第6章其他常用機構

1、第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 第6章 其他常用機構 6.1 棘輪機構的工作原理和類型棘輪機構的工作原理和類型 6.2 槽輪機構槽輪機構 6.3 萬向聯軸節(jié)萬向聯軸節(jié) 6.4 螺旋機構螺旋機構 6.5 不完全齒輪機構簡介不完全齒輪機構簡介 6.6 機構的組合機構的組合 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.1 棘輪機構的工作原理和類型棘輪機構的工作原理和類型 圖6-1 外嚙合棘輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-2 內嚙合棘輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.1.1 單向式棘輪機構單向式棘輪機構 圖6-1 所示為單向式棘輪機構。 該機構的

2、特點是：當搖桿 向某一方向擺動時，棘爪推動棘輪轉過某一角度；當搖桿反向 擺動時，棘輪靜止不動。改變搖桿的結構形狀，可以得到如圖 6-3所示的雙動式棘輪機構。當搖桿來回擺動時，都能使棘輪 沿單向轉動。單向式棘輪機構的輪齒形狀為不對稱形， 常用 的是鋸齒形（見圖6-1）和直邊三角形（見圖6-2）。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-3 雙動式棘輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.1.2 雙向式棘輪機構雙向式棘輪機構 當棘輪齒制成方形時，則可成為如圖6-4（a）所示的可變 向棘輪機構。圖6-4（b）為另一種可變向棘輪機構，當棘爪提 起并繞自身軸線轉180后再放下，則可

3、依靠棘爪端部結構兩 面不同的特點，實現棘輪沿相反方向單向間歇轉動。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-4 可變向棘輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-5 帶遮板的棘輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.1.3 摩擦式棘輪機構摩擦式棘輪機構 圖6-6 摩擦式棘輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.1.4 棘輪機構的特點及應用棘輪機構的特點及應用 1. 棘輪機構的特點棘輪機構的特點 （1） 齒式棘輪機構。齒式棘輪機構的主動件和從動件之間 是剛性推動，因此轉角比較準確，而且轉角大小可以調整，棘 輪和棘爪的主從動關系可以互換，但是剛性推

4、動將產生較大的 沖擊力，而且棘輪是從靜止狀態(tài)突然增速到與主動搖桿同步， 也將產生剛性沖擊，因此齒式棘輪機構一般只宜用于低速輕載 的場合，例如工件或刀具的轉位，工作臺的間歇送進等，棘爪 在棘齒齒背上滑過時，在彈簧力作用下將一次次地打擊棘齒根 部， 發(fā)出噪音。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 （2） 摩擦式棘輪機構。這種機構的結構十分簡單，工作 起來沒有噪音(因此有時也稱為“無聲棘輪”)；棘輪的轉角可 調， 主動與從動的關系也可以互換。 但是由于是利用摩擦力 楔緊之后傳動，因此從動件的轉角準確程度較差。 通常只適 用于低速輕載場合。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 2. 棘輪機

5、構的應用棘輪機構的應用 除上述棘輪機構以外，圖6-7所示的是一種單向離合器，是 棘輪機構的一個典型的應用。當主動爪輪逆時針回轉時，滾柱 借摩擦力而滾向空隙的收縮部分，并將套筒楔緊， 使其隨爪輪 一同回轉；而當爪輪順時針回轉時，滾柱即被滾到空隙的寬敞 部分，而將套筒松開，這時套筒靜止不動。 利用此種機構，當 主動爪輪以任意角速度反復轉動時，可使從動的套筒獲得任意 大小轉角的單向間歇轉動。故此種機構可用作單向離合器和超 越離合器。超越離合器是指能實現超越運動(即從動件的速度可 以超過主動件)的離合器。多數棘輪機構都可以用作超越離合器。 自行車中的飛輪也是一種超越離合器。 第6章 其他常用機構 第6

6、章其他常用機構 圖6-7 單向離合器 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-8 棘輪停止器 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.2 槽槽 輪輪 機機 構構 圖6-9 外嚙合槽輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-10 內嚙合槽輪機構和雙圓柱槽輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-11 空間槽輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.2.2 槽輪機構的特點和應用槽輪機構的特點和應用 槽輪機構結構簡單、工作可靠，在進入和脫離嚙合時運動 比較平穩(wěn)。但在運動過程中的加速度變化較大，沖擊較嚴重， 因而不適用于高速。在每一個運動循環(huán)中，槽

