机械基础-第6章 间歇运动机构
第六章 常用机构
§6-1构件、运动副与平面机构
三、平面机构运动简图
只应用一些简单的苻号按一定的比例确定运动副 和构件的相对位置，表示机构各构件间的运动关系的图 形称平面机构运动简图。
§6-2
组成： 4—机架 →固定不动
平面连杆机构
其它四杆机构由它演变而得。
一、基本型式－铰链四杆机构
→定轴转动 1,3—连架杆
作整周转动—曲柄
D
∴此机构属于双摇杆机构 其中AD、BC均为摇杆
§6-2
平面连杆机构
3、 图中各杆件长为： AB=800mm,BC=1300m m,CD=1000mm,AD =1200mm,取各杆件为机 架，可得何种机构？ 解：800+1300 1200+1000，满足杆长条件 取AB为机架，为双曲柄机构； 取BC为机架，为曲柄摇杆机构； 取CD为机架，为双摇杆机构； 取AD为机架，为曲柄摇杆机构。
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
三、凸轮机构的 运动分析
1、从动件的运动曲 线 从动件的位 移曲线与盘形凸 轮运动轮廓成一 一对应关系。如 图6－40所示。 2、盘形凸轮 几个参数― 基圆半径，远、 近休止角，回程 角。
§6-3 凸轮机构
3、从动件的基本运动规律
常用有等速运动规律， 如图6－41所示；等加等减 速运动规律，如图6－42所 示。主要研究各种运动规律 的加速度大小，因为加速度 与从动件的质量乘积是冲击 力，在从动件的质量一定的 条件下，加速度越大，冲击 力也越大。 （1）等速运动规律
课堂练习
§6-2
平面连杆机构
1. 试判别下面两个图分别属于什么类型并说明连 架杆的名称？
B
20
C
∵15+30>20+18 ∴此机构属于双摇杆机构
机械设计基础课后习题答案(第四版)
目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段？各阶段的主要内容是什么？答：机械设计过程通常可分为以下几个阶段：1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下，由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较，从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
1.2常见的失效形式有哪几种？答：断裂，过量变形，表面失效，破坏正常工作条件引起的失效等几种。
1.3什么叫工作能力？计算准则是如何得出的？答：工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
1.4标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为哪几类？各有何特点？答：摩擦副可分为四类：干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜，摩擦系数及摩擦阻力最大，磨损最严重，在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
机械设计基础.第六章_间歇运动机构
21 2 2
2
运动关系(运动特性系数τ )：
tm 21 z 2 t 2 2z
讨论：τ >0，z≥3
21 z 2 2 2z
(2)销数 K
在0~0.5 之间，运动时间小于 静止时间。
K ( z 2) 2z
讨论：τ <1 常用K=1
§6-1 棘轮机构
组成：棘轮机构主要由
棘轮2、驱动棘爪3、摇杆1、 止动爪5和机架等组成 。
工作原理： 原动件1逆时针摆动时，棘轮逆时针转动 原动机1顺时针摆动时，棘轮不动
类型1：运动形式来分
单动式棘轮机构（转动、移动） 齿式棘轮机构 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构
棘条机构（移动） 钩头双动式棘轮机构
运动；
加工复杂；
刚性冲击，不适于高速。
应用于计数器、电影放映机和某些具 有特殊运动要求的专业机械中。
§ 6-4 凸轮式间歇机构（不讲）
图6-11 圆柱形凸轮间歇运动机构
此机构实质上为一个摆 杆长度为R2、只有推程 和远休止角的摆动从动 件圆柱凸轮机构。
蜗杆凸轮分度机构
凸轮如蜗杆，滚子如涡 轮的齿。
作业：
6-2、6-3
2z K 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。一般取 z = 4～8。
