4种常见的间歇运动机构
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。
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。
4-4 间歇运动机构(正)
一、 棘轮机构
1、棘轮机构的组成及其工作原理 、棘轮机构的组成及其工作原理 组成： 主要有摇杆、 棘爪、 棘轮、 制动爪、 组成 ： 主要有摇杆 、 棘爪 、 棘轮 、 制动爪 、 弹簧和
机架组成。弹簧使制动爪和棘轮保持接触。 机架组成。弹簧使制动爪和棘轮保持接触。
工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 工作过程：摇杆逆时针摆动----棘爪插入齿槽 棘爪插入齿槽---棘轮转过角 工作过程：摇杆逆时针摆动 棘爪插入齿槽 棘轮转过角
摩擦式棘轮机构 摩擦式棘轮机构 采用没有棘齿的棘轮， 采用没有棘齿的棘轮， 棘爪为扇形的偏心轮， 棘爪为扇形的偏心轮， 依靠棘爪l与棘轮2 依靠棘爪l与棘轮2之 间的摩擦力来传递运 棘爪3 动，棘爪3为制动棘 爪。 这种机构可以实现棘轮转角的无级调节， 这种机构可以实现棘轮转角的无级调节，在传 动的过程中，很少发生噪音，传递运动较平稳。 动的过程中，很少发生噪音，传递运动较平稳。但 由于靠摩擦楔紧传动，在其接触表面之间容易发生 由于靠摩擦楔紧传动， 滑动现象，因而运动的可靠性和准确性较差， 滑动现象，因而运动的可靠性和准确性较差，不宜 用于运动精度要求高的场合。 用于运动精度要求高的场合。
应用： 应用：
电影放映机中的槽轮机构
知识拓展
其它间歇运动机构
不完全齿轮机构
不完全齿轮机构
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
优点：结构简单、制造方便， 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 缺点：从动轮在转动开始及终止时速度又突变， 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。 冲击较大一般仅用于低速、轻载场合。
间歇机构的常见类型
间歇机构的常见类型
间歇机构是指在机器或设备中，用于实现一定运动规律的机构。
它利用了时间间隔的特性，使机器或设备在工作时能够实现一定的运动规律和运动方式。
下面我们来了解一下间歇机构的常见类型。
1. 凸轮机构
凸轮机构是一种通过凸轮的形状和运动来实现运动规律的机构。
它由凸轮、从动件和固定件组成，通过凸轮的运动，带动从动件以一定的规律运动。
2. 齿轮机构
齿轮机构是一种常见的间歇机构，它利用齿轮的运动来实现一定的运动规律。
齿轮机构包括齿轮、从动件、固定件等组成，通过齿轮的运动带动从动件以一定的规律运动。
3. 连杆机构
连杆机构是一种通过连杆的长度和角度变化来实现一定的运动
规律的机构。
它由连杆、从动件和固定件组成，通过连杆的长度和角度变化，带动从动件以一定的规律运动。
4. 摆杆机构
摆杆机构是一种通过摆杆的运动来实现一定的运动规律的机构。
它由摆杆、从动件和固定件组成，通过摆杆的运动，带动从动件以一定的规律运动。
5. 曲柄机构
曲柄机构是一种通过曲柄的旋转来实现一定的运动规律的机构。
它由曲柄、连杆、从动件和固定件组成，通过曲柄的旋转，带动连杆以一定的规律运动，从而带动从动件以一定的规律运动。
以上就是间歇机构的常见类型，它们广泛应用于各种机器和设备中，是机械设计工程师必须了解和掌握的知识。
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,
间隙运动机构
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3.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
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4.棘轮机构的特点
优点：棘轮机构结构简单，制造方便，运动可靠，容易实现
小角度的间歇转动，转角大小调节方便，可实现送进、 制动 及超越等功能, 故广泛应用于各种自动机械和仪表中。
止时加速度变化大、有冲击，随着转速的增加或槽轮槽数的 减少而加剧，因而不适用于高速 。
