆与最长杆之和大于其它两
再见
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棘轮机构的结构
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棘轮机构的工作原理
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棘轮机构的应用
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棘轮机构的应用
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槽轮机构
1、槽轮机构的结构 2、槽轮机构的工作原理 3、槽轮机构的应用 4、槽轮机构的参数计算
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槽轮机构的结构
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槽轮机构的结构
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