外啮合不完全齿轮机构的主要参数计算
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。
认识不完全齿轮机构
不完全齿轮机构
在自动化生产线中采用了大量的间歇机构，有棘
轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构，那什么是不完
全齿轮机构呢？
1
2 轮机构的类型
三、不完全齿轮机构的特点及应用
一、不完全齿轮机构的组成及其工作原理
◆ 由普通齿轮机构演变而成的间歇运动机构。 ◆ 与齿轮机构区别：主动轮仅有一个或几个齿。从动轮被分
成几个区间，各区间内有与主动轮相应数目的齿槽。
1、机构的组成
•从动轮
•主动轮 •锁止弧
•机架 锁止弧
2、工作原理： 主动轮在有齿部位啮合时 带动从动轮转动，无齿时从动
轮停歇。从动轮停歇时，主动
轮上的锁止弧与从动轮上的锁 止弧互相配合锁住，以保证从
动轮停歇在预定位置上。
二、常用类型：
1、单齿与多齿不完全齿轮机构
例不受机构结构的限制
缺点：从动轮在转动开始及终止时速度突变，冲击较大，一般
仅用于低速、轻载场合
三、特点及应用：
2、应用：
只用于低速、轻载的场合
例1：周期性往复回转机构 主动轴I上装有两个不完全 齿轮A和B， 当主动轴I连续回转时，
从动轴Ⅱ能周期性地输出：
正转——停歇——反转运动
三、特点及应用：
例2：蜂窝煤机工作台间歇转动机构
蜂窝煤机
蜂窝煤机工作台间歇转动机构
单齿不完全齿轮机构
多齿不完全齿轮机构
二、常用类型：
2、外啮合与内啮合不完全齿轮机构
外啮合不完全齿轮机构
主动轮与从动轮转向相反
内啮合不完全齿轮机构
主动轮与从动轮转向相同
二、常用类型：
3、齿轮、齿条不完全啮合机构
主动轮连续转动时，从动齿条作时动时停的往复移动。
不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
常用外啮合的形式
二、凸轮式间歇机构ห้องสมุดไป่ตู้
图4-14所示是一种圆柱凸轮式间歇运动机构。这种机构的主动 轮l为具有曲线沟槽的圆柱凸轮，从动件2则为均布有柱销3的圆 盘。当主动轮1转动时，拨动柱销3，使从动圆盘2作间歇运动。 这种机构常用在轻载情况下的间歇运动(如火柴包装机)，间歇 运动的频率每分钟可高达1500次左右。
不完全齿轮——精选推荐
5.3不完全齿轮机构不完全渐开线齿轮机构能将主动轮的等速连续转动转换为从动轮的间歇运动。
其动停时间比不受机构结构的限制，制造方便，但是从动轮在每次间歇运动的始末有剧烈冲击，故一般只用于低速，轻载及机构冲击不影响正常工作的场所。
若设置缓冲结构可改善机构的动力性能。
5.3.1基本型式与啮合特性不完全齿轮机构分外啮合与内啮合两类（图4-2-82、4-2-83）。
机构由三部分组成：主动轮1与2；一对锁止弧3，主动轮上的凸弧和从动轮上的凹弧可以直接切出或装配而成，也可单独制成一对锁止弧；缓冲结构，用以缓和或消除间歇涌动始.末时的剧烈冲击，改善机构的动力性能。
本节只讨论没有缓冲结构的运动分析与尺寸设计。
不完全齿轮的啮合特性：每一次简谐运动，可以只由一对齿啮合来完成，也可以由若干对齿来完成。
不完全齿轮机构首.末二对齿的啮合过程与完全齿轮机构不同，而中间各对齿的啮合过程与完全齿轮相同。
首对齿：从动轮所处的静止位置，应使主动轮旋转时其首齿S能顺利地通过二轮顶圆右侧交点G，从动轮具有锁止弧的齿K啮合（图4-2-84a、b）。
首啮点E由从动轮的静止位置决定，它可能位于从动轮齿顶圆弧GB1上（图b）或啮合线段B1P上（图a）。
首齿开始推动从动轮.锁止弧恰好脱开。
轮齿在GB1段啮合时，从动轮变速转动；E点离B1点越远，则开始啮合时冲击越大；齿轮在B1B2段啮合时，从动轮匀速转动。
如所选参数满足连续传动条件，则第一对齿到B2点终止啮合时，第二对齿已进入啮合。
末对齿：末对齿啮合至B2点时，因无后续齿所以并不立即脱齿，而以主动齿顶尖角与从动末齿根部啮合，经圆弧B2F，最终于二顶圆左侧交点F处分离。
