第12章其他常用機構及其設計徐州工程學院第12章其他常用機構及其設計徐州工程學院1其他常用機構及其設計§12—1引言§12—2棘輪機構§12—3槽輪機構§12—4擒縱輪機構§12—5凸輪式間隙運動機構§12—6不完全齒機構§12—7非圓齒輪機構§12—8螺旋機構§12—9萬向鉸鏈機構§12—10組合機構徐州工程學院其他常用機構及其設計§12—1引言徐州工程學院2加工牙膏筒的自動六角車床牙膏灌漿機車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸牙膏筒5切尾3空閑灌漿封口主動件作連續旋轉從動件作間歇轉→停→轉從動件作連續精確的直線移動從動件作連續旋轉，但其軸線不固定間歇運動：§12—1引言徐州工程學院加工牙膏筒的自動六角車床牙膏灌漿機車螺紋41裝牙膏筒2車帽口3車床的走刀運動螺旋機構螺旋機構將絲杠的等速回轉變換成為刀架溜板的等速直線移動。后輪的驅動軸總是相對于發動機輸出軸上下擺動。徐州工程學院車床的走刀運動螺旋機構螺旋機構將絲杠的等速回轉變換后輪的驅動4一、棘輪機構的組成及其工作原理組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。

§12—2棘輪機構工作原理：擺桿往復擺動，棘爪推動棘輪間歇轉動。優點：結構簡單、制造方便、運動可靠、轉角可調。缺點：工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場合。棘輪類型按工作方式有：按輪齒分布有：按轉角是否可調:固定轉角、可調轉角輪齒棘輪、摩擦棘輪

外緣、內緣、端面棘輪機構。單向、雙向運動棘輪機構。二、棘輪機構的類型與應用按棘輪轉向是否可調:按工作原理分有:單動式、雙動式棘輪機構。徐州工程學院一、棘輪機構的組成及其工作原理組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪5雙動棘輪機構徐州工程學院雙動棘輪機構徐州工程學院6AB’B棘輪可雙向運動徐州工程學院AB’B棘輪可雙向運動徐州工程學院7可調轉角的棘輪牛頭刨床進給調整機構通過調整桿長來調擺角023451φ調滑動罩023451φφ徐州工程學院可調轉角的棘輪牛頭刨床進給調整機構023451φ調滑動罩02821摩擦棘輪超越離合器13243132徐州工程學院21摩擦棘輪超越離合器13243132徐州工程學院9運動特點：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉角為步進可調，但運動準確。而摩擦棘輪正好相反。應用：在各類機床中實現進給、轉位、或分度。實例：止動器、牛頭刨床、沖床轉位、超越離合器（單車飛輪）。沖頭沖壓工位卸料工位裝料工位間歇轉動ABCD徐州工程學院運動特點：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉角為步進可調，但運動準確10dao1Ao2Σ=90°LprpnptF三、設計要點要求在工作時，棘爪在Pn和F的作用下，能自動滑入棘輪齒槽。Pnsinα∵F=Pnf

代入得：tgα>f∴

α>φ當f=0.2時，φ＝11°30’

通常取α＝20°αFtFr正壓力－Pn摩擦力－F條件是兩者對O’的力矩要滿足如下條件：Mpn>MF將兩個力分解成切向和徑向分量M=tgφ齒偏角ααFcosα>LL徐州工程學院dao1Ao2Σ=90°LprpnptF三、設計要點要求在工11棘輪幾何尺寸計算公式模數m

1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10

頂圓直徑da

da=mz

齒間距pP=πm

齒高hh=0.75m

齒頂弦長aa=m棘爪工作面長度a1

a1=(0.5~0.7)a

齒偏角αα＝20°棘輪寬bb=(1~4)m棘爪斜高h1

、齒斜高h’

h1=h’

≈h/cosα棘輪齒根圓角半徑rf

rf=1.5mm棘爪尖端圓角半徑r1

r1=2mm

棘爪長度L

一般取

L=2pa1Lp60°~80°hadaαo1o2

齒數z12~25

棘輪參數計算公式或取值h’h1rfr1齒槽角徐州工程學院棘輪幾何尺寸計算公式模數m 1、1.5、2、2.5、3、12ω1ω2§12—3槽輪機構（馬爾它機構）一、槽輪機構的組成及其工作特點作用：將連續回轉變換為間歇轉動。組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止弧：槽輪上的凹圓弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。特點：結構簡單、制造容易、工作可靠、機械效率高，能平穩地、間歇地進行轉位。因槽輪運動過程中角速度有變化，不適合高速運動場合。o1工作過程：撥盤連續回轉，當兩鎖止弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運動。o2鎖止弧槽輪撥盤圓銷徐州工程學院ω1ω2§12—3槽輪機構（馬爾它機構）一、槽輪機構的13二、槽輪機構的類型與應用球面槽輪機構應用實例：

