機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 05機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

掌握螺旋傳動(dòng)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類型和應(yīng)用?！局R(shí)點(diǎn)】1.螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)的組成、分類及特點(diǎn)。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應(yīng)用。第五章課程內(nèi)容第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋結(jié)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類型與特點(diǎn)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖一、機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架。主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力螺旋機(jī)構(gòu)分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。

螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低。【“工程機(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖

在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動(dòng)效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當(dāng)量摩擦系數(shù)f_v大），傳動(dòng)效率η越低。因此，對(duì)傳動(dòng)用螺旋機(jī)構(gòu)，螺紋牙形的選擇直接影響其傳動(dòng)效率，一般常用矩形、梯形螺紋。螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。

5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)一，棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。。備注：通常鋸齒形齒的棘輪用于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)，棘爪隨搖桿連續(xù)地往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)。如圖5-7自行車飛輪即為單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)。外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類：齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)雙動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)矩形齒棘輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)

外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度改變棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)覆蓋罩角度改變棘輪轉(zhuǎn)角雙動(dòng)棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)組成與分類槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤和機(jī)架組成。槽輪機(jī)構(gòu)雙圓柱銷外槽輪機(jī)構(gòu)5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度準(zhǔn)確可控。2.應(yīng)用：電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)自動(dòng)傳送鏈裝置5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理

不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。不完全齒輪機(jī)構(gòu)5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等3.應(yīng)用：低速或輕載場(chǎng)合，如多工位間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等外嚙合式內(nèi)嚙合式齒輪齒條式5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見！《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社2024年11月

課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握螺旋傳動(dòng)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類型和應(yīng)用?！局R(shí)點(diǎn)】1.螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪和槽輪機(jī)構(gòu)的組成、分類及特點(diǎn)。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應(yīng)用。

第五章第五章其他常用機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低?！尽肮こ虣C(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。

第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-1硬巖掘進(jìn)機(jī)“中鐵859號(hào)”第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)基本傳動(dòng)形式傳動(dòng)示意圖應(yīng)用特點(diǎn)螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)

可獲得較高的傳動(dòng)檔度，適合干行程較小的場(chǎng)合，如千斤頂、壓力機(jī)、臺(tái)虎鉗螺桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但精度較差，使用不便，應(yīng)用較少螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、螺桿軸間移動(dòng)

結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于僅器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如螺旋千分尺的微調(diào)機(jī)構(gòu)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母軸向移動(dòng)

結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，適用于行程較大的場(chǎng)合，如車床的絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)說(shuō)明：1.φ為螺桿或螺母轉(zhuǎn)角；2.用左（右）手定則判別移動(dòng)方向：四指握向代表轉(zhuǎn)動(dòng)方向，拇指指向代表移動(dòng)方向。右旋螺紋用右手定則，左旋螺紋用左手定則1.滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按螺桿上螺旋副的數(shù)目分為：?jiǎn)温菪龣C(jī)構(gòu)和雙螺旋機(jī)構(gòu)兩種。單螺旋機(jī)構(gòu)組成：1個(gè)螺桿、1個(gè)螺母

移動(dòng)速度（mm/s）：

n：主動(dòng)件轉(zhuǎn)速（r/min）；：導(dǎo)程（mm）。n：主動(dòng)件轉(zhuǎn)速（r/min）；：導(dǎo)程（mm）。第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)（2）雙螺旋機(jī)構(gòu)：兩個(gè)螺母、螺桿有兩段不同螺紋分類：差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)備注：在雙螺旋機(jī)構(gòu)中，螺桿具有的兩段不同螺紋分別與兩個(gè)螺母組成兩個(gè)螺旋副。如圖5-2所示，根據(jù)兩螺旋副的旋向組合，雙螺旋機(jī)構(gòu)可分為差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)兩種傳動(dòng)形式。1）差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)中兩螺旋副的螺紋旋向相同，螺桿為主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母1固定，螺母2只能移動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)過(guò)φ角時(shí)，移動(dòng)螺母相對(duì)機(jī)架的位移為s當(dāng)兩處螺紋的導(dǎo)程Ph1和Ph2相差很小時(shí)，位移s可以很小。差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)應(yīng)用于各種微動(dòng)裝置中，如測(cè)微器、分度機(jī)構(gòu)、精密機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)及精密加工力具等。2）復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)的兩螺旋副中的螺紋旋向相反。螺母2為左旋螺紋，螺母2'為右旋螺紋移動(dòng)螺母相對(duì)機(jī)架3的位移s為復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)中的螺母能產(chǎn)生很大的位移，可應(yīng)用于需快速移動(dòng)或調(diào)整的裝置中，故也稱為倍速機(jī)構(gòu)或增速機(jī)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用中，如要求兩構(gòu)件同步移動(dòng)，只需使Ph1=Ph2即可。臺(tái)鉗定心夾緊機(jī)構(gòu)（倍速機(jī)構(gòu)，螺母A和螺母B的旋向相反）第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)1-螺桿2、2'-螺母3-機(jī)架1-機(jī)架2-移動(dòng)螺桿3-螺桿4-手輪圖5-3差動(dòng)螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)雙螺旋機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意圖工作過(guò)程：當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，臺(tái)鉗的左右兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間移動(dòng)，夾緊工件；當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間外移動(dòng)，工件取下。2.滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)在螺桿和螺母的螺旋面上制出弧形螺旋槽，在螺旋副間形成滾道，并放人鋼球，成為滾動(dòng)摩擦式的螺旋機(jī)構(gòu)，稱為滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖1.傳動(dòng)效率螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。

