机械设计 第11章 间歇运动机构

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1、167第十一章间歇运动机构案例导入：通过自动机械和牛头刨床的进给机构，导入间歇运动机构的概念、工作原理、运动特点及其应用；介绍各种间歇运动机构的主要参数及几何尺寸的计算。第一节棘轮机构一、棘轮机构的工作原理、特点和应用图11-1棘轮机构的组成图11-2外啮合式棘轮机构典型的棘轮机构由棘爪1、棘轮2、摇杆3、机架4等组成（图11-1）。摇杆及铰接于其上的棘爪为主动件，棘轮为从动件。图11-2所示为外啮合曲柄摇杆式棘轮机构。当主动曲柄连续转动时，摇杆3往复摆动。当摇杆逆时针摆动时，棘爪2嵌入棘轮1的齿槽内，推动棘轮沿逆时针方向转过一个角度；当摇杆顺时针摆动时，棘爪

2、4在棘轮齿背上滑过，棘轮静止不动。在机架上安装止动棘爪可防止棘轮逆转。工作棘爪和止动棘爪均利用弹簧5使其与棘轮保持可靠接触。这样，当曲柄连续回转时，棘轮作单向的间歇运动。如果要求摇杆往复运动时都能使棘轮向同一方向转动，则可采用图11-3所示的双动式棘轮机构。驱动棘爪可制成钩头（图11-3a）或直头（图11-3b）。a)b)a)b)图11-3双动式驱动棘爪图11-4矩形齿双向棘轮机构如果要求棘轮作双向间歇运动时，可采用具有矩形齿的棘轮以及与之相适应的双向棘爪。如图11-4所示为矩形齿双向棘轮机构。图11-4a)167的驱动棘爪在实线位置时，棘轮作逆时针间歇转动；

3、将驱动棘爪绕A点翻转成虚线位置时，棘轮作顺时针间歇转动。如图11-4b）所示为回转棘爪双向棘轮机构，当棘爪1按图示位置放置时，棘轮2作逆时针间歇转动。若将棘爪提起，并绕本身轴线转动180°后再插入棘轮齿槽时，棘轮作顺时针方向间歇转动。若将棘爪提起绕本身轴线转动90°，棘爪将被架在壳体的平面上，使轮与爪脱开，当棘爪往复摆动时，棘轮静止不动。图11-5自行车后轮轴的棘轮机构除外啮合棘轮机构外，还有内啮合棘轮机构（如图11-5）和棘条机构等。棘轮机构结构简单，但不能传递大的动力，而且传动平稳性较差，不适宜于高速传动。一般用作机床及自动机械的进给机构，送料机构、刀架的

4、转位机构、精纺机的成型机构、牛头刨床的送进机构等，也广泛用于卷杨机、提升机及牵引设备中，用它作为防止机械逆转的止动器。二、棘轮机构的主要参数及几何尺寸1.主要参数(1)棘轮齿数z。一般应由整个机器工作的需要来决定，通常取z=12~25。(2)模数m。仿照齿轮标准确定，与齿轮不同之处是从棘轮齿顶圆测量求得。令图11-6棘轮齿形（mm）式中：m为模数，mm，已系列化，见表11-1；p为周节，mm，由p=πD/z可导出D=mz（mm）。(3)齿顶圆直径da棘轮的最大直径称为棘轮的齿顶圆直径，da。(4)棘轮齿高h=0.75m。(5)棘齿偏斜角。如图11-6所示，棘轮

5、机构工作时，为使棘爪受载最小而推动棘轮的有效力最大，棘爪回转中心O1应位于棘轮齿顶圆的切线上。当棘爪与棘齿在A点接触时，棘齿对棘爪的作用有正压力N和阻止棘爪下滑的摩擦力F(=Ntgρ),为保证棘爪在此二力作用下仍能向棘齿根部滑动而不从齿槽滑脱，其合力R应使棘爪有逆时针回转的力矩，为此，轮齿工作面相对棘轮半径应有一个负倾角，称为棘齿偏斜角，可以证明，角与摩擦角之间应有如下关系：（11-1）式中：为摩擦角，,为摩擦系数取,=11.3°~14°时，为了保证运转安全可靠，一般可取20°。棘轮齿槽夹角167由铣刀刃面夹角决定，一般取θ=60°，因此，在绘制棘轮齿形时，需

6、对齿顶厚或棘齿偏斜角进行修正。2.棘轮机构几何尺寸计算棘轮机构几何尺寸按表11-1计算。表11-1棘轮机构几何尺寸尺寸名称符号计算公式与参数模数m常用1,2,3,4,5,6,8,10,12,14,16等周节pP=πD/z齿顶圆直径DD=zm齿高hh=0.75m齿顶高ss=m齿槽夹角θθ=60°或55°齿根圆角半径r≥棘爪长度L2πm第二节槽轮机构一、槽轮机构的工作原理、特点和应用图11-7槽轮机构槽轮机构又称马氏机构。如图11-7所示，它由具有径向圆销的主动拨盘1、具有径向槽的槽轮2和机架组成。当构件1作均匀连续转动时，槽轮时而转动，时而静止。在构件1的圆销A

7、尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住，因而槽轮静止不动。图中所示是构件1的圆销开始进入槽轮径向槽的位置，这时锁住弧被松开，因此圆销便驱使槽轮转动。当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸锁住弧卡住，致使槽轮静止不动，直到圆销在进入另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。图11-7所示的具有四个槽的槽轮机构，当原动件回转一周时，从动件只转1/4周。同理，具有n个槽的槽轮机构，当原动件回转一周时，槽轮转过1/n周。如此重复循环，使槽轮实现单向间歇转动。槽轮机构的特点是结构简单，工作可靠，机械效率高，在进入和脱离接触时运动

8、较平稳，能准确控制转动的角度，但槽轮的