第12章 常见间歇机构
机械原理 其他常见机构
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
4种常见的间歇运动机构
4种常见的间歇运动机构4种常见的间歇运动机构凸轮分割器棘轮机构槽轮机构凸轮式间歇运动机构不完全齿轮机构在各类机械中，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。
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。
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。
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。
机械原理第12章其他机构
其他常用机构
超越离合
α
3.棘轮的动程和动、停时间比的调整
图示棘轮机构，摇杆1作
等速往复摆动，棘轮动、
停时间比为1，此时棘轮
转过3个齿(情况1)
如何改变棘轮的动程
和动、停时间比？
实际应用中棘轮机构必须与其他机构联用，以
L
拨盘槽轮
内啮合球面槽轮
2、按槽数分：
3、
4、6、8
3、按销数分：单销、多销
4、特殊形式的槽轮机构
多销多槽槽轮机构单销4槽槽轮机构
三、应用
转速不高和要求间歇转动的机械当中，如自动机械、轻工机械或仪器仪表等。
电影放映机
分别对时间求一阶导数、和二阶导数，得：
k α= α2 / ω21
z=4
§12-3 不完全齿轮机构
二、类型
外啮合式内啮合式齿轮齿条三、工作特点
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：有刚性冲击，一般只用于低速、轻载场合。
快速连接装置
螺旋机构的结构简单，制造方便，在仪器仪
三、滚珠螺旋
螺杆1和螺母2之间增加滚动
体3（一般均为滚珠）。
这样
使螺杆和螺母不直接接触，
而且将原来接触表面间的滑
动摩擦变为滚动摩擦。
为滚珠连续不断滚动，滚
道分成工作滚道和返回滚
道两部分，且连接成一个
闭合循环回路。
摩擦小、传动效率高、起动力矩小、传动灵活、平稳、寿命长应用于机床、航空航天、汽车等领域
（万向联轴节）
轴3角速度变化的范围为：
(1)
（单万向联轴节成对使用）
§12-6 凸轮式间歇机构。
间歇机构获奖课件
？ 8
这些棘轮机构有什么不同
二、棘轮机构旳类型
按工作原理分为：
齿啮合式棘轮机构 摩擦式棘轮机构
1、单向式棘轮机构 特点： 摇杆往复摆动一次时，
棘轮单向转动一次。
2、双向式棘轮机构
假如需要棘轮作双向旳间歇运动，能够把棘轮旳 轮齿做成矩形，棘爪做成可翻转旳构造，并可绕其本 身轴线翻转。
翻转变向棘轮机构
• ⑴牛头刨床旳横向进给机构 • ⑵自行车后轴旳齿式棘轮超越机构 • ⑶防逆转棘轮机构
棘轮机 构
一、棘轮机构旳构成及工作原理
1、构成
如图所示，棘轮机构主要由
棘轮、棘爪、摇杆、止动爪和机
架构成。弹簧用来使止动爪和
棘轮保持接触。一样也可在摇
杆与棘爪之间设置弹簧，以维
持棘爪与棘轮旳接触。棘轮固
装在机构旳传动轴上，而摇杆
如图所示为不完全齿轮齿条机构，当主动 轮 连续转动时,从动轮作时动时停旳往复移动。
不完全齿轮机构 1
如图机构,当齿条做往复运动时,带动不完全 齿轮摆动,从而将工件夹紧.
二、特点和应用
特点:
1) 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； 2) 制造加工工艺复杂; 3) 从动轮在运动开始，终了时冲击较大.