在B2F段啮合过程中，从动轮角速度逐渐降低。
在F点终止啮合时，锁止弧恰好锁住，从动轮突然停止。
中间各对齿开始啮合与B1点，终止啮合于B2点。
仅由一对齿啮合来完成一次间歇运动时，啮合轨迹的前半段EB1P（或EP）与首对齿的前半段相同；后半段PB2F与末对齿的后半段相同。
其余部分为锁止圆弧。当两轮齿进入啮合时,与齿轮传动一样
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
铣刀 8
9
6 7
2
球拍
靠模凸轮
不完全齿轮1 不完全齿轮1
5
1
34
乒乓球拍专用靠模铣床
退煤饼
压制
不完全齿轮
锁止弧
填料
填料
锁止弧
蜂窝煤饼压制机
使运动平稳
瞬心线附加杆
§6-4 凸轮式间歇运动机构
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
槽顶半径s 槽深h
拨盘轴径d1 槽轮轴径d2 槽顶侧壁厚b
计算公式或依据
由工作要求确定 R
由安装空间确定 R=Lsinφ=Lsin(π /z) r
由受力大小确定 r≈R/6
s=Lcosφ=Lcos(π /z)
s
h≥s-(L-R-r)
d1≤2(L-s) d2≤2(L-R-r)
b=3~5 mm 经验确定
如果想得到k≥0.5的槽轮机构，则可在拨盘上多装几个圆 销，设装有n个均匀分布的圆销，则拨盘转一圈，槽轮 被拨动n次。故运动系数是单圆柱销的n倍，即:
k= n(1/2-1/z) ∵ k≤1 得：n≤2z/ (z -2)
提问：why k≤1？ 事实上，当k=1时，槽轮机构已经不具备间歇运动特性了。
槽数z
免冲击、适应高速运转的要求。定位精确、且 结构紧凑。 缺点：凸轮加工较复杂、安装调整要求严格。
2.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
R2
圆柱凸轮间歇运动机构
封口
灌浆
CB-B6型外啮合齿轮泵齿轮副全参数设计及其绘制(唐柑培)
机械原理综合实训课程设计计算说明书设计题目: 外啮合齿轮泵的设计班级: 2013 级材料一班班学号： 201310112113学生: 唐柑培指导教师: 李玉龙起止日期: 2015 年 5 月 11 日至2015 年 5月 22 日成都学院（成都大学）机械工程学院【机械原理】综合实训课程任务书目录一、外啮合齿轮泵工作原理············二、电机型号以及减速装置的选型········三、齿轮副参数的确定··············四、齿轮绘制·················五、设计小结·················六、参考文献················一、外啮合齿轮泵工作原理外啮合齿轮泵简介图 1 是外啮合齿轮泵的工作原理图。
由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。
由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。
齿轮的参数、代号、图解、计算方法
齿轮几何要素的名称、代号齿顶圆：通过圆柱齿轮轮齿顶部的圆称为齿顶圆，其直径用d a表示。
齿根圆：通过圆柱齿轮齿根部的圆称为齿根圆，直径用d f 表示。
齿顶高：齿顶圆d a与分度圆d之间的径向距离称为齿顶高，用h a来表示。
齿根高：齿根圆d f与分度圆d之间的径向距离称为齿根高，用h f表示。
齿顶高与齿根高之和称为齿高，以h表示，即齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
以上所述的几何要素均与模数m、齿数z有关。
齿形角：两齿轮圆心连线的节点Ｐ处，齿廓曲线的公法线（齿廓的受力方向）与两节圆的内公切线（节点P处的瞬时运动方向）所夹的锐角，称为分度圆齿形角，以α表示，我国采用的齿形角一般为20°。
传动比：符号i，传动比i为主动齿轮的转速n1（r/min）与从动齿轮的转速n2（r/min）之比，或从动齿轮的齿数与主动齿轮的齿数之比。
