间歇运动机构
第5章 间歇运动机构
图5-1 棘轮机构工作原理第5章 间歇运动机构在许多机械中，有时需要将原动件的等速连续转动变为从动件的周期性停歇间隔单向运动（又称步进运动）或者是时停时动的间歇运动，如自动机床中的刀架转位和进给，成品输送及自动化生产线中的运输机构等的运动都是间歇性的。
能够将主动件的连续运动转换为从动件有规律的间歇运动的机构，称为间歇运动机构。
实现间歇运动的机构很多，最常见的有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、不完全齿轮机构和恰当设计的连杆机构等。
本章将简要介绍这几种间歇运动机构的组成和运动特点。
5.1 棘轮机构5.1.1 棘轮机构的工作原理和基本类型1.棘轮机构的工作原理 （1）.组成棘轮机构主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成。
（2）。
工作原理如图5-1所示，当主动摆杆逆时针摆动时，摆杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿内，推动棘轮同向转动一定角度。
当主动摆杆顺时针摆动时，此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，止回棘爪阻止棘轮反向转动，棘轮静止不动。
此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇转动。
利用弹簧使止回棘爪紧压齿面，保证止回棘爪工作可靠。
2.常用棘轮机构的分类（1）.按结构分齿式棘轮机构（如图5-2所示）： 这种棘轮机构靠棘爪和棘轮啮合传动。
棘轮的转角可在一定范围内调节，但 棘爪在棘轮齿背上滑行时容易产生噪 音、冲击和磨损，适用于低速、轻载 和转角精度要求不高的场合。
图5 - 2 齿式棘轮机构摩擦式棘轮机构（如图5-3所示）：这种棘轮机构靠棘爪和棘轮之间的摩擦力传动。
棘轮转角可作无级调节，传动平稳、噪音小，但由于靠摩擦力传动，会出现打滑现象，一方面可起到过载保护，另一方面也使传动精度降低。
适用于低速、轻载的场合。
图 5 - 3 摩擦式棘轮机构（2）.按啮合方式分外啮合式：外啮合式棘轮机构的棘爪或楔块安装在棘轮的外部，应用较广，其缺点是占用空间较大。
如图5 - 4所示为外啮合式棘轮机构。
图5 - 4 外啮合式棘轮机构内啮合式：内啮合式棘轮机构的棘爪或楔块安装在棘轮的内部，其特点是结构紧凑，外形尺寸小。
间歇运动机构
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。
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。
第6章 间歇运动机构
tm 21 π 2π / z z 2
t 2π
2π
2z
0 0.5 槽轮运动时间总小于静止时间。
若拨盘1上装有均匀分布的K个圆销，则槽轮在一个运动循环
中的运动时间为一个圆销时的K倍，因此可以得到 > 0.5：
K (z 2)
2z
由于 < 1，所以
槽轮机构结构简单，工作可靠，能准确控制转过的角度。但 槽轮的转角大小不能调节，而且在槽轮转动的始、末位置角 速度变化较大，所以有冲击。槽轮机构一般用在低速场合。
二、槽轮机构的主要参数
图示槽轮机构，为使槽轮开始转动 瞬时和终止转动瞬时的角速度为零， 以避免刚性冲击，圆销开始进入径 向槽或自径向槽脱出时，径向槽的 中心线应切于圆销中心运动的圆周 （O1AO2A）。
设z为均匀分布的径向槽数目，则
槽轮2转过22 = 2/z时，拨盘1的转
角为
21 π 22 π 2π / z
21 π 22 π 2π / z
在一个运动循环内，槽轮2的运动时
间tm与拨盘1的运动时间 t 之比 称为
运动特性系数。当拨盘1等速转动时， 该时间之比可用转角之比来表示。
对于只有一个圆销的槽轮机构，tm和t
不完全齿轮机构的应用实例
§6－4 凸轮间歇运动机构
1. 圆柱形凸轮间歇运动机构——凸轮1呈圆柱形状，滚子3 均布在转盘2的端面。
当主动凸轮1转过曲线槽所对应的角度t时，凸轮曲线槽
推动滚子，使从动转盘2转过相邻两滚子所夹的中心角 2/z，其中z为滚子数；
当凸轮继续转过其余角度(2t)时，转盘静止不动，并
自行车后轴上装设的内啮合齿式棘轮机构：
当踏板带动链轮3顺时针转动时，链轮3上的 棘轮齿推动棘爪4、棘爪4推动后轮5，使后 轮5顺时针转动，从而驱使自行车前进。
间歇运动机构
外啮合不完全齿轮机构
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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
间歇运动机构
可变向棘轮机构 Changeable direction ratchet
mechanism
外啮合摩擦式棘轮机构 Externally meshed silent
ratchet mechanism
内啮合摩擦式棘轮机构 Externally meshed silent
ratchet mechanism
继续
特点 :
优点：结构简单、工作可靠、机械效率高，能较平 稳、间歇地进行转位。
缺点：圆柱销突然进入与脱离径向槽，传动存 在柔性冲击，适合高速场合，转角不可调节， 只能用在定角场合。
棘轮机构的组成、工作原理及特点
组成：棘轮机构主要由棘轮、棘爪 和机架组成。
工作原理：主动棘爪作连续的往复 摆动，从动棘爪作单向间歇运动， 止动棘爪可阻止棘轮的逆向转动。