几何尺寸计算，学会参考机械设计手册
§6-3. 不完全齿轮机构
不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演化而成。如图 所示，主动轮1为只有一个齿或几个齿的不完全齿轮， 从动轮2由正常齿和带锁止弧的厚齿彼此相间组成。
（2）制动机构
在卷扬机中通过棘轮机构实现制动功能，防止
链条断裂时卷筒逆转。
《机械设计基础》课程教案主题06 间歇运动机构
主题6 间歇运动机构一、教学目标间歇运动机构是实现间歇运动的机构。
本章扼要把阐述了棘轮机构、槽轮机构的工作原理和运动特点，并对不完全齿轮机构作简单地介绍。
二、课时分配本章绪论共 4 个单元，本章安排 5个学时。
其中理论学时 4 个学时，实践学时 1 个学时。
三、教学重点棘轮机构、槽轮机构的组成、工作原理、运动特点和适用场合四、教学难点棘轮机构、槽轮机构的运动特点和适用场合五、教学内容单元1棘轮机构的组成与工作原理1、棘轮机构的工作原理棘轮机构主要由棘轮、主动棘爪、止回棘爪和机架组成。
棘轮机构的其它类型：（1）、摩擦棘轮（无声棘轮）由于摩擦传动会出现打滑现象，不适于从动件转有要求精确的地方。
（2）、双向棘轮2、棘轮转角的调节（1）、调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角（2）、用遮板调节棘轮转角（3）、棘轮机构的特点与应用单元2槽轮机构的组成与工作原理1、槽轮机构的工作原理组成：具有径向槽的槽轮、具有圆销的构件、机架工作原理：构件1→连续转动；构件2（槽轮）→时而转动，时而静止。
当构件1的圆销A尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。
当构件1的圆销A开始进入槽轮径向槽的位置，锁住弧被松开，圆销驱使槽轮传动。
当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。
4个槽的槽轮机构：构件1转一周，槽轮转41周。
6个槽的槽轮机构：构件1转一周，槽轮转61周。
2、槽轮机构的类型、特点及应用（1）、平面槽轮机构。
（2）、空间槽轮机构（3）、槽轮槽数Z和拨盘圆柱销数k的选择运动系数（τ）：槽轮每次运动的时间tm对主动构件回转一周的时间t之比。
单元3不完全齿轮机构的组成与工作原理不完全齿轮机构是在一对齿轮传动中的主动齿轮上只保留1个或几个轮齿。
不完全齿轮机构是由渐开线齿轮机构演变而成的，同属于间歇运动机构。
不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种，如图所示。
杨可桢《机械设计基础》(第5版)笔记和课后习题(间歇运动机构)
第6章 间歇运动机构6.1 复习笔记主动件连续运动（连续转动或连续往复运动）时，从动件做周期性时动、时停运动的机构成为间歇运动机构。
一、棘轮机构如图6-1所示，机构是由棘轮2、棘爪3、主动摆杆和机架组成的。
运动原理：主动棘爪作往复摆动，从动棘轮作单向间歇转动。
优点：结构简单、制造方便、运动可靠、棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大范围内调节。
缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。
因此棘轮机构适用于速度较低和载荷不大的场合。
棘轮机构按结构形式分：齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构；按啮合方式分：外啮合棘轮机构和内啮合机构；按运动形式分：单动式棘轮机构、双动式棘轮结构和双向式棘轮机构。
图6-1 棘轮机构1．棘爪工作条件在工作行程中，为了使棘爪能顺利进入棘轮的齿底，应满足：90αϕ>︒+-∑其中，α为棘齿的倾斜角，ϕ为摩擦角，∑为棘爪轴心和棘轮轴心与棘轮齿顶点的连线之间的夹角。
为了使传递相同的转矩时棘爪受力最小，一般取90∑=︒，为保证棘轮正常工作，使棘爪啮紧齿根，则有：αϕ>2．棘轮、棘爪的几何尺寸计算选定齿数z 和确定模数m 之后，棘轮和棘爪的主要几何尺寸计算公式如下： 顶圆直径 D m z =；齿高 0.75h m =；齿顶厚 a m =； 齿槽夹角6055θ=︒︒或；棘爪长度 2=L m π。
二、槽轮机构如图6-2中所示，该机构是由带圆销的主动拨盘1、带有径向槽的从动槽轮2以及机架组成的。