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槽轮机构的应用
六角车床的刀架转位机构
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多工位间歇转动工作台
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槽轮机构在电影放映机中的应用
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不完全齿轮机构
外啮合不完全齿轮机构
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自行车后轮中的超越离合器
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槽轮机构
典型的槽轮机构由具有圆柱销的主动销轮1、具有直槽的从 动槽轮2及机架组成。其工作过程为：主动销轮1逆时针作等速连续转动，
当圆销A未进入径向槽时，槽轮因其内凹的锁止弧β被销轮外凸的锁止弧α 锁住而静止；当圆销A开始进入径向槽时， α弧和β弧脱开，槽轮2在圆销A 的驱动下顺时针转动；当圆销A开始脱离径向槽时，槽轮因另一锁止弧又被
缺点：棘齿进入啮合和退出啮合的瞬间会发生刚性冲击，故
传动的平稳性较差。以及在摇杆回程时，棘爪在棘轮齿背上 滑行时会产生噪声和磨损。因此因此不宜用在具有很大质量 的轴上。
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5.棘轮机构的应用
牛头刨床工作台间歇进给机构
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常用间歇运动机构
二、组合机构旳常见组合方式
◆并联式组合 输入
子机构Ⅰ
子机构Ⅱ
子 机 输出 构 Ⅲ
并联式组合是指机构 组合系统中，几种子 机构共用同一种输入 构件，而它们旳输出 运动又同步输入给一 种多自由度旳子机构， 从而形成自由度为1 旳机构系统。
二、组合机构旳常见组合方式
◆ 反馈式联式组合
输入
反馈式联式组合是指 机构组合系统
中，多自由度子机构旳一种输入运动 是经过单自由度子机构从多自由度子 机构旳输出构件回授旳，从而形成自 由度为1旳机构系统。
输出 子机构Ⅰ
子机构Ⅱ
二、组合机构旳常见组合方式
◆复合式组合 输入
子机构Ⅰ
输出 子机构Ⅱ
复合式组合是指机构组合系统中，由一种或几种串联旳基 本机构去封闭一种具有两个或多种自由度旳基本机构旳组 合方式称为复合式组合。
1. 构成 螺杆、螺母、机架
2. 机构特点
构造简朴、制造以便、运 动精确、能取得较大旳降速比 和力旳增益，工作平稳，无噪 音，合理选择螺纹导程角可具 有自锁性，但效率低，要反转 则需要反向装置。
3. 应用
常用在起重机、压力机及功率不大旳进给系统和微调装置中。
二、螺旋机构类型
1. 滚动螺旋机构：滚动丝杠 2. 滑动螺旋机构
二、槽论机构旳类型
◆外槽轮机构 ◆内槽轮机构
主、从动轮转向相反
主、从动轮转向相反， 且具有传动较平稳、 停歇时间短、所占空 间小等特点。
二、槽论机构旳类型（续）
不等臂长多销槽轮机构
特点：径向槽径向 尺寸不同，拨盘上 销分布不均匀。槽 轮转一周，能够实 现动停时间均不相 同旳运动要求。
二、槽轮机构旳类型（续）
◆组合机构旳附加机构：指组合机构中自由度为1旳基本 机构。
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。
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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
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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
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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。
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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。