优点：结构简单、制造容易、工作可靠、从动轮运动时间和 静止时间的比例可在较大范围内变化。
缺点：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。
凸轮式间歇机构的工作原理及特点
1.工作原理及特点 圆柱凸轮连续回转，推动均布有柱销的从动圆盘间歇转动。 特点：从动圆盘的运动规律取决于凸轮廓线的形状。 优点：可通过选择适当的运动规律来减小动载荷、避免冲击、 适应高速运转的要求。定位精确、且结构紧凑。
槽条机构 Geneva rack mechanism
球面槽轮机构 Spherical Geneva
drive
特点： 主动销轮上的拨销只有一 个,槽轮动、停时间相等。
不等臂长多销槽轮机构 Nonequivalent arm and multiple-pin Geneva drive
偏置外槽轮机构 Offset external Geneva
间歇运动机构
（二）棘轮机构的特点和应用 棘轮机构结构简单、制造简单和运动可靠； 棘轮机构结构简单、制造简单和运动可靠；在各类机械中有广 泛的应用。 泛的应用。 1、棘轮机构具有间歇运动的特性，可 、棘轮机构具有间歇运动的特性， 实现单向或多向间歇运动。 实现单向或多向间歇运动。 所示为浇铸自动线的输送装置， 图4-7所示为浇铸自动线的输送装置， 所示为浇铸自动线的输送装置 棘轮和带轮固联在同一轴上。 棘轮和带轮固联在同一轴上。
所示的具有四个槽的槽轮机构， 回转一周时， 图4-1所示的具有四个槽的槽轮机构，当原动件 回转一周时，从动 所示的具有四个槽的槽轮机构 当原动件1回转一周时 件只转四分之一周。同理，六槽的槽轮机构，当原动件回转一周时， 件只转四分之一周。同理，六槽的槽轮机构，当原动件回转一周时， 槽轮转过六分之一周。其余以此类推。 槽轮转过六分之一周。其余以此类推。 槽轮每次运动的时间对主动构件回转一周的时间之比，称为运动系 槽轮每次运动的时间对主动构件回转一周的时间之比，称为运动系 数。 径向槽的数目应等于或大于3。 径向槽的数目应等于或大于 。 所示的槽轮机构的运动系数总小于二分之一， 图4-1所示的槽轮机构的运动系数总小于二分之一，也就是说，槽 所示的槽轮机构的运动系数总小于二分之一 也就是说， 轮的运动时间总小于静止时间。 轮的运动时间总小于静止时间。如欲得到运动系数大于二分之一的 槽轮机构则必须在构件1上安装多个圆销。 上安装多个圆销 槽轮机构则必须在构件 上安装多个圆销。 槽轮机构构造简单，机械效率高，并且传动 槽轮机构构造简单，机械效率高， 平稳，因此在自动机床转位机构、 平稳，因此在自动机床转位机构、电影放映 机卷片机构等自动机械中得到广泛应用。 机卷片机构等自动机械中得到广泛应用。 图4-2为电影放映机卷片机构。当槽轮 间歇 为电影放映机卷片机构。当槽轮2间歇 运动时，胶片上的画面依次在方框中停留， 运动时，胶片上的画面依次在方框中停留， 通过视觉暂留而获得连续的场景。 通过视觉暂留而获得连续的场景。 图4-2
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。
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3、凸轮机构的类型：
按凸轮形状分： 盘形、移动、圆柱、圆锥凸轮 按从动件形状： 尖顶式、平底式、滚子式
直动式、摆动式 按从动件运动方式：
一、间歇运动机构的定义： 间歇运动机构的定义：
将主动件的均匀转动转化为时转 时停的周期性运动的机构。
二、间歇机构的类型
棘轮机构和槽轮机构
6-3 间歇运动机构
教学目的： 教学目的：
掌握棘轮机构和槽轮机构的工作原理及典型应用 熟悉棘轮机构和槽轮机构的组成及常见类型
教学重点： 教学重点：
常见棘轮机构和槽轮机构的组成 、类型
教学难点： 教学难点：
棘轮机构和槽轮机构的工作原理
复习： 复习：
1、凸轮机构的组成：
凸轮、从动件和机架
2、凸轮机构的基本特点：
6-16、6-17 、6电影放映机卷片机构
槽轮 圆柱销
电影机构.swf
刀架转位机构
圆柱销
三、练习
1、要实现棘轮转角大小的任意改变，应用 （ ）棘轮机构。 A 双向式 B 双动式 C 摩擦式 D 单向式 2、当从动件的转角经常改变时，可用（ ）机 构实现。 A 间歇齿轮 B 槽轮 C 棘轮 D 齿轮 3、下列棘轮机构特点中（ ）不正确。 A 结构简单 B 传递力大 C 运动可靠 D 转角可调整
（一）、棘轮机构 1、组成：
棘爪
摇杆
棘轮
止回棘爪
2、工作原理 利用棘爪的往复摆动，实现棘爪与棘轮 的啮合与脱开，带动棘轮作动、停、动的间 歇运动。
3、常见类型
（1） 单向式
（2） 双向式
（3） 双动式
（4） 摩擦式
（5）防逆转机构
鼓轮
起防起.avi
（二）、槽轮机构
1、组成和工作原理
圆柱销 拨盘
4、常用的间歇机构是（ A 凸轮 B C 曲柄连杆 D
）机构。 螺旋 棘轮
5、主动件转速一定时，槽轮机构的间歇周期 决定于（ ）。 A 槽轮直径 B 轮槽数 C 曲柄转速 D 转动曲柄的长度
小
结
1、间歇运动机构是将主动件的均匀转动转化为 时转时停的周期性运动的机构，常见类型有棘轮 机构和槽轮机构。 2、棘轮机构由棘轮、棘爪和机架组成，其工作 原理是利用棘爪的往复摆动，实现棘爪与棘轮的 啮合与脱开，带动棘轮作动、停、动的间歇运动。 3、常见棘轮机构类型有单向式、双向式、双动 式、摩擦式和防逆转机构 4、槽轮机构由带圆柱销的主动拨盘与带径向 槽的从动槽轮及机架组成。 四、作业