第12章-間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

第十二章其他常用機(jī)構(gòu)主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件周期性地出現(xiàn)停歇狀態(tài)的機(jī)構(gòu)稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在自動(dòng)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、步進(jìn)機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)裝置和許多復(fù)雜的輕工機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型很多，本章著重介紹棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)和凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、工作原理及運(yùn)動(dòng)特性。

一、棘輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)棘輪2(從動(dòng)件)－單向間歇運(yùn)動(dòng)，輪齒分布在輪的外緣（也可分布在內(nèi)緣或端面），固聯(lián)在傳動(dòng)軸4上搖桿1(主動(dòng)件)－往復(fù)擺動(dòng)，空套在傳動(dòng)軸4上，上裝驅(qū)動(dòng)棘爪3止動(dòng)爪5－阻止棘輪回轉(zhuǎn)用彈簧6使５與２保持接觸機(jī)架圖12-1§12-1棘輪機(jī)構(gòu)(RatchetMechanism)1、組成2、工作原理:

當(dāng)搖桿1逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，棘爪3便借助彈簧或自重的作用插入棘輪2的齒槽內(nèi)，推動(dòng)棘輪2隨其轉(zhuǎn)過(guò)某一角度。當(dāng)搖桿1順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，棘爪3從棘輪2的齒背上滑過(guò)。這時(shí)彈簧6迫使止動(dòng)爪5插入棘輪2的齒槽，阻止棘輪2反轉(zhuǎn)（順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)），故棘輪2靜止不動(dòng)。當(dāng)搖桿連續(xù)地往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。1）優(yōu)點(diǎn)棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠；棘輪軸每次轉(zhuǎn)過(guò)角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整。在工作時(shí)有較大的噪音和沖擊，而且運(yùn)動(dòng)精度較差。所以棘輪機(jī)構(gòu)常用在速度較低、載荷不大的場(chǎng)合。3、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)2）缺點(diǎn)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型1）外接棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪輪齒分布在輪的外緣，圖12-1。圖12-12）內(nèi)接棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪輪齒分布在輪的內(nèi)緣，圖12-2。圖12-21、按輪齒的分布方式分：3）端面棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪輪齒分布在輪的端面。作者：潘存云教授端面1—搖桿；2—棘爪3—棘齒條；4—止動(dòng)爪2）平動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿擺動(dòng)時(shí)，棘齒條移動(dòng)。1）轉(zhuǎn)動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿擺動(dòng)時(shí)，棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。2、按運(yùn)動(dòng)方式：圖12-32）可變向棘輪機(jī)構(gòu)：把棘輪的齒制成矩形，當(dāng)變動(dòng)棘爪的放置位置（圖12-3）或轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪方位（右圖）后，可以改變棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。3、按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):1）單向棘輪機(jī)構(gòu)（如前）2）雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，都能使棘輪沿單一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-4a(棘爪為鉤頭)、b（棘爪為直推式）。1—搖桿；2、2′—棘爪；3—棘輪1）單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿向一個(gè)方向擺動(dòng)時(shí)，棘輪（或棘齒條）沿同一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)（或移動(dòng)）。圖12-44、按工作方式：

為改變棘輪每次轉(zhuǎn)過(guò)角度的大小，還可采用圖12-6所示的方法，即在棘輪外加裝一個(gè)棘輪罩4，用以遮蓋搖桿擺角范圍內(nèi)的一部分棘齒。這樣，當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪先在罩上滑動(dòng)，然后才嵌入棘輪的齒間來(lái)推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)。被罩遮住的齒越多，則棘輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度就越小。圖12-65、按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):1）固定轉(zhuǎn)角2）可調(diào)轉(zhuǎn)角