7、輪轉角與其徑向 槽數和撥盤上的圓柱銷數有關，每次轉角大小固定而不能任意 調節(jié)。所以，槽輪機構一般用于轉速不很高、轉角不需要調節(jié) 的自動機械和儀器儀表中。 如在電影放映機中用作送片機構 (圖6-12)，在C132單軸轉塔自動車床中用作轉塔刀架的轉位機 構等。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-12 電影放映機中的槽輪送片機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.3 萬萬 向向 聯聯 軸軸 節(jié)節(jié) 6.3.1 單萬向聯軸節(jié)單萬向聯軸節(jié) 圖6-13所示的萬向聯軸節(jié)，實際上是一個空間四鉸鏈連桿 機構。 軸1和軸2相交成角，分別以普通圓柱面轉動副A和D與 機架4相鉸接。軸1和軸2的

8、端部各裝有叉形接頭，分別以圓錐面 轉動副B和C與中間十字形構件3相鉸接。 B和的圓錐面中心 線相交于十字形構件3的中點O，該中點也是軸1和軸2的交點。 對于圖6-13所示的單萬向聯軸節(jié)，當主動軸1回轉一周時，從動 軸2也隨之回轉一周。但仔細觀察兩軸的轉動可以發(fā)現，當主動 軸1作等角速轉動時，從動軸2作變角速度的轉動。如果我們以 主動軸1的叉面位于兩軸所組成的平面內時作為它的轉角1的度 量起始位置(此時1 =0)，則兩軸角速比i12的關系式為 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 1 22 2 1 12 cossin1 cos i（6-） 圖6-14所示為1在180范圍內，i12隨和1變化的

9、曲線。由圖 可見，兩軸夾角越大，角速比或2的變化幅度也增大， 2的 變動范圍為 。因此在實際使用 中，考慮結構和動力性能等各方面條件的限制，值及其變化 范圍一般不超過3545。 1 22 21 cossin1 cos cos 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-13 單萬向聯軸節(jié) 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-14 單萬向聯軸節(jié)角速度變化曲線 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.3.2 雙萬向聯軸節(jié)雙萬向聯軸節(jié) 為了消除上述從動軸變速轉動的缺點，常將萬向鉸鏈機構 成對使用，如圖6-15所示，構成雙萬向聯軸節(jié)。為使所聯接兩 軸傳動的角速度始終保持相等，使1

10、=3，雙萬向聯軸節(jié)必須 滿足以下兩個條件： 主動軸1與中間軸2的夾角必須等于從 動軸3與中間軸2的夾角，即：1=3； 中間軸2兩端的叉面應 位于同一平面內。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-15 雙萬向聯軸節(jié) 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.3.3 萬向聯軸節(jié)的特點萬向聯軸節(jié)的特點 萬向聯軸節(jié)結構緊湊，對制造和安裝的精度要求不高， 能適應較惡劣的工作條件。從傳動方面看，它不僅可以傳遞兩 軸間夾角為定值時的轉動，而且當軸間的夾角在工作過程中有 變化時仍可以繼續(xù)工作。 因此在機械中有著廣泛的應用。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.4 螺螺 旋旋 機機 構

11、構 螺旋機構是利用螺旋副聯接兩相鄰構件的一種常用機構。 螺旋機構中除了螺旋副之外，通常還有轉動副和移動副。最簡 單的三構件螺旋機構如圖6-16所示。它由螺桿、螺母和機架組 成。圖(a)中B為螺旋副，導程為PB，A為轉動副，C為移動副。 當螺桿轉過角時，螺母沿螺桿的軸向位移s為 2 B Ps （6-2） 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-16 滑動螺旋機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.4.1 差動螺旋機構差動螺旋機構 如果把圖6-16（a）中的轉動副A也換成螺旋副，其導程為 PA，便得到如圖6-16(b)所示的螺旋機構。如果螺旋副A和B的螺 紋旋向相同，則當螺桿轉

12、過角時，螺母的軸向位移s為兩個螺 旋副移動量之差，即 2 )( AB PPs 由式（6-3）可知，當PA，PB相差很小時，螺母的位移會很 小。這種含雙螺旋副且兩螺旋副旋向相同的螺旋機構稱為差動 螺旋機構，常用于微量調節(jié)、測微和分度裝置中，如圖6-17(a) 所示為鏜床調節(jié)鏜刀進刀量的差動螺旋機構。兩螺旋副均為右 旋，導程PA1.25 mm，PB 1 mm，當螺桿轉動一周時，鏜刀 相對鏜桿的位移僅為0.25 mm，故可實現進刀量的微量調節(jié)，以 保證加工精度。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-17 螺旋機構的應用 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.4.2 復式螺旋機構復

13、式螺旋機構 在圖6-16(b)所示的螺旋機構中，若A，B兩螺旋副旋向相反 (一為左旋，一為右旋)，當螺桿轉過角時，螺母相對機架的位 移為 2 )( AB PPs 由式（6-4）可知，螺母可產生很快的移動。這種含雙螺旋 副且兩螺旋副旋向相反的螺旋機構稱為復式螺旋機構。圖6- 17(b)所示為用于車輛連接的復式螺旋機構，它可以使車鉤E和F 較快地靠近或離開。 (6-4) 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.4.3 滾動螺旋和靜壓螺旋機構滾動螺旋和靜壓螺旋機構 1. 滾動螺旋機構滾動螺旋機構 為了降低螺旋傳動的摩擦，提高效率，用滾動摩擦代替普 通螺旋機構中的滑動摩擦，制成了滾動螺旋。其工作