第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)

棘輪機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類：齒式棘輪機(jī)構(gòu)

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合式（圖5-6）和內(nèi)嚙合式（圖5-7）兩種類型。外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。棘輪一般分為鋸齒形和矩形兩種齒形。齒式棘輪機(jī)構(gòu)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式還可分為單動(dòng)式、雙動(dòng)式和可變向式三種棘輪機(jī)構(gòu)。單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)；雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-8雙動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)圖5-7內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)圖5-6外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)1.矩形齒的棘輪，如：牛頭刨床中工作臺(tái)橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪2.摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)——通過(guò)棘爪與棘輪之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。特點(diǎn)：工作時(shí)噪聲較少，接觸面間容易發(fā)生滑動(dòng)。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)分類：外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)、滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)由棘爪1、棘輪2和止回棘爪3組成。滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)由外套1、星輪2和滾子3組成。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-11外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)

圖5-12滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)圖5-10轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪棘輪機(jī)構(gòu)圖5-9矩形齒棘輪機(jī)構(gòu)三、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)整方法1.調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度通過(guò)改變曲柄長(zhǎng)度，可調(diào)節(jié)搖桿的最大擺角ψ的大小，從而改變棘輪轉(zhuǎn)角。2.調(diào)節(jié)覆蓋罩角度在搖桿擺角ψ不變的前提下，調(diào)節(jié)覆蓋罩的角度，改變棘輪上被遮擋的部分，使棘爪在每次擺動(dòng)過(guò)程中撥動(dòng)的棘齒齒數(shù)發(fā)生變化，因此棘輪轉(zhuǎn)角也隨之變化。

3.用雙動(dòng)棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，兩個(gè)棘爪交替推動(dòng)棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。如提起其中一個(gè)棘爪使其不工作，則棘輪隨棘爪的每次往復(fù)擺動(dòng)只轉(zhuǎn)動(dòng)一次。第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)圖5-14調(diào)節(jié)覆蓋罩角度改變棘輪轉(zhuǎn)角圖5-13調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度改變棘輪轉(zhuǎn)角第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)一、槽輪機(jī)構(gòu)組成與分類槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤和機(jī)架組成。平面槽輪機(jī)構(gòu)有兩種型式：外槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15a）和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15b）。槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷數(shù)量k備注：槽輪每一次轉(zhuǎn)動(dòng)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為=2π/z（z為槽數(shù)），而主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周，槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷數(shù)量k，如果k=2，即為雙圓柱銷外槽輪機(jī)構(gòu)，撥盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周。槽輪將反向轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。二、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度準(zhǔn)確可控。2.應(yīng)用：電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)電影放映機(jī)卷片機(jī)構(gòu)圖5-16雙圓柱銷外槽輪機(jī)構(gòu)圖5-15槽輪機(jī)構(gòu)3.自動(dòng)傳送鏈裝置圖5-18自動(dòng)傳送鏈裝置第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等3.應(yīng)用：低速或輕載場(chǎng)合，如多工位間歇轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)等a）外嚙合式

b）內(nèi)嚙合式c）齒輪齒條式不完全齒輪機(jī)構(gòu)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見！機(jī)械常用機(jī)構(gòu)介紹