電影放映機、自動攝影機、六角車床轉塔。外嚙合槽輪機構內嚙合槽輪機構槽輪機構類型軸線平行軸線相交外嚙合槽輪機構內嚙合槽輪機構ω12φω2球面槽輪機構徐州工程學院二、槽輪機構的類型與應用球面槽輪機構應用實例：電影放映機、14六槽內槽輪撥盤六角車床轉塔圓銷車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸牙膏筒5切尾3空閑徐州工程學院六槽內槽輪撥盤六角車床轉塔圓銷車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸15三、槽輪機構的運動系數及運動特性1.運動系數撥盤等速回轉，在一個運動循環內，總的運動時間為：

t＝2π/ω1定義：

k=td/t

為運動系數，即：

k=td/t為減少沖擊，進入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中心連線成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽輪的運動時間為：=2α1/2π90°90°2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω2徐州工程學院三、槽輪機構的運動系數及運動特性1.運動系數撥盤等速回轉，在16將2α1代入得：

∵k>0可知：當只有一個圓銷時，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽輪機構，則可在撥盤上多裝幾個圓銷，設裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉一圈，槽輪被撥動n次。故運動系數是單圓柱銷的n倍，即:

k=n(1/2-1/z)∵k≤1∴槽輪的槽數z≥3

得：n≤2z/(z-2)k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽數z圓銷數n運動系數k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。<0.5徐州工程學院將2α1代入得：∵k>0可知：當只有一個圓銷時，k=17當z=4及n=2時2、運動特性(1)外嚙合槽輪機構圖示槽輪在運動的任一瞬時，設撥盤位置角用α來表示，槽輪位置角用φ表示。并規定和在圓銷進入區為正，在圓銷離開區為負，變化區間為：－α1≤α≤α1在△ABO1和△ABO2中有如下關系：R－φ2≤φ≤φ2ω1ω2o1

O2ABφαL令λ＝R/L，并代入上式得：α1-α1說明此時槽輪的運動時間和靜止時間相等。k=n(1/2－1/z)=0.5φ2-φ2徐州工程學院當z=4及n=2時2、運動特性(1)外嚙合槽輪機構18分別對時間求一階導數、和二階導數，得：令i21=ω2/ω1(傳動比),kα=α2/ω21

得：

將上述i21、kα隨α的變化繪制成曲線，稱為槽輪機構的運動特性曲線。dα/dt=ω1,dω1/dt=0徐州工程學院分別對時間求一階導數、和二階導數，得：令i21=ω2/ω119kα=α2/ω21i21槽輪運動的前半段，槽輪的角速度ω2是增加的，角加速度α2>0運動特性曲線z=3z=3z=4z=6z=4z=6分析：槽輪運動的ωmax、amax隨z的增多而減小。圓銷進入或退出徑向槽時，角速度有突變，故存在柔性沖擊。Z愈少，沖擊愈大。α后半段正好相反。徐州工程學院kα=α2/ω21i21槽輪運動的前半段，槽輪的角速度ω220四槽內槽輪的角速度和角加速度變化曲線z=4(2)內嚙合槽輪機構用同樣方法可求得內嚙合槽輪機構的運動曲線如圖所示。分析：圓銷進入或退出徑向槽時，與外槽輪一樣，角速度有突變，且值相等。但隨著轉角增大，角加速度值迅速下降并趨于零；然后負角加速度又逐漸增大到開始時的數值，而不象外槽輪那樣有兩個峰值。可見，內槽輪機構的動力性能比外槽輪機構要好得多。徐州工程學院四槽內槽輪的角速度z=4(2)內嚙合槽輪機構用同樣方法可求得211四、槽輪機構的幾何尺寸計算圓銷半徑r