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無(wú)噪音，棘輪的轉(zhuǎn)角可以作無(wú)級(jí)調(diào)整。但難以避免打滑現(xiàn)象，因此運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性較差，不適合用于精確傳遞運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。6、按工作原理分:1）輪齒棘輪2）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)：通過(guò)楔塊（驅(qū)動(dòng)棘爪）2與摩擦輪（棘輪）3間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)摩擦輪的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-8a、b分別為外接式、內(nèi)接式。圖12-8由星輪1、套筒2、彈簧頂桿3及滾柱4等組成，如圖12-9

。

當(dāng)星輪1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（或套筒2

順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)，在摩擦力作用下，能使?jié)L柱4楔緊在1、2形成的收斂狹隙處，則1、2成一體，一起轉(zhuǎn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)相反時(shí)，1、2成脫離狀態(tài)。（另一例）滾柱楔緊式棘輪機(jī)構(gòu)（屬于內(nèi)接摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)）—稱為單向離合器圖12-9三、棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)主要用于作進(jìn)給、超越和轉(zhuǎn)位等工藝動(dòng)作的控制。1、牛頭刨床機(jī)構(gòu)

棘爪的往復(fù)擺動(dòng)變成絲桿的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖12-5

。若要改變工作臺(tái)橫向進(jìn)給的大小，可改變曲柄長(zhǎng)度O2A的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖12-52、棘條式千斤頂3、起重機(jī)防墜棘輪機(jī)構(gòu)4、實(shí)現(xiàn)超越運(yùn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)如圖所示為自行車后輪軸上的棘輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)腳蹬踏板時(shí)，經(jīng)鏈輪1和鏈條2帶動(dòng)內(nèi)圈具有棘齒的鏈輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)棘爪4的作用，使后輪軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使自行車前進(jìn)。自行車前進(jìn)時(shí)，如果令踏板不動(dòng)，后輪軸5便會(huì)超越鏈輪3而轉(zhuǎn)動(dòng)，讓棘爪4在棘輪齒背上滑過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)不蹬踏板的自由滑行。一、槽輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)§12-2槽輪機(jī)構(gòu)（馬爾它機(jī)構(gòu)）(GenevaMechanism)①?gòu)膭?dòng)槽輪2（具有徑向槽及內(nèi)凹鎖止?。g歇變速轉(zhuǎn)動(dòng)②主動(dòng)撥盤1（帶有圓銷A及外凸鎖止?。B續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)③機(jī)架1、組成圖12-11是３構(gòu)件高副機(jī)構(gòu)2、工作原理:

撥盤1上的圓銷A尚未進(jìn)入槽輪2的徑向槽時(shí)，由于槽輪2的內(nèi)凹鎖止弧β被撥盤1的外凸圓弧α卡住，故槽輪2靜止不動(dòng)。當(dāng)圓銷A開(kāi)始進(jìn)入槽輪2的徑向槽時(shí)，這時(shí)鎖止弧被松開(kāi)，故槽輪2受圓銷A驅(qū)使沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓銷A開(kāi)始脫離槽輪2的徑向槽時(shí)，槽輪的另一內(nèi)凹鎖止弧又被撥盤1的外凸圓弧卡住，致使槽輪2又靜止不動(dòng)，直到圓銷A再進(jìn)入槽輪2的另一徑向槽時(shí)，兩者又重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。槽輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并且能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。3、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)其缺點(diǎn)是在傳動(dòng)過(guò)程中的加速度變化較大，存在柔性沖擊，故常用于速度不太高的場(chǎng)合。二、槽輪機(jī)構(gòu)的類型圖12-111、外槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪與撥盤轉(zhuǎn)向相反，如圖12-11。2、內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪與撥盤轉(zhuǎn)向相同，如圖12-12。圖12-123、槽條機(jī)構(gòu)4、單銷槽輪機(jī)構(gòu)5、雙銷槽輪機(jī)構(gòu)三、槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用槽輪機(jī)構(gòu)在電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)（圖12-13）、單軸六角自動(dòng)機(jī)床轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)（圖12-14）等自動(dòng)機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。圖12-13圖12-14一、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)§12-3凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主動(dòng)凸輪1－連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)盤2－間歇分度運(yùn)動(dòng)。圖12-22a)1、組成和工作原理只要適當(dāng)設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可使從動(dòng)盤獲得所預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其動(dòng)載荷小，無(wú)剛性和柔性沖擊，以適應(yīng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求；同時(shí)，它無(wú)需采用其他的定位裝置，就可獲得高的定位精度，機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。是當(dāng)前被公認(rèn)的一種較理想的高速高精度的分度機(jī)構(gòu)。其缺點(diǎn)是加工成本較高，對(duì)裝配、調(diào)整要求嚴(yán)格。常用于傳遞交錯(cuò)軸間的分度運(yùn)動(dòng)和需要間歇轉(zhuǎn)位的機(jī)械裝置中。2、特點(diǎn)二、凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型