主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社2024年12月

課程內(nèi)容1.螺旋機(jī)構(gòu)2.棘輪機(jī)構(gòu)3.槽輪機(jī)構(gòu)4.不完全齒輪機(jī)構(gòu)一·螺旋機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低?！尽肮こ虣C(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖1.傳動(dòng)效率螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。η=tan?/tan(?+ρ_v)（5-2）式中，?是螺紋升角，ρ_v是摩擦角，ρ_v=arctanf_v，f_v=f/cosβ為當(dāng)量摩擦系數(shù)，各種螺紋的f_v為矩形螺紋〖α=0°f〗_v=f鋸齒形螺紋〖α=33°f〗_v=1.001f梯形螺紋〖α=30°f〗_v=1.035f普通螺紋〖α=60°f〗_v=1.155ff為螺旋副材料的摩擦因數(shù)，如鋼對(duì)鋼f=0.11~0.17鋼對(duì)銅f=0.08-0.1鋼對(duì)鑄鐵f=0.12~0.15在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動(dòng)效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當(dāng)量摩擦系數(shù)f_v大），傳動(dòng)效率η越低。5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)二·棘輪機(jī)構(gòu)二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類：齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合式（圖5-6）和內(nèi)嚙合式（圖5-7）兩種類型。外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。棘輪一般分為鋸齒形和矩形兩種齒形。5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)分類：外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)、滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)外摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)由棘爪1、棘輪2和止回棘爪3組成。滾子式內(nèi)摩擦棘輪機(jī)構(gòu)由外套1、星輪2和滾子3組成。5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)三·槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)也屬于間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由槽輪、撥盤和機(jī)架組成。平面槽輪機(jī)構(gòu)有兩種型式：外槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15a）和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)（圖5-15b）。槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)取決于主動(dòng)銷數(shù)量k5-3槽輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)四·不完全齒輪機(jī)構(gòu)一、不完全齒輪機(jī)構(gòu)工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)輪齒數(shù)較少，從動(dòng)齒輪是完整齒輪或齒條，或?yàn)椴煌耆X輪。運(yùn)動(dòng)：主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、不完全齒輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用1.特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比例可不受機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的限制。2.分類：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和齒輪齒條式等5-4不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》謝謝！下次課再見！《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社2024年11月

課程內(nèi)容第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類型與特點(diǎn)二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖

一、螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)、類型與特點(diǎn)機(jī)構(gòu)組成：螺桿、螺母和機(jī)架主要功能：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)，并同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運(yùn)動(dòng)、傳遞動(dòng)力和用于調(diào)整機(jī)構(gòu)；2.按摩擦性質(zhì)分類：滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)和靜壓螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作連續(xù)平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、承載能力強(qiáng)、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛螺旋機(jī)構(gòu)缺點(diǎn)：摩擦損耗大、傳動(dòng)效率低。【“工程機(jī)械之王”——盾構(gòu)機(jī)】——盾構(gòu)機(jī)，即使用盾構(gòu)法的全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，是當(dāng)前主流的隧道施工機(jī)械，多用于地鐵和高鐵建設(shè)，被譽(yù)為“工程機(jī)械化之王”。

5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)

按螺桿上螺旋副的數(shù)目分為：?jiǎn)温菪龣C(jī)構(gòu)和雙螺旋機(jī)構(gòu)兩種。

（1）單螺旋機(jī)構(gòu)組成：1個(gè)螺桿、1個(gè)螺母

表5-1單螺旋機(jī)構(gòu)基本傳動(dòng)形式及特點(diǎn)

基本傳動(dòng)形式 傳動(dòng)示意圖 應(yīng)用特點(diǎn)

螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng)

可獲得較高的傳動(dòng)檔度，適合干行程較小的場(chǎng)合，如千斤頂、壓力機(jī)、臺(tái)虎鉗

螺桿固定、螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并軸向移動(dòng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但精度較差，使用不便，應(yīng)用較少

螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、螺桿軸間移動(dòng) 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于僅器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如螺旋千分尺的微調(diào)機(jī)構(gòu)

螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母軸向移動(dòng) 結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好，適用于行程較大的場(chǎng)合，如車床的絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)

說(shuō)明：1.φ為螺桿或螺母轉(zhuǎn)角；2.用左（右）手定則判別移動(dòng)方向：四指握向代表轉(zhuǎn)動(dòng)方向，拇指指向代表移動(dòng)方向。右旋螺紋用右手定則，左旋螺紋用左手定則

移動(dòng)速度v（mm/s）：v=nP_h/60

n：主動(dòng)件轉(zhuǎn)速（r/min）；P_h：導(dǎo)程（mm）。

滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)

5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)2.滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)

在螺桿和螺母的螺旋面上制出弧形螺旋槽，在螺旋副間形成滾道，并放人鋼球，成為滾動(dòng)摩擦式的螺旋機(jī)構(gòu)，稱為滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)。