由受力大小確定r≈R/6中心距L

由安裝空間確定回轉半徑R

R=Lsinφ=Lsin(π/z)槽頂半徑s

s=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深h

h≥s-(L-R-r)撥盤軸徑d1

d1≤2(L-s)槽輪軸徑d2

d2≤2(L-R-r)參數計算公式或依據槽數z

由工作要求確定圓銷數nRsd1d2rhLr0槽頂側壁厚b

b=3~5mm經驗確定b鎖止弧半徑r0

r0=R-r-b徐州工程學院1四、槽輪機構的幾何尺寸計算圓銷半徑r22§12—4擒縱輪機構一、擒縱輪機構的組成及其工作原理組成：擒縱輪、擒縱叉、游絲擺輪。工作原理：擒縱輪受發條力矩的驅動，游絲擺輪系統往復擺動，帶動擒縱叉往復擺動，卡住或釋放擒縱輪，并使它間歇轉動。46121‘33’78546121‘33’78546121‘33’78546121‘33’785徐州工程學院§12—4擒縱輪機構一、擒縱輪機構的組成及其工作原理組成23二、擒縱輪輪機構的類型與應用固有振動系統型擒縱輪輪機構無固有振動系統型擒縱輪輪機構1342124346121‘33’785----計時精度高，用于鐘表。----結構簡單、成本低、計時精度不高，用于自動記錄儀、時間繼電器、計數器、定時器、測速器、照相機快門和自拍器等。徐州工程學院二、擒縱輪輪機構的類型與應用固有振動系統型擒縱輪輪機構無固有24§12—5凸輪式間歇運動機構

1.工作原理及特點圓柱凸輪連續回轉，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇轉動。特點：從動圓盤的運動規律取決于凸輪廓線的形狀。優點：可通過選擇適當的運動規律來減小動載荷、避免沖擊、適應高速運轉的要求。定位精確、且結構緊湊。缺點：凸輪加工較復雜、安裝調整要求嚴格。2.類型及應用類型：圓柱凸輪間歇運動機構、蝸桿凸輪間歇運動機構徐州工程學院§12—5凸輪式間歇運動機構1.工作原理及特點圓柱凸25R2圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構牙膏灌漿機灌漿封口應用：

適用于高速、高精度的分度轉位機械制瓶機、紙煙、包裝機、拉鏈嵌齒、高速沖床、多色印刷機等機械。徐州工程學院R2圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構牙膏灌漿機灌漿封26§12—6不完全齒輪機構

1.工作原理及特點工作原理：在主動齒輪只做出一個或幾個齒，根據運動時間和停歇時間的要求在從動輪上做出與主動輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當兩輪齒進入嚙合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從動輪靜止。優點：結構簡單、制造容易、工作可靠、從動輪運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內變化。2.類型及應用類型：外嚙合不完全齒輪機構、內嚙合不完全齒輪機構應用：適用于一些具有特殊運動要求的專用機械中。如乒乓球拍周緣銑削加工機床、蜂窩煤餅壓制機等。缺點：從動輪在開始進入嚙合與脫離嚙合時有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場合。徐州工程學院§12—6不完全齒輪機構1.工作原理及特點工作原理：在27外嚙合不完全齒輪機構內嚙合不完全齒輪機構徐州工程學院外嚙合不完全齒輪機構內嚙合不完全齒輪機構徐州工程學院28銑刀不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍靠模凸輪不完全齒輪1徐州工程學院銑刀不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍靠29蜂窩煤餅壓制機不完全齒輪壓制退煤餅填料填料瞬心線附加桿鎖止弧鎖止弧徐州工程學院蜂窩煤餅壓制機不完全齒輪壓制退煤餅填料填料瞬心線附加桿鎖止弧30§12—7非圓齒輪機構應用實例：滾筒式平板印刷機、壓力機、機床轉位機構、非線性函數電位機構、流量計、書心脊背加工聯動機構等。非圓齒輪機構是一種用于變傳動比傳動的齒輪機構。其節線不是圓，常用的橢圓形、心形和螺旋線形曲線等。2ω21ω1橢圓齒輪徐州工程學院§12—7非圓齒輪機構應用實例：滾筒式平板印刷機、壓力機31滾筒式平板印刷機壓力機自動機床轉位機構徐州工程學院滾筒式平板印刷機壓力機自動機床轉位機構徐州工程學院32非圓齒輪非線性函數電位機構橢圓齒輪書心脊背加工聯動機構橢圓齒輪流量計徐州工程學院非圓齒輪非線性函數電位機構橢圓齒輪書心脊背加工聯動機構橢圓齒33§12—8螺旋機構組成：螺桿、螺母、機架。運動特點：一般情況下是螺桿連續回轉，螺母軸向移動。優點：獲得很大的減速比和力的增益。缺點：機械效率較低。應用：螺旋壓力機、千斤頂、機床進給裝置、微調機構等。