其中，拨盘和槽轮上都有锁止弧：槽轮上的凹圆弧、拨盘上的凸圆弧都是起锁定作用。
工作特点：拨盘连续回转，当两锁止弧接触时，槽轮静止；反之槽轮运动，实现了将连续回转变换为间歇转动。
特点：结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高，能平稳地、间歇地进行转位。
因槽轮运动过程中角速度有变化，存在柔性冲击，因此不适合高速运动场合。
图6-2 槽轮机构运动特性系数τ：槽轮每次运动的时间m t 对主动构件回转一周的时间t 之比，有：m 2=2-=t z t zτ 其中，z 为槽数，是槽轮机构的主要参数。
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8．槽轮的锁止圆弧制成凸弧或凹弧都可以。 ） 【答案】×
9．止回棘爪和锁止圆弧的作用是相同的。（ ） 【答案】√
10．槽轮的转角大小是可以调节的。（ ） 【答案】×
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3．单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。（ ） 【答案】√
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4．棘轮机构的主动件是棘轮。（ ） 【答案】×
5．与双向式对称棘爪相配合的棘轮，其齿槽必定是梯形槽。（ ） 【答案】√
6．槽轮机构的主动件是槽轮。（ ） 【答案】×
【答案】3；锁止弧；大于
14．槽轮机构是由______、______、_______组成的。机构的运动系数总小于_______。 【答案】槽轮；带圆销的原动件；机架；0.5
二、判断题 1．能实现间歇运动要求的机构，不一定都是间歇运动机构。（ ） 【答案】√
2．能使从动件得到周期性的时停、时动的机构，都是间歇运动机构。（ ） 【答案】×
11．外啮合槽轮的转向与主动件的转向相反。（ ） 【答案】√
12．摩擦式棘轮机构是无级传动的。（ ） 【答案】√
13．外啮合槽轮机构，槽轮是从动件，而内啮合槽轮机构，槽轮是主动件。（ ） 【答案】×
三、简答题 1．如图 6-2 所示为一摩擦式单向离合器，若以构件 1 为原动件，试问构件 1 在什么转 向下能带动构件 3 同速转动？在什么转向下构件 1 不能带动构件 3 转动？
8．在齿式棘轮机构中，棘轮的模数 m 是______与_______之比。 【答案】顶圆直径 da；齿数 z
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。
机械原理A间歇运动机构
机械原理A间歇运动机构间歇运动机构是一种能将连续运动转换为间歇运动的机构。
在间歇运动机构中，驱动轴连续旋转，但输出轴仅在特定的间歇时间内工作。
一、机械原理A间歇运动机构的构成：1.柱齿轮机构：柱齿轮是实现间歇运动的核心部件。
它由凸轮和摇杆组成。
凸轮由驱动轴上的齿轮驱动，因此凸轮会不断旋转。
摇杆则以其中一种特定的方式固定在凸轮上，并且连接到推锥环机构上的推动杆。
当凸轮旋转时，柱齿轮就会变换角度并在不同的时间间隔内推动推动杆。
2.推锥环机构：推锥环机构位于柱齿轮机构下方，与柱齿轮机构相连。
它由推动杆和推锥环组成。
推动杆由柱齿轮的摇杆通过其中一种机械连接机构推动，而推锥环则通过推动杆的作用来控制输出轴的运动。
推动杆在柱齿轮的作用下来回运动，从而使得推锥环的位置不断变换。
推锥环的位置决定了输出轴的运动状态，当推锥环达到一些特定的位置时，输出轴会开始工作，否则输出轴会处于停止状态。
二、机械原理A间歇运动机构的工作原理：当驱动轴上的凸轮旋转时，柱齿轮会跟随凸轮的动作进行旋转，并改变柱齿轮的角度。
柱齿轮的角度变化会导致推动杆的位置发生变化，进而影响推锥环的位置。
当推锥环的位置达到一些特定位置时，它会开始推动输出轴进行工作。
输出轴的工作时间由推锥环的位置决定，一旦推锥环超过了工作时间，输出轴将停止。
在停止状态下，柱齿轮会继续旋转，直到再次推动推锥环，使输出轴再次开始工作。
三、机械原理A间歇运动机构的应用：机械原理A间歇运动机构广泛应用于各种需要间歇运动的机械设备中。
例如，在包装机械中，间歇运动机构常被用于控制产品的进给、封装和出料等动作；在自动化生产线上，间歇运动机构可以用来实现输送带的进给和停止等控制；在印刷设备中，间歇运动机构可以控制印刷板的进给和停止等操作。