即i= n1/n2 = z2/z1中心距：符号a，指两圆柱齿轮轴线之间的最短距离，即：a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2齿轮几何参数计算压痕法是在被测齿轮的齿顶涂色后，使其在一张纸上滚动，这张纸上就留下了齿顶滚过的痕迹，根据压痕作出齿顶线的延长线及辅助线，然后用量角器测量出齿向角度，该角即为齿轮齿顶处的螺旋角β，然后再根据齿轮其它几何参数，计算出齿轮分度圆处的螺旋角β。
1) 什么是「模数」？模数表示轮齿的大小。
R模数是分度圆齿距与圆周率（π）之比,单位为毫米(mm)。
除模数外,表示轮齿大小的还有ＣＰ（周节：Circular pitch）与ＤＰ（径节：Diametral pitch）。
【参考】齿距是相邻两齿上相当点间的分度圆弧长。
2) 什么是「分度圆直径」？分度圆直径是齿轮的基准直径。
决定齿轮大小的两大要素是模数和齿数、分度圆直径等于齿数与模数(端面)的乘积。
过去,分度圆直径被称为基准节径。
最近,按ISO标准,统一称为分度圆直径。
3) 什么是「压力角」？齿形与分度圆交点的径向线与该点的齿形切线所夹的锐角被称为分度圆压力角。
不完全齿轮机构知识讲解
脱离啮合时，从动轮停歇不动。因此，当主 动轮连续转动时，从动轮获得时动时停的间 歇运动。
图5－12a所示为
外啮合不完全齿轮
机构，其主动轮1
转动一周时，从动
轮2转动六分之一
周，从动轮每转一
周停歇6次。当从
图 5－ 12
动轮停歇时，主动
轮上的锁止弧与从
动轮上的锁止弧互相配合锁住，以保证从动轮停
歇在预定位置。图b为内啮合不完全齿轮机构。
t2 K(z2)
t1 K 2z
由于运动系数 应小于1，即z2
增加径向槽数z可以增加机构运动的平稳 性，但是机构尺寸随之增大，导致惯性力增 大。所以一般取 z =4～8。
槽轮机构中拨盘上的圆销数、槽轮上的
径向槽数以及径向槽的几何尺寸等均视运动 要求的不同而定。每一个圆销在对应的径向 槽中相当于曲柄摆动导杆机构。因此，该机 构为分析槽轮的速度、加速度带来了方便， 有兴趣的同学可以下去自学。
作业布置
❖ P93 6-2、6-4
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不完全齿轮机构
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。
5 -1 0
当拨盘1以等角速度连 续转动，拨盘上的圆销A 没进入槽轮的径向槽时， 槽轮上的内凹锁止弧被 拨盘上的外凸弧mm卡住， 槽轮静止不动。当拨盘 上的圆销刚开始进入槽 轮径向槽时，锁止弧nn 也刚好被松开槽轮在圆 销A的推动下开始转动。
如图所示为不完全齿轮齿条机构， 当主动轮连续转动时，从动轮作时动时 停的往复移动。
不完全齿轮机构 1
不完全齿轮机构 2
与普通渐开线齿轮机构一样，当主动 轮匀速转动时，其从动轮在运动期间也保 持匀速转动，但在从动轮运动开始和结束 时，即进入啮合和脱离啮合的瞬时，速度 是变化的，故存在冲击。
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14
主动轮首齿齿顶高系数
has*
has*< ham*=0.3500
15
主动轮首齿和末齿的齿顶压力角
αas
αam
16
首齿重合度
ε
6
17
锁止弧半径
R
16.1088
18
主动轮齿顶圆半径
ra1
19
主动轮首齿齿顶圆半径
ras1
20
主动轮末齿齿顶圆半径
ram1
21
从动轮齿顶圆半径
ra2
22
主动轮首末两齿中心线间的夹角
ψ
23
过主动轮锁止弧中心点E的向径 与首齿中线间的夹角
QE
(1)由于 =9.2110
（2）
24
过主动轮锁止弧起始点S的向径 与末齿中线间的夹角
QS
25
主动轮的运动角
β
β’
(当 )
(当 )=181.5525°
26
动停比和运动系数
κ
τ
=1.1074
(当 ， )=0.5043
外啮合不完全齿轮机构2的主要参数计算
主动轮转一周，从动轮的间歇运动次数
N
1
7