1.螺旋機構及其應用在γ>φv

時,也可以螺母為作軸向移動，迫使螺桿轉動。徐州工程學院§12—8螺旋機構組成：螺桿、螺母、機架。運動特點：一般342.運動分析導程l－－螺旋轉一圈(2π)，螺母前進的距離。螺旋轉過任意φ角時，螺母的位移s為：

s/rφ=l/r2πlr2πsrφ

s=lφ/2π螺距p－－相鄰螺紋牙齒同側齒面之間的距離。兩者的關系為：l=zp，z為螺紋的頭數。213將螺紋在中徑圓柱處展開得一斜三角形，于是：徐州工程學院2.運動分析導程l－－螺旋轉一圈(2π)，螺母前進的距離。螺35圖示螺旋機構中，螺母A固定，螺母2可沿軸向移動，且:

lA≠lB當A、B段螺紋旋向相同時，螺桿1相對于機架3的位移為：

s=(lA－lB)φ/2π當差(lA－lB)很小時，s將很小。當A、B段螺紋旋向相反時，螺母2的位移為：

s=(lA＋lB)φ/2π稱為復式螺旋機構，用于車輛的快速靠近或離開、電桿拉線機構等。123這種螺旋機構稱為微(差)動螺旋機構，用于測微計（千分尺）、分度機構、調節機構（鏜刀微調機構）中。s1=lAφ/2π螺母2相對于螺桿1的位移為：s21=－lBφ/2π螺母2相對于機架3的位移為：徐州工程學院圖示螺旋機構中，螺母A固定，螺母2可沿軸向移動，且:lA≠36l1=1.25mm(右)l2=1mm(右)鏜刀進給量調整微動螺旋機構復式螺旋機構徐州工程學院l1=1.25mm(右)l2=1mm(右)鏜刀進給量調整37§12—9萬向鉸鏈機構(萬向聯軸節)作用：用于傳遞兩相交軸之間的動力和運動，而且在傳動過程中，兩軸之間的夾角還可以改變。應用：廣泛應用于汽車、機床等機械傳動系統中。1.單萬向鉸鏈機構結構特點：兩傳動軸末端各有一個叉形支架，用鉸鏈與中間的“十字形”構件相聯，“十字形”構件的中心位于兩軸交點處，軸間角為α

。運動分析：兩軸平均傳動比為1，但瞬時傳動比是動態變化的。在任意位置有：ω2＝ω1＋ω21ω1ω2αω21徐州工程學院§12—9萬向鉸鏈機構(萬向聯軸節)作用：用于傳遞兩相38由圖可得：ω'2＝ω1/cosαω21

＝ω21A∴ω2

＝ω'2＝ω1＋ω21A在圖示位置時，∵

ω2

、ω1

、ω21A共面，故可知:ω21B

＝0ω1ω'2ω21αAω'2Aααω1B其中ω21是一個空間矢量，可分解成繞AB軸旋轉的兩個分量：ω21

＝ω21A

＋ω21B徐州工程學院由圖可得：ω'2＝ω1/cosαω21＝ω21A∴ω239可知ω2的變化范圍為：在圖示位置時，∵

ω"2

、ω1

、ω21B共面，故可知:ω21

＝ω21Bω21A＝0∴ω2

＝ω”2＝ω1＋ω21B由圖可得：ω”2＝ω1cosα即：

ω1cosα≤ω2

≤ω1/cosαω”2≤

ω2≤

ω’2ω1αω21ω"21αω1BBαAω"2徐州工程學院可知ω2的變化范圍為：在圖示位置時，∵ω"2、ω1、402.雙萬向鉸鏈機構為了消除從動軸變速轉動的缺點，常將兩個單萬向鉸鏈機構串聯實用，構成雙萬向鉸鏈機構。安裝要求：①主動、從動、中間三軸共面；②主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應相等；③中間軸兩端的叉面應在同一平面內。ααα2α1C21C徐州工程學院2.雙萬向鉸鏈機構為了消除從動軸變速轉動的缺41§12—10組合機構組合機構：將幾種基本機構組合在一起，并形成一個封閉的傳動系統，以滿足工程上對機械運動的多樣化和復雜性要求。組成：可以是同類基本機構的組合、也可以是不同類型基本機構的組合。1.聯動凸輪組合機構

