1、第6章 间歇运动机构,机械设计教研室 邢普,间歇运动机构 按运动方式划分，常用间歇运动可分为间歇直线运动间歇转动 间歇转动的获得比较方便，槽轮机构、棘轮机构、圆柱分度凸轮机构等都可以可靠地实现间歇转动，甚至还可以使用步进电机等通过合理的控制方式实现。,第六章 往复、间歇运动机构设计,第六章 往复、间歇运动机构设计,6. 1 棘轮机构 棘轮机构的组成：棘轮机构由棘轮、棘爪、摇杆和机架组成组成，如图6-1，为防止棘轮逆转，棘爪上安装有弹簧。,第六章 往复、间歇运动机构设计,棘轮机构的工作原理,当主动摇杆逆时针摆动时，摇杆上铰接的主动棘爪插入棘轮的齿内，推动棘轮同向转动一定角度。当主动摆杆顺时针摆动
2、时，止回棘爪阻止棘轮反向转动，此时主动棘爪在棘轮的齿背上滑回原位，棘轮静止不动。此机构将主动件的往复摆动转换为从动棘轮的单向间歇转动。,棘轮机构的组成,齿啮式棘轮机构,摩擦式棘轮机构,单动式棘轮机构,双动式棘轮机构,可变向棘轮机构（双向式）,内啮合棘轮机构,常见棘轮机构有外啮合、内啮合两种。,第六章 往复、间歇运动机构设计,棘轮机构的特点和应用,优点：结构简单、制造方便、运动可靠，转角可根据需要调节 缺点：传力小，工作时有冲击和噪声 应用：用在转速不高，转角不大及小功率场合，比如用于送进、制动、超越、转位分度,第六章 往复、间歇运动机构设计,棘轮机构举例摩擦棘轮,第六章 往复、间歇运动机构设计
3、,第六章 往复、间歇运动机构设计,棘轮棘条,第六章 往复、间歇运动机构设计,自行车棘轮机构,第六章 往复、间歇运动机构设计,可变向棘轮,第六章 往复、间歇运动机构设计,第六章 往复、间歇运动机构设计,二、棘爪的工作条件 棘轮齿面与径向线所夹称为齿面倾斜角。棘爪轴心O2与轮齿顶点A的连线O2A与过A点的齿面法线nn的夹角称为棘爪轴心位置角。为使棘爪在推动棘轮的过程中始终紧压齿面滑向齿根部，应满足棘齿对棘爪的法向反作用力Fn对O1轴的力矩大于摩擦力Ff沿齿面）对O1轴的力矩，即,Fft,齿偏角,MnMf,第六章 往复、间歇运动机构设计,因为所以 即 式中f 和 分别为棘爪与棘轮齿面间的摩擦系数和摩
4、擦角，一般f取0.13 0.2。 当f=0.2时，,Fn 正压力,Ff 摩擦力,Fft,齿偏角,第六章 往复、间歇运动机构设计,与齿轮相同，棘轮轮齿的有关尺寸也用模数m作为计算的基本参数，但棘轮的标准模数要按棘轮的顶圆直径D来计算。D = mz h=0.75ma=m棘轮齿数z一般由棘轮机构的使用条件和运动要求选定。对于一般进给和分度所用的棘轮机构，可根据所要求的棘轮最小转角来确定棘轮的齿数（z 250，一般取z = 830），然后选定模数。,m（1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、8、10）,第六章 往复、间歇运动机构设计,6.2 槽轮机构 槽轮机构也称马耳他机构，是分度、转位等步
5、进、间歇传动中应用最普遍的一种机构，特别是在分工序进行作业的自动机、自生产动线中广泛采用槽轮机构作为运动的基础传动机构。,第六章 往复、间歇运动机构设计,如图6-3所示，槽轮机构由槽轮和驱动轮组成。驱动轮上固连转臂，当驱动轮旋转时，带动转臂旋转，转臂进入槽轮的轮槽中运动时，驱动槽轮转动。当转臂转出槽轮时，槽轮静止，直到转臂再次进入下一个轮槽，重复一个运动循环。,球面槽轮机构,外啮合槽轮机构,内啮合槽轮机构,槽轮机构类型,轴线相交,第六章 往复、间歇运动机构设计,可见，槽轮机构可实现将连续运动转换为间歇旋转运动，转臂脱离轮槽的行程越长，间歇的时间比例越大；槽轮上开槽越多，间歇频率越高，在圆周内实