14、原理如圖 6-18所示。 當螺桿或螺母轉動時，滾珠依次沿螺紋滾道滾動， 借助于返回裝置使?jié)L珠不斷循環(huán)。滾珠返回裝置的結構可分為 外循環(huán)和內循環(huán)兩種。圖6-18(a)為外循環(huán)，滾珠在螺母的外 表面經返回通道循環(huán)。圖6-18(b)為內循環(huán)，每一圈螺紋有一 反向器， 滾珠只在本圈內循環(huán)。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-18 滾動螺旋機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 2. 靜壓螺旋機構靜壓螺旋機構 圖6-19 靜壓螺旋機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.5 不完全齒輪機構簡介不完全齒輪機構簡介 6.5.1 不完全齒輪機構的工作原理和類型不完全齒輪機構的工

15、作原理和類型 不完全齒輪機構是由普通齒輪機構演變而成的一種間歇運 動機構，如圖6-20所示的不完全齒輪機構中，主動輪1的輪齒沒 有布滿整個圓周，所以當主動輪1作連續(xù)轉動時，從動輪2作間 歇轉動。當從動輪2停歇時，靠輪1的鎖住弧(外凸圓弧g)與輪2的 邊鎖住弧(內凹圓弧f)相互配合，將輪2鎖住，使其停歇在預定的 位置上，以保證主動輪1的首齒S下次再與從動輪相應的輪齒嚙 合傳動。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 不完全齒輪機構也有外嚙合和內嚙合兩種類型。圖6-20(a) 所示為外嚙合不完全齒輪機構，輪1只有一段鎖住弧，輪2有 四段鎖住弧，當輪1轉一周時，輪2轉四分之一周，兩輪轉向 相反；

16、圖6-20(b)為內嚙合不完全齒輪機構，輪1只有一段鎖住 弧，輪2有十二段鎖住弧，當輪1轉一周時，輪2轉十二分之一 周，兩輪的轉向相同。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-20 不完全齒輪機構 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.5.2 不完全齒輪機構的特點和應用不完全齒輪機構的特點和應用 不完全齒輪機構中，主動輪和從動輪的分度圓直徑、 鎖 住弧的段數，鎖住弧之間的齒數，均可在較大范圍內選取， 故當主動輪等速轉動一周時，從動輪停歇的次數、每次停歇的 時間及每次轉過角度的變化范圍要比槽輪機構大得多。但是， 不完全齒輪機構的加工工藝較復雜，且從動輪在運動開始和終 止時有較大

17、的沖擊。 不完全齒輪機構一般用于低速、輕載的場合，如在自動機 床和半自動機床中用作工作臺的間歇轉位機構，以及間歇進給 機構、 計數機構等。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.6 機機 構構 的的 組組 合合 圖6-21 曲柄滑塊機構的運動輸出規(guī)律 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-22 牛頭刨床機構運動輸出規(guī)律 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.6.1 機構的串聯組合機構的串聯組合 將若干個單自由度的基本機構順序連接，使每一個前置機 構的輸出運動作為后繼機構的輸入運動，這種組合方式稱為機 構串聯組合。在圖6-23(a)所示的機構中，構件1，2，5組成凸 輪

18、機構，構件2，3，4，5組成曲柄滑塊機構，構件2是凸輪機 構的從動件，同時又是曲柄滑塊機構的主動件。這種組合方式 可用圖6-23(b)所示的框圖來表示。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-23 凸輪及滑塊機構的串聯組合 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.6.2 并聯式組合并聯式組合 在機構組合系統(tǒng)中，若幾個子機構共用同一輸入構件，它 們的輸出運動又同時輸入到一個多自由度的子機構，從而形成 自由度為1的機構系統(tǒng)， 則這種組合方式稱為并聯式組合。圖6- 24所示的雙色膠版印刷機上的接紙機構就是這種組合方式的一 個實例。圖中，構件1是一個雙輪廓的凸輪，當其轉動時，同時 帶動四桿機構ABCD和GHKM運動，而這兩個四桿機構的輸出 運動又同時傳給五桿機構DEFNM，從而使連桿9上的P點描繪出 一條工作所要求的軌跡。 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 圖6-24 凸輪與五桿機構的并聯組合 第6章 其他常用機構 第6章其他常用機構 6.6.3 反饋式組合反饋式組合 將一個多自由度基本機構的一個輸出運動輸入給一