3.凸輪－齒輪組合機構4.凸輪－連桿組合機構5.齒輪－連桿組合機構(壓力機)6.多種基本機構的組合（壓力機）2.雙連桿組合機構（急回沖床）徐州工程學院§12—10組合機構組合機構：將幾種基本機構組合在一起，42兩組徑向凸輪機構的組合徐州工程學院兩組徑向凸輪機構的組合徐州工程學院43小型電影放映機抓片機構徑向凸輪與端面凸輪的組合徐州工程學院小型電影放映機抓片機構徑向凸輪與端面凸輪的組合徐州工程學院44圓珠筆芯線上的自動送料機構徐州工程學院圓珠筆芯線上的自動送料機構徐州工程學院45凸輪－齒輪組合機構機床校正機構徐州工程學院凸輪－齒輪組合機構機床校正機構徐州工程學院46凸輪－齒輪組合機構徐州工程學院凸輪－齒輪組合機構徐州工程學院47凸輪－連桿組合機構可實現多種復雜的運動規律相當于連架桿長度可變的四桿機構。相當于連桿長度(BD)可變的四桿機構。徐州工程學院凸輪－連桿組合機構可實現多種復雜的運動規律相當于連架桿長度可48凸輪—連桿機構可實現預定軌跡。罐頭封口機構，要求C點沿接合縫運動。徐州工程學院凸輪—連桿機構可實現預定軌跡。罐頭封口機構，要求C點沿接合縫49壓磚機成型機構9(凸輪)12345(上沖頭)6(下沖頭)10(耐火磚)8重物徐州工程學院壓磚機成型機構9(凸輪)12345(上沖頭)6(下沖頭)1050餅干、香煙包裝機中的推包機構徐州工程學院餅干、香煙包裝機中的推包機構徐州工程學院51本章結束徐州工程學院本章結束徐州工程學院52第12章其他常用機構及其設計徐州工程學院第12章其他常用機構及其設計徐州工程學院53其他常用機構及其設計§12—1引言§12—2棘輪機構§12—3槽輪機構§12—4擒縱輪機構§12—5凸輪式間隙運動機構§12—6不完全齒機構§12—7非圓齒輪機構§12—8螺旋機構§12—9萬向鉸鏈機構§12—10組合機構徐州工程學院其他常用機構及其設計§12—1引言徐州工程學院54加工牙膏筒的自動六角車床牙膏灌漿機車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸牙膏筒5切尾3空閑灌漿封口主動件作連續旋轉從動件作間歇轉→停→轉從動件作連續精確的直線移動從動件作連續旋轉，但其軸線不固定間歇運動：§12—1引言徐州工程學院加工牙膏筒的自動六角車床牙膏灌漿機車螺紋41裝牙膏筒2車帽口55車床的走刀運動螺旋機構螺旋機構將絲杠的等速回轉變換成為刀架溜板的等速直線移動。后輪的驅動軸總是相對于發動機輸出軸上下擺動。徐州工程學院車床的走刀運動螺旋機構螺旋機構將絲杠的等速回轉變換后輪的驅動56一、棘輪機構的組成及其工作原理組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。

§12—2棘輪機構工作原理：擺桿往復擺動，棘爪推動棘輪間歇轉動。優點：結構簡單、制造方便、運動可靠、轉角可調。缺點：工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場合。棘輪類型按工作方式有：按輪齒分布有：按轉角是否可調:固定轉角、可調轉角輪齒棘輪、摩擦棘輪

外緣、內緣、端面棘輪機構。單向、雙向運動棘輪機構。二、棘輪機構的類型與應用按棘輪轉向是否可調:按工作原理分有:單動式、雙動式棘輪機構。徐州工程學院一、棘輪機構的組成及其工作原理組成：擺桿、棘爪、棘輪、止動爪57雙動棘輪機構徐州工程學院雙動棘輪機構徐州工程學院58AB’B棘輪可雙向運動徐州工程學院AB’B棘輪可雙向運動徐州工程學院59可調轉角的棘輪牛頭刨床進給調整機構通過調整桿長來調擺角023451φ調滑動罩023451φφ徐州工程學院可調轉角的棘輪牛頭刨床進給調整機構023451φ調滑動罩026021摩擦棘輪超越離合器13243132徐州工程學院21摩擦棘輪超越離合器13243132徐州工程學院61運動特點：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉角為步進可調，但運動準確。而摩擦棘輪正好相反。應用：在各類機床中實現進給、轉位、或分度。實例：止動器、牛頭刨床、沖床轉位、超越離合器（單車飛輪）。沖頭沖壓工位卸料工位裝料工位間歇轉動ABCD徐州工程學院運動特點：輪齒式棘輪工作時噪音大且轉角為步進可調，但運動準確62dao1Ao2Σ=90°LprpnptF三、設計要點要求在工作時，棘爪在Pn和F的作用下，能自動滑入棘輪齒槽。Pnsinα∵F=Pnf