6、现分度位置越多。 外槽轮是槽轮机构的最简单和基本形式。,第六章 往复、间歇运动机构设计,下图为内槽轮的结构，其工作原理与外槽轮相似。,驱动轮,槽轮,第六章 往复、间歇运动机构设计,槽轮的变化形式和种类较多，分别适于不同的场合。外槽轮主要用于转速较高、间歇短及机构负荷比较重的场合。内槽轮机构运动内冲击小、动力性能好，适于要求运转平稳的场合。特殊槽轮主要用于对转停时间比例有特殊要求及不等速间歇转动等场合。,第六章 往复、间歇运动机构设计,图6-6为一种球面槽轮，其转动与间歇时间相等。,第六章 往复、间歇运动机构设计,多销外槽轮,双销四槽外槽轮,第六章 往复、间歇运动机构设计,槽轮机构应用,电影胶片
7、机,饮料罐装机,第六章 往复、间歇运动机构设计,第六章 往复、间歇运动机构设计,二、槽轮机构的主要参数 拨盘转一周槽轮转角为22 拨盘转21,21 = 22 = 2 /z,在一个运动循环内，槽轮的运动时间tm 与拨盘的运动时间t 之比称为运动系数， 用t 表示。当只有一个圆柱销时,tm21/1,槽轮的运动时间为：,槽轮的运动时间为：,t2/1,第六章 往复、间歇运动机构设计,由上式可知：,1.由于t 必须大于零，所以z 应大于或等于3,2.单圆柱销槽轮机构的运动系数t 总小于0.5，也就是说槽轮的运动时间总小于其静止的时间,欲:0.5 在拨盘上 安装多个圆销(个)(2)/(2) (6-4),
8、1, K 2Z / (Z2) (6-5),Z常取4-8,第六章 往复、间歇运动机构设计,6.3 不完全齿轮机构 不完全齿轮机构也称欠齿轮机构，由一对特殊设计、加工的齿轮组成，如图6-9所示。不完全齿轮机构的主动轮上只有部分位置有轮齿（可以是一个或几个），其他位置为称为锁止圆弧的圆弧面，从动轮沿圆周布满轮齿，并由几段锁止圆弧分割成数段。当主动轮等速连续转动时，从动轮作间歇转动。不完全齿轮每段轮齿的首齿和末齿比标准正常齿高小一些，以避免发生干扰。,第六章 往复、间歇运动机构设计,不完全齿轮机构分为内啮合和外啮合两种类型。 图6-9所示的外啮合机构，主动轮转一周，从动轮反向转60后停歇，即从动轮一周
9、有六次停歇； 内啮合型机构，主动轮上有一个齿，主动轮转一周，从动轮同向转36 ，即从动轮每周有10次停歇。,第六章 往复、间歇运动机构设计,6.4 圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮运动精度高、运动平稳可靠、动力特性好、适用性强，特别适合于高速、高精度要求的使用场合。近年来圆柱分度凸轮机构已在高速灌装机、香烟盒包装机、机电产品加工组装自动线等方面得到广泛应用，国际市场上已有系列化生产的成套产品供应。,图 圆柱分度凸轮 1-凸轮；2-转盘；3-滚子,第六章 往复、间歇运动机构设计,圆柱分度凸轮的优良特性主要来自于凸轮曲线的设计，在设计中除考虑基本的运动行程、动停时间分配外，对动力学的考虑是关键，设计相当复杂，需借助计算机完成。圆柱分度凸轮的加工一般需在数控设备上完成，加工制造精度要求高，因而成本较高。 圆柱分度凸轮结构的工作原理类似蜗轮蜗杆机构，凸轮相当于一个变螺旋角弧面蜗杆，因此，也有人称其为蜗杆凸轮机构。,第六章 往复、间歇运动机构设计,圆柱形凸轮间歇机构,第六章 往复、间歇运动机构设计,蜗轮形凸轮间歇机构,第六章 往复、间歇运动机构设计,第六章 往复、间歇运动机构设计,