9-3 间歇运动机构
在许多机构中，常要求主动件作连续运动，从动件作 周期性旳运动或停止，此类机构称为间歇机构，也称为 步进机构。它在多种自动化机械中得到广泛应用,用来 满足送进、制动、转位、分度、超越等工作要求。
常用旳间歇机构能够分为两类：
1）主动件往复摆动，从动件间歇运动，如棘轮机构。 2）主动件连续运动，从动件间歇运动，如槽轮机构、
多用于低速、轻载时间歇运动旳控制
第十二章、十四章习题06(参考答案)
第十二章其他常用机构一、选择题：1、用单万向节传递两相交轴之间的运动时，其传动比为变化值；若用双万向节时，其传动比C。
(A) 是变化值；(B) 一定是定值；(C) 在一定条件下才是定值2、在单向间歇运动机构中， A 的间歇回转角在较大的范围内可以调节。
（A）槽轮机构(B) 棘轮机构（C）不完全齿轮机构(D) 蜗杆凸轮式间歇运动机构3、在单向间歇运动机构中， C 可以获得不同转向的间歇运动。
（A）不完全齿轮机构(B) 圆柱凸轮间歇运动机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构4、家用自行车中的“飞轮”是一种超越离合器，是一种 C 。
（A）凸轮机构(B) 擒纵轮机构（C）棘轮机构(D) 槽轮机构二、填空题：1、棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪组成，可实现运动，适用于低速轻载的场合。
其棘轮转角大小的调节方法是：改变主动摇杆摆角的大小、加装一棘轮罩以遮盖部分棘齿。
2、槽轮机构是由主动拨盘、从动槽轮、机架组成，优点是：结构简单、外形尺寸小、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位，缺点是：存在柔性冲击，适用于速度不太高的场合。
3、擒纵轮机构由擒纵轮、擒纵叉、游丝摆轮及机架组成。
4、擒纵轮机构优点是结构简单，便于制造，价格低廉，缺点是振动周期不很稳定，故主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。
5、凸轮式间歇运动机构由主动轮和从动盘组成，主动凸轮作连续转动，通过其凸轮廓线推动从动盘作预期的间歇分度运动。
优点是：动载荷小，无刚性和柔性冲击，适合高速运转，无需定位装置，定位精度高，结构紧凑，缺点是：加工成本高，装配与调整的要求严格。
6、不完全齿轮机构由一个或一部分齿的主动轮与按动停时间要求而作出的从动轮相啮合，使从动轮作间歇回转运动。
工作特点是：结构简单，制造容易，工作可靠，动停时间比可在较大范围内变化，但在从动轮的运动始末有刚性冲击，适合于低速、轻载的场合。
7、螺旋机构是由螺杆、螺母和机架组成，通常它是将旋转运动转换为直线运动。
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,
第12章-间歇运动机构
第12章间歇运动机构本章要点●了解棘轮机构的工作原理、特点和应用，棘轮机构的主要参数及几何尺寸计算●了解槽轮机构的工作原理、特点和应用●掌握槽轮机构的主要参数及几何尺寸计算12.1棘轮机构12.1.1棘轮机构的工作原理、特点和应用典型的棘轮机构由棘爪1、棘轮2、摇杆3、机架4等组成（图12-1）。
摇杆及铰接于其上的棘爪为主动件，棘轮为从动件。
图12-2所示为外啮合曲柄摇杆式棘轮机构。
当主动曲柄连续转动时，摇杆3往复摆动。
当摇杆逆时针摆动时，棘爪2嵌入棘轮1的齿槽内，推动棘轮沿逆时针方向转过一个角度；当摇杆顺时针摆动时，棘爪2在棘轮齿背上滑过，棘轮静止不动。
在机架上安装止动棘爪4可防止棘轮逆转。
工作棘爪和止动棘爪均利用弹簧5使其与棘轮保持可靠接触。
这样，当曲柄连续回转时，棘轮作单向的间歇运动。