代入得：tgα>f∴

α>φ當f=0.2時，φ＝11°30’

通常取α＝20°αFtFr正壓力－Pn摩擦力－F條件是兩者對O’的力矩要滿足如下條件：Mpn>MF將兩個力分解成切向和徑向分量M=tgφ齒偏角ααFcosα>LL徐州工程學院dao1Ao2Σ=90°LprpnptF三、設計要點要求在工63棘輪幾何尺寸計算公式模數m

1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10

頂圓直徑da

da=mz

齒間距pP=πm

齒高hh=0.75m

齒頂弦長aa=m棘爪工作面長度a1

a1=(0.5~0.7)a

齒偏角αα＝20°棘輪寬bb=(1~4)m棘爪斜高h1

、齒斜高h’

h1=h’

≈h/cosα棘輪齒根圓角半徑rf

rf=1.5mm棘爪尖端圓角半徑r1

r1=2mm

棘爪長度L

一般取

L=2pa1Lp60°~80°hadaαo1o2

齒數z12~25

棘輪參數計算公式或取值h’h1rfr1齒槽角徐州工程學院棘輪幾何尺寸計算公式模數m 1、1.5、2、2.5、3、64ω1ω2§12—3槽輪機構（馬爾它機構）一、槽輪機構的組成及其工作特點作用：將連續回轉變換為間歇轉動。組成：帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪。撥盤和槽輪上都有鎖止弧：槽輪上的凹圓弧、撥盤上的凸圓弧，起鎖定作用。特點：結構簡單、制造容易、工作可靠、機械效率高，能平穩地、間歇地進行轉位。因槽輪運動過程中角速度有變化，不適合高速運動場合。o1工作過程：撥盤連續回轉，當兩鎖止弧接觸時，槽輪靜止；反之槽輪運動。o2鎖止弧槽輪撥盤圓銷徐州工程學院ω1ω2§12—3槽輪機構（馬爾它機構）一、槽輪機構的65二、槽輪機構的類型與應用球面槽輪機構應用實例：

電影放映機、自動攝影機、六角車床轉塔。外嚙合槽輪機構內嚙合槽輪機構槽輪機構類型軸線平行軸線相交外嚙合槽輪機構內嚙合槽輪機構ω12φω2球面槽輪機構徐州工程學院二、槽輪機構的類型與應用球面槽輪機構應用實例：電影放映機、66六槽內槽輪撥盤六角車床轉塔圓銷車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸牙膏筒5切尾3空閑徐州工程學院六槽內槽輪撥盤六角車床轉塔圓銷車螺紋41裝牙膏筒2車帽口6卸67三、槽輪機構的運動系數及運動特性1.運動系數撥盤等速回轉，在一個運動循環內，總的運動時間為：

t＝2π/ω1定義：

k=td/t

為運動系數，即：

k=td/t為減少沖擊，進入或退出嚙合時，槽中心線與撥銷中心連線成90°角。故有：2α12φ2td＝2α1/ω1槽輪的運動時間為：=2α1/2π90°90°2α1=π－2φ2=π－(2π/z)=2π(z-2)/2z代入上式ω1ω2徐州工程學院三、槽輪機構的運動系數及運動特性1.運動系數撥盤等速回轉，在68將2α1代入得：

∵k>0可知：當只有一個圓銷時，k=1/2-1/z如果想得到k≥0.5的槽輪機構，則可在撥盤上多裝幾個圓銷，設裝有n個均勻分布的圓銷，則撥盤轉一圈，槽輪被撥動n次。故運動系數是單圓柱銷的n倍，即:

k=n(1/2-1/z)∵k≤1∴槽輪的槽數z≥3

得：n≤2z/(z-2)k=1/2-1/z≥71~20.36~1槽數z圓銷數n運動系數k

31~61/6~1

41~40.25~1

5、61~30.3~1即槽輪的運動時間總是小于其靜止時間。<0.5徐州工程學院將2α1代入得：∵k>0可知：當只有一個圓銷時，k=69當z=4及n=2時2、運動特性(1)外嚙合槽輪機構圖示槽輪在運動的任一瞬時，設撥盤位置角用α來表示，槽輪位置角用φ表示。并規定和在圓銷進入區為正，在圓銷離開區為負，變化區間為：－α1≤α≤α1在△ABO1和△ABO2中有如下關系：R－φ2≤φ≤φ2ω1ω2o1