復(fù)式螺旋機(jī)構(gòu)中的螺母能產(chǎn)生很大的位移，可應(yīng)用于需快速移動(dòng)或調(diào)整的裝置中，故也稱為倍速機(jī)構(gòu)或增速機(jī)構(gòu)。實(shí)際應(yīng)用中，如要求兩構(gòu)件同步移動(dòng)，只需使Ph1=Ph2即可。

臺(tái)鉗定心夾緊機(jī)構(gòu)（倍速機(jī)構(gòu)，螺母A和螺母B的旋向相反）。

工作過(guò)程：

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿，臺(tái)鉗的左右兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間移動(dòng)，夾緊工件；

當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，兩個(gè)鉗口同時(shí)向中間外移動(dòng)，工件取下。

5-1螺旋機(jī)構(gòu)

二、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率和自鎖

1.傳動(dòng)效率

螺旋機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率η為螺母轉(zhuǎn)動(dòng)一周的有效功與輸入功之比。

η=tan?/tan(?+ρ_v)

?是螺紋升角，ρ_v是摩擦角，ρ_v=arctanf_v，f_v=f/cosβ為當(dāng)量摩擦系數(shù)，各種螺紋的f_v為

矩形螺紋〖α=0°f〗_v=f

鋸齒形螺紋〖α=33°f〗_v=1.001f

梯形螺紋〖α=30°f〗_v=1.035f

普通螺紋〖α=60°f〗_v=1.155f

f為螺旋副材料的摩擦因數(shù)，如

鋼對(duì)鋼f=0.11~0.17

鋼對(duì)銅f=0.08-0.1

鋼對(duì)鑄鐵f=0.12~0.15

在一定工作范圍內(nèi)，螺紋升角?越大，傳動(dòng)效率η越高；

摩擦角ρ_v越大（即當(dāng)量摩擦系數(shù)f_v大），傳動(dòng)效率η越低。

因此，對(duì)傳動(dòng)用螺旋機(jī)構(gòu)，螺紋牙形的選擇直接影響其傳動(dòng)效率，一般常用矩形、梯形螺紋。

2.自鎖條件

螺紋副被擰緊后，如不加反向外力矩。則不論軸向載荷多大，也不會(huì)自動(dòng)松開，此現(xiàn)象稱為螺旋副的自鎖性能。其自鎖條件為

〖?≤ρ〗_v

對(duì)于傳力螺旋機(jī)構(gòu)和聯(lián)接螺紋（見第十章聯(lián)接），都要求螺紋具有自鎖性，如螺旋千斤頂、螺旋式壓力機(jī)等。

由于普通螺紋的當(dāng)量摩擦角最大，故自鎖性最好。5-1螺旋機(jī)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第二節(jié)棘輪機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理棘輪機(jī)構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿和機(jī)架組成。在搖桿做往復(fù)擺動(dòng)，棘輪做單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。二、棘輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用棘輪機(jī)構(gòu)分類：齒式棘輪機(jī)構(gòu)

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)。1.齒式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合式（圖5-6）和內(nèi)嚙合式（圖5-7）兩種類型。外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的外緣，內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)的棘齒在棘輪的內(nèi)緣。棘輪一般分為鋸齒形和矩形兩種齒形。齒式棘輪機(jī)構(gòu)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式還可分為單動(dòng)式、雙動(dòng)式和可變向式三種棘輪機(jī)構(gòu)。單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)中的棘輪只作單向的間歇運(yùn)動(dòng)；雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。5-2棘輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)螺旋機(jī)構(gòu)第二節(jié)棘輪結(jié)構(gòu)第三節(jié)槽輪機(jī)構(gòu)第四節(jié)不完全齒輪機(jī)構(gòu)1.調(diào)節(jié)曲柄長(zhǎng)度

通過(guò)改變曲柄長(zhǎng)度，可調(diào)節(jié)搖桿的最大擺角ψ的大小，從而改變棘輪轉(zhuǎn)角。變速器機(jī)床2.調(diào)節(jié)覆蓋罩角度在搖桿擺角ψ不變的前提下，調(diào)節(jié)覆蓋罩的角度，改變棘輪上被遮擋的部分，使棘爪在每次擺動(dòng)過(guò)程中撥動(dòng)的棘齒齒數(shù)發(fā)生變化，因此棘輪轉(zhuǎn)角也隨之變化。3.用雙動(dòng)棘爪調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪往復(fù)擺動(dòng)一次，兩個(gè)棘爪交替推動(dòng)棘輪沿同一方向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)兩次。如提起其中一個(gè)棘爪使其不工作，則棘輪隨棘爪的每次往復(fù)擺動(dòng)只轉(zhuǎn)動(dòng)一次。三、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)整方