《机械原理》课程教学资源（授课教案）9.1其他常用机构

课程名称：《机械原理》第24讲次第九章其他常用机构89-1棘轮机构授课题目89-2槽轮机构本讲目的要求及重点难点：目的要求】通过本讲课的学习，了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构）万向联轴器、螺旋机构的工作原理、特点和应用。[重点]棘轮机构、槽轮机构[难点]内容

课程名称：《机械原理》 第 24 讲次 授课题目 第九章 其他常用机构 §9-1 棘轮机构 §9-2 槽轮机构 本讲目的要求及重点难点： 目的要求] 通过本讲课的学习，了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇 运动机构）、万向联轴器、螺旋机构的工作原理、特点和应用。 [重点] 棘轮机构、槽轮机构 [难点] 内 容

[本讲课程的引入】在实际机械中，除了前面讲的几种常用机构外，还广泛应用者其他类型的机构，如各类间歇运动机构（棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构万向联轴器、螺旋机构。结合现场应用，本章要讲授这些机构的工作原理、特点和应用场合。[本讲课程的内容]S9-1棘轮机构棘轮机构的组成及工作原理图9-1所示为常见的外啮合齿式棘轮机构。组成：主动摇杆1、驱动棘爪2、棘轮3、止动棘爪4和机架5组成。工作原理：当主动摇杆1逆时针转动时，驱动棘爪2插入棘轮3的齿槽中，推动棘轮3同向转过一定角度，。此时，止动棘爪4在棘轮3的齿背上滑过同样的角度。当主动摇杆1顺时针方向转动时，止动棘爪4阻止棘轮3发生反向转动，这时棘轮静止不动。因此，当原动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇转动。二、棘轮机构的类型1.按结构分：可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。2.按啮合方式分：可分为外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构。3.按从动件运动形式分：可分为单动式棘轮机构、双动式棘轮机构、双向式棘轮机构。三、棘轮机构的特点1.齿式棘轮机构的特点优点：结构简单，制造方便，运动可靠；缺点：棘爪在棘轮齿背上的滑行会引起噪音、冲击和磨损，且棘轮的转角必须以棘轮齿数为单位有级调节，故齿式棘轮机构不宜用于高速场合

[本讲课程的引入] 在实际机械中，除了前面讲的几种常用机构外，还广泛应 用者其他类型的机构，如各类间歇运动机构（棘轮机构、槽轮机构、不完全齿 轮机构、凸轮式间歇运动机构）、万向联轴器、螺旋机构。 结合现场应用，本章要讲授这些机构的工作原理、特点和应用场合。 [本讲课程的内容] §9-1 棘轮机构 一、 棘轮机构的组成及工作原理 图 9-1 所示为常见的外啮合齿式棘轮机构。 组成：主动摇杆 1、驱动棘爪 2、棘轮 3、止动棘爪 4 和机架 5 组成。 工作原理：当主动摇杆 1 逆时针转动时，驱动棘爪 2 插入棘轮 3 的齿槽中，推动棘轮 3 同向转过一定角度， 此时，止动棘爪 4 在棘轮 3 的齿背上滑过同样的角度。 当主动摇杆 1 顺时针方向转动时，止动棘爪 4 阻止棘 轮 3 发生反向转动，这时棘轮静止不动。 因此，当原动件作连续的往复摆动时，棘轮作单向的间歇转动。 二、 棘轮机构的类型 1．按结构分：可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。 2．按啮合方式分：可分为外啮合棘轮机构和内啮合棘轮机构。 3．按从动件运动形式分：可分为单动式棘轮机构、双动式棘轮机构、双向式棘轮机 构。 三、棘轮机构的特点 1. 齿式棘轮机构的特点 优点：结构简单，制造方便，运动可靠； 缺点：棘爪在棘轮齿背上的滑行会引起噪音、冲击和磨损，且棘轮的转角必须以棘轮 齿数为单位有级调节，故齿式棘轮机构不宜用于高速场合

2.摩擦式棘轮机构的特点传动平稳、无噪音，动程可无级调节。但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高。故适用于低速轻载和运动精度要求不高的场合。四、棘轮机构的应用在实际中，棘轮机构可用于实现间歇送进、制动、转位分度和超越离合等工艺要求，分别举例如下。1.间歇送进图9-8所示为牛头刨床，刨削工件时，工作台需作间歇横向进给。2.制动图9-9所示为提升机中使用的棘轮制动器。它广泛应用于卷扬机、提升机及运输机械中。3.超越棘轮机构除了实现上述间歇运动外，还能实现超越运动，即从动件可以超越主动件而转动。如图9-11所示的自行车后轴上的棘轮机构便是一一种超越机构.。图9-8牛头刨床横向进给用图9-9棘轮制动器图9-11棘轮超越机构在自行车中的应用的棘轮机构9-2槽轮机构槽轮机构在各种自动机械中应用很广泛。如在轻工、食品机械中常用槽轮机构实现分度、转位动作。槽轮机构的组成及工作原理组成：槽轮机构由主动拨盘、从动槽轮及机架组成，可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的间歇转动。工作原理：主动拨盘1以等角速度作连续回转，当拨盘上的圆销A未进入径向槽时，槽轮2的内凹锁止弧被拨盘1的外凸锁止弧卡住而静止不动；