O2ABφαL令λ＝R/L，并代入上式得：α1-α1說明此時槽輪的運動時間和靜止時間相等。k=n(1/2－1/z)=0.5φ2-φ2徐州工程學院當z=4及n=2時2、運動特性(1)外嚙合槽輪機構70分別對時間求一階導數、和二階導數，得：令i21=ω2/ω1(傳動比),kα=α2/ω21

得：

將上述i21、kα隨α的變化繪制成曲線，稱為槽輪機構的運動特性曲線。dα/dt=ω1,dω1/dt=0徐州工程學院分別對時間求一階導數、和二階導數，得：令i21=ω2/ω171kα=α2/ω21i21槽輪運動的前半段，槽輪的角速度ω2是增加的，角加速度α2>0運動特性曲線z=3z=3z=4z=6z=4z=6分析：槽輪運動的ωmax、amax隨z的增多而減小。圓銷進入或退出徑向槽時，角速度有突變，故存在柔性沖擊。Z愈少，沖擊愈大。α后半段正好相反。徐州工程學院kα=α2/ω21i21槽輪運動的前半段，槽輪的角速度ω272四槽內槽輪的角速度和角加速度變化曲線z=4(2)內嚙合槽輪機構用同樣方法可求得內嚙合槽輪機構的運動曲線如圖所示。分析：圓銷進入或退出徑向槽時，與外槽輪一樣，角速度有突變，且值相等。但隨著轉角增大，角加速度值迅速下降并趨于零；然后負角加速度又逐漸增大到開始時的數值，而不象外槽輪那樣有兩個峰值。可見，內槽輪機構的動力性能比外槽輪機構要好得多。徐州工程學院四槽內槽輪的角速度z=4(2)內嚙合槽輪機構用同樣方法可求得731四、槽輪機構的幾何尺寸計算圓銷半徑r

由受力大小確定r≈R/6中心距L

由安裝空間確定回轉半徑R

R=Lsinφ=Lsin(π/z)槽頂半徑s

s=Lcosφ=Lcos(π/z)槽深h

h≥s-(L-R-r)撥盤軸徑d1

d1≤2(L-s)槽輪軸徑d2

d2≤2(L-R-r)參數計算公式或依據槽數z

由工作要求確定圓銷數nRsd1d2rhLr0槽頂側壁厚b

b=3~5mm經驗確定b鎖止弧半徑r0

r0=R-r-b徐州工程學院1四、槽輪機構的幾何尺寸計算圓銷半徑r74§12—4擒縱輪機構一、擒縱輪機構的組成及其工作原理組成：擒縱輪、擒縱叉、游絲擺輪。工作原理：擒縱輪受發條力矩的驅動，游絲擺輪系統往復擺動，帶動擒縱叉往復擺動，卡住或釋放擒縱輪，并使它間歇轉動。46121‘33’78546121‘33’78546121‘33’78546121‘33’785徐州工程學院§12—4擒縱輪機構一、擒縱輪機構的組成及其工作原理組成75二、擒縱輪輪機構的類型與應用固有振動系統型擒縱輪輪機構無固有振動系統型擒縱輪輪機構1342124346121‘33’785----計時精度高，用于鐘表。----結構簡單、成本低、計時精度不高，用于自動記錄儀、時間繼電器、計數器、定時器、測速器、照相機快門和自拍器等。徐州工程學院二、擒縱輪輪機構的類型與應用固有振動系統型擒縱輪輪機構無固有76§12—5凸輪式間歇運動機構

1.工作原理及特點圓柱凸輪連續回轉，推動均布有柱銷的從動圓盤間歇轉動。特點：從動圓盤的運動規律取決于凸輪廓線的形狀。優點：可通過選擇適當的運動規律來減小動載荷、避免沖擊、適應高速運轉的要求。定位精確、且結構緊湊。缺點：凸輪加工較復雜、安裝調整要求嚴格。2.類型及應用類型：圓柱凸輪間歇運動機構、蝸桿凸輪間歇運動機構徐州工程學院§12—5凸輪式間歇運動機構1.工作原理及特點圓柱凸77R2圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構牙膏灌漿機灌漿封口應用：