总之，机械原理A间歇运动机构在许多工业领域中发挥着重要的作用。
总结：机械原理A间歇运动机构是一种能将连续运动转换为间歇运动的机构。
它由柱齿轮机构和推锥环机构组成，通过凸轮的旋转和推动杆的作用来控制输出轴的运动。
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棘轮机构的组成、工作原理及类型
2．棘轮机构的类型 按棘轮机构的工作原理可将其分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。 （1）齿式棘轮机构 按运动形式可分为以下三类。 1）单动式棘轮机构。如图6-1 所示，当主动件连续地往复摆动时，棘轮只作单 向的间歇运动。
棘轮机构的组成、工作原理及类型
2）双动式棘轮机构。改变主动件1 的结构形状，可以得到图6-2 所示的双动式棘 轮机构。主动件1 往复摆动时都能使棘轮2 沿同一方向转动。驱动棘爪3 可以制成直 的（图6-2a）或带钩头的（图6-2b）。
棘轮机构的应用
1．间歇送进 图6-5 所示为牛头刨床工作台进给机构，为切削工件，刨刀需作连续往复直线运 动，工作台作间歇移动。
棘轮机构的应用
2．制动 图6-6 所示为杠杆控制的带式 制动器，制动轮与外棘轮固连， 棘爪铰接于制动轮上，制动轮按 逆时针方向自由转动，棘爪在棘 轮齿背上滑动，若该轮向相反方 向转动，则棘轮被制动。 3．超越 棘轮机构除了常用于实现间 歇运动外，还能实现超越运动。 图6-7 所示为自行车后轮轴上的棘 轮机构。
6.2 槽轮机构
槽轮机构的组成、工作原理及类型
1．槽轮机构的组成及工作原理 槽轮机构又称为马尔他机构，如图6-8 所示。槽轮机构由具有径向槽的槽轮1、 带有圆销槽轮机构的类型 常见的槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式，外啮合槽轮机构主动拨盘与从动 槽轮转向相反，内啮合槽轮机构主动拨盘与从动槽轮转向相同。根据外槽轮的运动 情况，槽轮的槽数z 必须大于或等于3，而当z=3 时，槽轮转动时将有较大的振动和 冲击，所以一般取z=4 ～ 8。
棘轮机构的特点
齿式棘轮机构的结构简单，制造方便，运行可靠，输出角度范围大且可调，但其 运动精度低，工作时冲击和噪声较大，所以一般用于速度较低、载荷不大的场合。摩 擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦代替棘轮。 其特点是传动平稳、无噪声，动程可无级调节。但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象， 虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高，所以适用于低速轻载的场合。
棘轮机构的组成、工作原理及类型
3）可变向棘轮机构。图6-3 所示为两种可变向棘轮机构。 如图6-3a 所示，当棘爪直面在左侧，斜面在右侧时，棘轮沿逆时针方向作间歇运 动，若提起棘爪翻转90°后再插入，使直面在右侧，斜面在左侧时，棘轮沿顺时针方 向作间歇运动。这种棘轮机构常用于牛头刨床工作台的进给装置中。
连接
学习目标 ➢ 了解棘轮机构的组成、特点和应用。 ➢ 了解槽轮机构的组成、特点和应用。
6.1 棘轮机构
棘轮机构的组成、工作原理及类型
1．棘轮机构的组成及工作原理 棘轮机构由棘轮、棘爪、摇杆及机架组 成，如图6-1 所示。曲柄摇杆机构将曲柄的 连续转动转换成摇杆的往复摆动；当摇杆4 顺时针摆动时，装在摇杆4 上的主动棘爪2 啮入棘轮1 的齿槽中，从而推动棘轮顺时针 转动；当摇杆逆时针摆动时，主动棘爪2 在 棘轮的齿背上滑过，此时，棘轮1 在止回爪5 的作用下停止不动，扭簧3 的作用是将棘爪2 贴紧在棘轮1 上。
槽轮机构的特点
槽轮机构结构简单、工作可靠，在进入和退出啮合时槽轮的运动要比棘轮的运 动较为平稳。图6-9 所示为电影放映机中的送片机构。为了适应人眼的视觉暂留现象， 要求胶片作间歇移动。
棘轮机构的组成、工作原理及类型
（2）摩擦式棘轮机构 齿式棘轮机构转动时，棘轮的转角都是相邻两齿所夹中心 角的整数倍。为实现棘轮转角的任意性，可采用无棘齿的棘轮机构，如图6-4 所示。 这种机构通过棘爪2 与棘轮3 之间的摩擦力来实现传动，故也称为摩擦式棘轮机构。 此类机构工作时噪声较小，但其接触面间易发生滑动。为增加摩擦力，可将棘轮做成 槽形，如图6-4 所示。