主，从动轮齿顶压力角
αa1
αa2
°
8
从动轮顶圆齿间所对应的中心角
2γ
9
在一次间歇运动中，从动轮转过的角度所包含的齿距数
z2
10
10
在一次间歇运动中，主动轮仅一个齿时，从动轮转过角度所包含的齿距数
K
3
11
从动轮相邻两锁止弧间的齿槽数，即在一次间歇运动中，主动轮转过的齿数
2γ
9
在一次间歇运动中，从动轮转过的角度所包含的齿距数
z2
25
10
在一次间歇运动中，主动轮仅一个齿时，从动轮转过角度所包含的齿距数
K
3
11
从动轮相邻两锁止弧间的齿槽数，即在一次间歇运动中，主动轮转过的齿数
z1
12
在一尺间歇运动中，从动轮的转角
δ
δ’
13
主动轮末齿齿顶高系数
ham*
=13.5456°
=23.3221
αas
αam
16
首齿重合度
ε
17
锁止弧半径
R
°
18
主动轮齿顶圆半径
ra1
19
主动轮首齿齿顶圆半径
ras1
20
主动轮末齿齿顶圆半径
ram1
21
从动轮齿顶圆半径
ra2
=39
22
主动轮首末两齿中心线间的夹角
ψ
23
过主动轮锁止弧中心点E的向径 与首齿中线间的夹角
QE
(2)
（2）
24
过主动轮锁止弧起始点S的向径 与末齿中线间的夹角
z1
12
在一尺间歇运动中，从动轮的转角
δ
δ’
13
主动轮末齿齿顶高系数
ham*
14
主动轮首齿齿顶高系数
has*
has*< ham*=0.3500
15
主动轮首齿和末齿的齿顶压力角
αas
αam
16
首齿重合度
ε
17
锁止弧半径
R
=36.5926
18
主动轮齿顶圆半径
ra1
19
主动轮首齿齿顶圆半径
ras1
20
主动轮末齿齿顶圆半径
ram1
21
从动轮齿顶圆半径
ra2
22
主动轮首末两齿中心线间的夹角
ψ
23
过主动轮锁止弧中心点E的向径 与首齿中线间的夹角
QE
(3)
(4)
16.7133°
（2）
=1.4933
24
过主动轮锁止弧起始点S的向径 与末齿中线间的夹角
QS
25
主动轮的运动角
β
β’
(当 )
(当 )
26
动停比和运动系数
κ
τ
(当 ， )
序号
参数
符号
计算式及结果
1
假想齿数
z1’
z2’
z1’=50
z2’=50
2
模数
m
m=1.5
3
压力角
α
α=20°
4
主，从动轮齿顶高系数
ha1*
ha2*
ha1*=1
ha2*=1
5
中心距
a
6
主动轮转一周，从动轮的间歇运动次数
N
1
7
主，从动轮齿顶压力角
αa1αa28Fra bibliotek从动轮顶圆齿间所对应的中心角
2γ
9
在一次间歇运动中，从动轮转过的角度所包含的齿距数
QS
°
25
主动轮的运动角
β
β’
(当 )
(当 )
26
动停比和运动系数
κ
τ
(当 ， )
外啮合不完全齿轮机构3的主要参数计算
序号
参数
符号
计算式及结果
1
假想齿数
z1’
z2’
z1’=50
z2’=50
2
模数
m
m=1.5
3
压力角
α
α=20°
4
主，从动轮齿顶高系数
ha1*
ha2*
ha1*=1
ha2*=1
5
中心距
a
6
z2
30
10
在一次间歇运动中，主动轮仅一个齿时，从动轮转过角度所包含的齿距数
K
3
11
从动轮相邻两锁止弧间的齿槽数，即在一次间歇运动中，主动轮转过的齿数
z1
12
在一尺间歇运动中，从动轮的转角
δ
δ’
13
主动轮末齿齿顶高系数
ham*
14
主动轮首齿齿顶高系数
has*
has*< ham*=0.3500
15
主动轮首齿和末齿的齿顶压力角
外啮合不完全齿轮机构1的主要参数计算
序号
参数
符号
计算式及结果
1
假想齿数
z1’
z2’
z1’=50
z2’=50
2
模数
m
m=1.5
3
压力角
α
α=20°
4
主，从动轮齿顶高系数
ha1*
ha2*
ha1*=1
ha2*=1
5
中心距
a
6
主动轮转一周，从动轮的间歇运动次数
N
1
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主，从动轮齿顶压力角
αa1
αa2
8
从动轮顶圆齿间所对应的中心角