如圖12-22，a)所示。主動(dòng)凸輪1呈圓柱形，滾子3均勻分布在從動(dòng)盤2的端面。當(dāng)凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)盤實(shí)現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。1、圓柱凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖12-22a)這種機(jī)構(gòu)常用于兩交錯(cuò)軸間的分度傳動(dòng)。2、蝸桿形凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

如圖12-22，b)所示。凸輪形狀如同圓弧面蝸桿一樣，滾子均勻分布在從動(dòng)盤的圓柱面上，猶如蝸輪的齒?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整凸輪和轉(zhuǎn)盤的中心距來(lái)消除滾子與凸輪接觸面間的間隙以補(bǔ)償磨損。圖12-22b)這種機(jī)構(gòu)可在高速下承受較大的載荷，常用在要求高速、高精度的分度轉(zhuǎn)位機(jī)械（如高速?zèng)_床、多色印刷機(jī)、包裝機(jī)等）中。一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和特點(diǎn)主動(dòng)輪1－只有一個(gè)齒或幾個(gè)齒的不完全齒輪；從動(dòng)輪2－正常齒和帶有鎖止弧的厚齒彼此相間地組成。1、組成§12-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖12-25當(dāng)主動(dòng)輪1的有齒部分作用時(shí)，從動(dòng)輪2就轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)主動(dòng)輪1的無(wú)齒圓弧部分作用時(shí)，從動(dòng)輪2停止不動(dòng)。因而當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪獲得時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)。2、工作原理圖12-25b每當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)一圈時(shí)，圖12-25a、b所示機(jī)構(gòu)的從動(dòng)輪分別間歇轉(zhuǎn)過(guò)1/8圈和1/4圈。圖12-25a不完全齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，設(shè)計(jì)時(shí)從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可在較大范圍內(nèi)變化。當(dāng)從動(dòng)輪由停歇而突然到達(dá)某一轉(zhuǎn)速，以及由某一轉(zhuǎn)速突然停止時(shí)，此機(jī)構(gòu)具有較大沖擊（剛性沖擊）。因此，它只宜用于主動(dòng)輪低速、輕載的場(chǎng)合。3、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類型1、外嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)：兩輪轉(zhuǎn)向相反，如圖12-25。2、內(nèi)嚙合不完全齒輪機(jī)構(gòu)：兩輪轉(zhuǎn)向相同，如圖12-26。圖12-25圖12-263、圓錐不完全齒輪機(jī)構(gòu)乒乓球拍專用靠模銑床12345897三、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

不完全齒輪機(jī)構(gòu)多用于一些具有特殊運(yùn)動(dòng)要求的專業(yè)機(jī)械中。如圖12-27所示的用于銑削乒乓球拍的專用靠模銑床。圖12-27銑刀不完全齒輪16球拍靠模凸輪不完全齒輪1如圖12-29所示為蜂窩煤餅壓制機(jī)的工作臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。圖12-29瞬心線附加桿蜂窩煤餅壓制機(jī)退煤餅填料填料鎖止弧鎖止弧使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)壓制不完全齒輪螺桿

螺母機(jī)架§12-5