2. 摩擦式棘轮机构的特点 传动平稳、无噪音，动程可无级调节。但因靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护 作用，但是传动精度不高。故适用于低速轻载和运动精度要求不高的场合。 四、棘轮机构的应用 在实际中，棘轮机构可用于实现间歇送进、制动、转位分度和超越离合等工艺要求，分别举例如下。 1. 间歇送进 图 9-8 所示为牛头刨床，刨削工件时，工作台需作间歇横向进给。 2.制动 图 9-9 所示为提升机中使用的棘轮制动器。它广泛应用于卷扬机、提升机及运输机械中。 3. 超越 棘轮机构除了实现上述间歇运动外，还能实现超越运动，即从动件可以超越主动件而转动。如图 9-11 所示的自行车后轴上的棘轮机构便是一种超越机构.。 9-2 槽轮机构 槽轮机构在各种自动机械中应用很广泛。如在轻工、食品机械中常用槽轮机构实现分度、转位动作。 一、 槽轮机构的组成及工作原理 组成：槽轮机构由主动拨盘、从动槽轮及机 架组成，可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的 间歇转动。 工作原理：主动拨盘 1 以等角速度作连续回转， 当拨盘上的圆销 A 未进入径向槽时，槽轮 2 的内 凹锁止弧被拨盘 1 的外凸锁止弧卡住而静止不 动； 图 9-8 牛头刨床横向进给用 的棘轮机构 图 9-9 棘轮制动器 图 9-11 棘轮超越机构在自行车中的应用

当圆销开始进入槽轮径向槽时（图示位置），槽轮在圆销的驱动下与拨盘反向转动：二、槽轮机构的类型槽轮机构主要分平面槽轮机构和空间槽轮机构。平面槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。如下图。X外啮合平面槽轮机构内啮合平面槽轮机构空间槽轮机构三、槽轮机构的特点槽轮机构结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率较高。但槽轮转角大小不能调节，要改变转角，需要改变槽轮的槽数，重新设计槽轮机构，而且由于制造工艺、机构尺寸等条件的限制，槽轮的槽数不宜过多，故槽轮机构每次的转角较大。另外，在槽轮转动的始末位置加速度变化较大，运动过程中存在柔性冲击。四、槽轮机构的实际应用槽轮机构一般用于转速不高、不需要经常调整转动角度的分度装置中。例如：图9-16所示为外槽轮机构在冷霜自动灌装机中的应用。图9-17所示为外槽轮机构在电影放映机中的应用。图9-18所示为槽轮机构（6个槽）在单轴转塔车床刀架的转位机构中的应用精轮销子拨荐桂凸车cccc1转塔刀架进刀凸轮图9-16图9-17图9-18五、槽轮机构的设计（略）

当圆销开始进入槽轮径向槽时（图示位置），槽轮在圆销的驱动下与拨盘反向转动； 二、 槽轮机构的类型 槽轮机构主要分平面槽轮机构和空间槽轮机构。 平面槽轮机构有外啮合和内啮合两种形式。如下图。 外啮合平面槽轮机构 内啮合平面槽轮机构 空间槽轮机构 三、 槽轮机构的特点 槽轮机构结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率较高。但槽轮转角大小不能调节，要改变转角， 需要改变槽轮的槽数，重新设计槽轮机构，而且由于制造工艺、机构尺寸等条件的限制，槽轮的槽数不 宜过多，故槽轮机构每次的转角较大。另外，在槽轮转动的始末位置加速度变化较大，运动过程中存在 柔性冲击。 四、槽轮机构的实际应用 槽轮机构一般用于转速不高、不需要经常调整转动角度的分度装置中。例如： 图 9-16 所示为外槽轮机构在冷霜自动灌装机中的应用。 图 9-17 所示为外槽轮机构在电影放映机中的应用。 图 9-18 所示为槽轮机构（6 个槽）在单轴转塔车床刀架的转位机构中的应用 图 9-16 图 9-17 图 9-18 五、 槽轮机构的设计（略）