图12-1 棘轮机构的组成图12-2 外啮合式棘轮机构如果要求摇杆往复运动时都能使棘轮向同一方向转动，则可采用图12-3所示的双动式棘轮机构。
驱动棘爪可制成钩头（图12-3a）或直头（图12-3b）。
如果要求棘轮作双向间歇运动时，可采用具有矩形齿的棘轮以及与之相适应的双向棘爪。
如图11-4所示为矩形齿双向棘轮机构。
图12-4a)的驱动棘爪在实线位置时，棘轮作逆时针间歇转动；将驱动棘爪绕A点翻转成虚线位置时，棘轮作顺时针间歇转动。
如图12-4b）所示为回转棘爪双向棘轮机构，当棘爪1按图示位置放置时，棘轮2作逆时针间歇转动。
若将棘爪提起，并绕本身轴线转动180°后再插入棘轮齿槽时，棘轮作顺时针方向间歇转动。
若将棘爪提起绕本身轴线转动90°，棘爪将被架在壳体的平面上，使轮与爪脱开，当棘爪往复摆动时，棘轮静止不动。
１７５/ 6a) b) a) b)图12-3 双动式驱动棘爪图12-4 矩形齿双向棘轮机构除外啮合棘轮机构外，还有内啮合棘轮机构（如图12-5）和棘条机构等。
棘轮机构结构简单，但不能传递大的动力，而且传动平稳性较差，不适宜于高速传动。
间歇机构2
1 1 1 τ= − < 2 Z 2
讨论： 讨论： 1、τ >0，∴Z≥3：τ =0，槽轮始终不动。 >0， Z≥3： =0，槽轮始终不动。 结论：槽轮的运动时间总小于静止时间。 1 ，须在构件1上安装多个圆销。 要使 ，须在构件1
τ>
2
设K为均匀分布的圆销数，则有：
K ( Z − 2) τ= 2Z
2.槽轮机构的类型、特点及应用 2.槽轮机构的类型、 槽轮机构的类型
平面槽轮机构 槽轮机构 空间槽轮机构 槽轮机构 单销槽轮机构 多销槽轮机构 外啮合槽轮机构：拨盘与槽轮的转向相反； 外啮合槽轮机构：拨盘与槽轮的转向相反； 内啮合槽轮机构：拨盘与槽轮的转向相同； 内啮合槽轮机构：拨盘与槽轮的转向相同； 外啮合槽轮机构 内啮合槽轮机构
1、工作原理
三、 不完全齿轮机构
2、特点和应用
从动轮每转一周的停歇时间、 从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次 转动的角度变化范围都较大，设计较灵活； 转动的角度变化范围都较大，设计较灵活；但加 工工艺复杂，运动开始，终了时冲击较大； 工工艺复杂，运动开始，终了时冲击较大； 一般用于低速、轻载场合。 一般用于低速、轻载场合。
三、 不完全齿轮机构
由普通齿轮机构演化而来； 由普通齿轮机构演化而来； 轮齿不布满整个圆周. 轮齿不布满整个圆周. 主动轮转一周， 主动轮转一周，从动轮转 1/n周 从动轮停歇时， 1/n周。从动轮停歇时，主 动轮上的锁住弧与从动轮上 的锁住弧互相配合锁住， 的锁住弧互相配合锁住，以 保证从动轮停歇在预定位置 图13-19 不完全齿轮机构 13上。
1
2
3
(二)棘轮机构的特点及应用 齿式棘轮机构的特点应用
特点：有齿的棘轮机构结构简单、制造方便，运 特点：有齿的棘轮机构结构简单、制造方便，运 动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但转动时 易产生冲击或噪声，轮齿易摩损； 适用于：低速、轻载和转角要求不大的场合。 适用于：低速、轻载和转角要求不大的场合。
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棘轮机构
（二）基本类型和应用
1．棘轮机构的类型
齿啮式棘 轮机构
外啮合 内啮合 双动式 可变向
特点 结构简单，制造容易， 运动可靠。棘轮的转角在很大 范围内可调。有较大的冲击和 噪声、运动精度不高，常用于 低速场合，及超越离合器、防 逆转器中。
实训步骤:(见教材)
知识梳理与总结 1、本章主要介绍了常用棘轮机构、槽轮机构的工作原