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§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
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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
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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。
需要注意的是为了使槽轮在开始转动和停止转动时运动平稳、避免冲击，圆销在进槽和出槽的瞬时，其线速度方向均应沿径向槽的中心线方向，以使槽轮在起动和停止的瞬时角速度为零。
槽轮机构的特点是结构简单、易加工，效率高，能准确控制转角，运动较平稳。
因此在各种自动半自动机械、轻工机械中得到广泛的应用
三、凸轮式间歇运动机构滚子齿形凸轮式间歇运动机构，工程上又称为凸轮分度机构，常见有圆柱分度凸轮机构和弧面分度凸轮机构等。
圆柱分度凸轮机构，如图5所示。
该机构由圆柱凸
轮１、转盘２及机架组成。
转盘上均匀分布着若干个滚
子３，滚子轴线与转盘轴线相平行，凸轮轴线与转盘轴
线垂直交错。
当凸轮匀速转动时，转盘作单向间歇运动，
转盘的运动完全取决于凸轮轮廓曲线的形状，凸轮轮廓
线由分度段和停歇段组成。
当凸轮回转时，其分度段轮
廓推动滚子使转盘分度转位；当凸轮转到停歇段轮廓
时，转盘上两相邻滚子跨夹在凸轮的圆环面突脊上使转
盘停歇。
设计时通常取凸轮槽数为１，转盘滚子数为
６～１２，滚子做成上大下小圆锥体，以改善磨损情况。
图5圆柱分度凸轮机构
弧面分度凸轮机构，如图6所示。
主动件凸轮１上
有一条突脊犹如蜗杆，从动件转盘２的圆柱面上均布着
若干滚子，滚子轴线沿转盘径线方向。
凸轮与转盘两轴
线垂直交错。
该机构工作原理与圆柱分度凸轮机构完全
相同，凸轮连续回转带动转盘作单向间歇性运动。
设计
时通常取凸轮蜗杆头数为１，径向滚子数６～１２。
上述两种凸轮式间歇运动机构的共同点是定位可
靠，转盘可实现任意运动规律，可以通过合理选择转盘
的运动规律，使得机构传动平稳，适应中、高速运转。
弧面分度凸轮机构与圆柱分度凸轮机构相比，更能适应
高速重载，并且可以通过预载消除啮合间隙，传动精度图6 弧面分度凸轮机构
很高，是目前工作性能最好的一种间歇转位机构。
但缺
点是凸轮加工较困难且制造成本高。
在电机矽钢片的冲槽机、拉链嵌齿机、火柴包装机等机械装置中，都应用了凸轮间歇运动机构来实现高速分度运动。
四、不完全齿轮机构不完全齿轮机构也是最常用的一种间歇运动机构（图7）。
它是由普通齿轮机构演化而来，主动轮１为一不完整的齿轮，其上只作出一个或一部分正常齿，而从动轮２则是由正常齿和带有内凹锁止弧的厚齿彼此相间地组成的特殊齿轮。
当主动轮上的齿与从动轮上的正常齿啮合时，从动轮转动；当主动轮的无齿圆弧部分（凸锁止弧）与从动轮上的内凹锁止弧接合时，相互配合锁止，从动轮停歇在预定位置上。
所以当主动轮作连续转动时，从动轮获得时转时停的间歇运动。
外啮合不完全齿轮机构（图7-a）的主、
从动轮转向相反；内啮合不完全齿轮机构（图7-b）的主、从动轮转向相同。
图8为不完全齿条机构。
图7 不完全齿轮机构图8 不完全齿条机构
不完全齿轮机构与其他间歇运动机构相比，它的结构简单，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。
当主动轮匀速转动时，从动轮在其运动期间作匀速转动。
但是当从动轮由停歇到突然转动，或由转动到突然停止时，都会产生刚性冲击。
因此它不宜用于转速很高的场合。
因从动轮在一周转动中可作多次停歇，所以常用于多工位、多工序的自动机械或生产线上，实现工作台的间歇转位和进给运动。
各类间歇运动机构具有不同的性能。
这就要求我们在设计时应根据具体的工作要求和应用场合，合理选用间歇运动机构。
关于各种间歇运动机构的详细设计，可参阅有关设计手册。
参考文献
1 刘政昆编著的《间歇运动机构》（大连：大连理工大学出版社，1991）
2 阅孟宪源、姜琪编著的《机构构型与应用》（北京：机械工业出版社，2004）。