適用于高速、高精度的分度轉位機械制瓶機、紙煙、包裝機、拉鏈嵌齒、高速沖床、多色印刷機等機械。徐州工程學院R2圓柱凸輪間歇運動機構蝸桿凸輪間歇運動機構牙膏灌漿機灌漿封78§12—6不完全齒輪機構

1.工作原理及特點工作原理：在主動齒輪只做出一個或幾個齒，根據運動時間和停歇時間的要求在從動輪上做出與主動輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當兩輪齒進入嚙合時，與齒輪傳動一樣，無齒部分由鎖止弧定位使從動輪靜止。優點：結構簡單、制造容易、工作可靠、從動輪運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內變化。2.類型及應用類型：外嚙合不完全齒輪機構、內嚙合不完全齒輪機構應用：適用于一些具有特殊運動要求的專用機械中。如乒乓球拍周緣銑削加工機床、蜂窩煤餅壓制機等。缺點：從動輪在開始進入嚙合與脫離嚙合時有較大沖擊，故一般只用于低速、輕載場合。徐州工程學院§12—6不完全齒輪機構1.工作原理及特點工作原理：在79外嚙合不完全齒輪機構內嚙合不完全齒輪機構徐州工程學院外嚙合不完全齒輪機構內嚙合不完全齒輪機構徐州工程學院80銑刀不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍靠模凸輪不完全齒輪1徐州工程學院銑刀不完全齒輪1乒乓球拍專用靠模銑床123458976球拍靠81蜂窩煤餅壓制機不完全齒輪壓制退煤餅填料填料瞬心線附加桿鎖止弧鎖止弧徐州工程學院蜂窩煤餅壓制機不完全齒輪壓制退煤餅填料填料瞬心線附加桿鎖止弧82§12—7非圓齒輪機構應用實例：滾筒式平板印刷機、壓力機、機床轉位機構、非線性函數電位機構、流量計、書心脊背加工聯動機構等。非圓齒輪機構是一種用于變傳動比傳動的齒輪機構。其節線不是圓，常用的橢圓形、心形和螺旋線形曲線等。2ω21ω1橢圓齒輪徐州工程學院§12—7非圓齒輪機構應用實例：滾筒式平板印刷機、壓力機83滾筒式平板印刷機壓力機自動機床轉位機構徐州工程學院滾筒式平板印刷機壓力機自動機床轉位機構徐州工程學院84非圓齒輪非線性函數電位機構橢圓齒輪書心脊背加工聯動機構橢圓齒輪流量計徐州工程學院非圓齒輪非線性函數電位機構橢圓齒輪書心脊背加工聯動機構橢圓齒85§12—8螺旋機構組成：螺桿、螺母、機架。運動特點：一般情況下是螺桿連續回轉，螺母軸向移動。優點：獲得很大的減速比和力的增益。缺點：機械效率較低。應用：螺旋壓力機、千斤頂、機床進給裝置、微調機構等。

1.螺旋機構及其應用在γ>φv

時,也可以螺母為作軸向移動，迫使螺桿轉動。徐州工程學院§12—8螺旋機構組成：螺桿、螺母、機架。運動特點：一般862.運動分析導程l－－螺旋轉一圈(2π)，螺母前進的距離。螺旋轉過任意φ角時，螺母的位移s為：

s/rφ=l/r2πlr2πsrφ

s=lφ/2π螺距p－－相鄰螺紋牙齒同側齒面之間的距離。兩者的關系為：l=zp，z為螺紋的頭數。213將螺紋在中徑圓柱處展開得一斜三角形，于是：徐州工程學院2.運動分析導程l－－螺旋轉一圈(2π)，螺母前進的距離。螺87圖示螺旋機構中，螺母A固定，螺母2可沿軸向移動，且:

lA≠lB當A、B段螺紋旋向相同時，螺桿1相對于機架3的位移為：

s=(lA－lB)φ/2π當差(lA－lB)很小時，s將很小。當A、B段螺紋旋向相反時，螺母2的位移為：

s=(lA＋lB)φ/2π稱為復式螺旋機構，用于車輛的快速靠近或離開、電桿拉線機構等。123這種螺旋機構稱為微(差)動螺旋機構，用于測微計（千分尺）、分度機構、調節機構（鏜刀微調機構）中。s1=lAφ/2π螺母2相對于螺桿1的位移為：s21=－lBφ/2π螺母2相對于機架3的位移為：徐州工程學院圖示螺旋機構中，螺母A固定，螺母2可沿軸向移動，且:lA≠88l1=1.25mm(右)l2=1mm(右)鏜刀進給量調整微動螺旋機