理、类型、特点和应用，并简要介绍了凸轮式间歇机构、不 完全齿轮机构。
2、间歇运动机构在自动化机械中得到广泛应用，通过本 章的学习应能够根据工作要求较正确地选用。
3、通过分析牛头刨床中间歇机构的组成及作用实训，进 一步理解间歇机构的组成及作用。
12.3 凸轮式间歇机构 凸轮式间歇运动机构
圆柱凸轮式间歇运动机构
蜗杆凸轮式间歇运动机构
优点：结构简单、运转可靠、传动平稳、无噪声，适用于 高速、中载和高精度分度的场合。
缺点：凸轮加工比较复杂，装配与调整要求也较高。
不完全齿轮机构
12.4 不完全齿轮机构
优点：结构简单、制造方便，从动轮的运动时间和静止 时间的比例不受机构结构的限制。
当拨盘1上的圆柱销离开径向槽时，下一个锁止弧面又被卡 住，槽轮2又静止不动。由此将主动件的连续转动转换为从动槽 轮的间歇运动。
槽轮机构
二、 槽轮机构的类型、特点及应用
优点 结构简单、工作可靠、效率高，比较平稳。
缺点 圆柱销突然进入与脱离径向槽，传动存在柔性冲击， 不适合高速场合，转角不可调节，只能用在定角场合。
摩擦式棘 轮机构
外摩擦 内摩擦 滚柱式
特点 靠摩擦力传动，棘轮转 角可作无级调节，传动平稳无 噪声。适合于低速轻载对传动 精度要求不高的场合。
棘轮机构
二、棘轮机构的运动设计及几何尺寸计算
（一）齿面倾角φ和棘爪轴线的确定 齿面倾角φ、摩擦角ρ
棘爪能顺利滑向齿根的条件为
φ≥ρ
(二）主要参数和棘轮转角的调节 (1)调节摇杆摆角的大小
(2) 用遮板调节棘轮转角
12.2 槽轮机构
一、 槽轮机构的工作原理
当拨盘1上的圆柱销A没有 进入槽轮的径向槽时，槽轮2 的内凹锁止弧面被拨盘上的外 凸锁止弧面卡住，槽轮静止不 动。当圆柱销A进入槽轮的径 向槽时，锁止弧面被松开，则 圆柱销A驱动槽轮转动。
实例 电影放映机，蜂窝煤压制
三、 外槽轮机构的运动参数选择及几何尺寸计算
（一）槽数 z 和拨销数 k 的选择
运动系数 在一个运动循环内，
槽轮的运动时间 tm与拨盘的运动时间 t 之比称为运动系数，用τ 表示。
tm
21
π
2π z
1
1
t 2π 2 2 z
槽轮机构
运动系数 tm 1 1
t 2z 1．τ 必须大于零，故z ≥3。
第12章 常见间歇机构
12.1 棘轮机构 12.2 槽轮机构 12.3 凸轮式间歇机构 12.4 不完全齿轮机构 实训12 分析牛头刨床中间歇机构的组成及作用 知识梳理与总结
12.1 棘轮机构
主动件连续运动→从动件周期性的间歇运动。 一、 棘轮机构的工作原理、基本类型和应用 （一）工作原理 机构主要由棘轮1、主动摇 杆4、驱动棘爪2、制动爪5和 机架组成。弹簧使制动爪和棘 轮保持接触。
图12-14牛头刨床传动系统机构简图 电动机 2—带传动机构 3—齿轮变速机构 4、5、9、22—齿轮 6、8—滑块 7—机架 10、19、20—丝杠 11—连杆 12—摇杆 13—棘轮 14—棘爪 15—工作台 16、18、23—锥齿轮 17—刀架 21—导杆
2．单销槽轮机构的运动系数τ总小于0.5，即槽轮的运动时
间总小于其静止的时间。 3．若要τ 大于0.5，可安装多个圆柱
销。设拨盘1上均匀分布k个圆柱销，则
ktm k 1 1
t 2 z 显然 0 k 1 1 1
2 z
z3 k 1~5
（二）外槽轮机构几何尺寸计算
4，5 1~3
6，7，8 ＞9 1~2 少用
缺点：从动轮在转动开始及终止时速度又突变，冲击较 大一般仅用于低速、轻载场合。
实训12 分析牛头刨床中间歇机构的组成及作用
实训目的 了解间歇机构的组成及作用
实训要求 分析教材图12-14所示牛头刨床传动系统机构简图，
通过分析指出刨床中所应用间歇机构的组成、作用及运动传 递路线，完成实训报告表中相应内容的填写。