爱华网图6.1 棘轮机构
1—摇杆；2—棘轮；3—棘爪；4—轴；5—止回棘爪；6—弹簧6.1.2 棘轮机构的类型和应用棘轮机构的类型较多，分类方法也各不相同。按棘爪与轮齿的啮合方式分可分为外啮合方式和内啮合方式两种；按结构形式分可分为齿式和摩擦式两种；按运动形式分可分为单动式、双动式和双向式3种。下面介绍几种常见的棘轮机构。1. 单动式棘轮机构如图6-1所示的棘轮机构为单动式棘轮机构，其特点是当主动件往复摆动一次，棘轮只能单向间歇转动一次。2. 双动式棘轮机构图6-2(a)所示为直头双动式棘爪；图6-2(b)所示为钩头双动式棘爪。其特点是当主动件往复摆动时都能驱使棘轮向同一方向转动，但每次停歇的时间较短，棘轮每次的转角也较小。3. 可变向棘轮机构图6-3(a)所示为一种可变向棘轮机构，其棘轮轮齿为方形，通过改变棘爪的位置，棘轮可做变向的间歇运动。摇杆1往复摆动，当棘爪3处于图的实线位置时，棘轮2沿逆时针方向作间歇运动，当棘爪翻转到图的点划线位置时，棘轮将沿顺时针方向作间歇运动。图6-3(b)所示为另一种可变向棘轮机构。摇杆1往复摆动，当棘爪3在图示位置时，棘轮2沿逆时针方向作间歇运动。若将棘爪连同定位销提起并绕自身轴线转180°后，再插入棘轮齿中，棘轮将作顺时针方向间歇运动；若将棘爪连同定位销提起绕自身轴线转90°后(此处无定位销孔)，再插入棘轮齿中，棘爪将被架在壳体顶部的平面上，使棘轮与棘爪分开，此时，当棘爪往复摆动时，棘轮静止不动。牛头刨床工作台的进给机构使用的就是这种机构。4. 摩擦式棘轮机构图6-4(a)所示为外啮合摩擦式棘轮机构；图6-4(b)所示为内啮合摩擦式棘轮机构。用摩擦轮代替棘轮，偏心摩擦块代替棘爪，通过摩擦力来传递运动，传动平稳无噪声，传动件转角可实现无级改变。其缺点是有时会出现打滑现象，因而不适合于有传动精度和传递转矩要求的场合。棘轮机构结构简单、制造方便、运动可靠，棘轮轴每次转过的角度的大小可以在较大的范围内调节，广泛应用于各种自动机械和仪表中。其缺点是在运动开始和终止时都会产生冲击，而且运动精度较差，所以不宜用于高速机械和具有很大质量的轴上。棘轮机构除用于实现间歇运动外，也可用于防止机构逆转的停止器，如图6-5(a)所示，这种棘轮停止器广泛用于卷扬机、提升机等运输机设备中。图6-5(b)所示为牛头刨床进给机构中使用的可变向棘轮机构。6.1.3 棘轮机构的主要参数和几何尺寸名 称符 号计 算 公 式备 注模 数mm=d/z由强度计算或类比法确定，并选用标 准值标准模数：1，1.5，2，3，3.5，4，5，6，8，10，12，14，16等名 称符 号计 算 公 式备 注齿数z通常在12～60范围内选用 顶圆直径dada =mz 齿高hh=0.75m 根圆直径dfdf=d-2h 齿距pp=πd/z=πm 齿顶厚aa=m 齿槽夹角θθ=60°或55°根据铣刀的角度而定棘爪工作高度h1当m≤2.5时，h1=h+(2～3)；当m=3～5时，h1=(1.2～1.7)m
棘爪尖顶圆角半径r1r1=2 棘爪底平面长度a1a1=(0.8～1)m 6.2 槽 轮 机 构6.2.1 槽轮机构的工作原理6.2.2 槽轮机构的主要参数和几何尺寸计算6.2.1 槽轮机构的工作原理
图6-7 槽轮机构
1—拨盘；2—槽轮；3—圆销6.2.2 槽轮机构的主要参数和几何尺寸计算6.3 其他间歇运动机构6.3.1 不完全齿轮机构6.3.2 凸轮间歇运动机构6.3.1 不完全齿轮机构6.3.2 凸轮间歇运动机构常用的凸轮间歇运动机构有4种形式。1. 圆柱凸轮分度机构如图6-10(a)所示，圆柱凸轮1带有沟槽或凸脊，从动盘3上装有若干圆柱销2，盘3轴线与凸轮1轴线形成90°的交错角。主动凸轮1通过螺旋沟槽推动圆柱销2，从而带动从动盘3作间歇运动。当凸轮转过沟槽曲面所对应的角度时，从动盘转过相邻二销所夹的中心角，其中z 为柱销数目，一般z＞6，甚至可高达60。当凸轮继续转过剩余角度(2-)时，从动件静止不动。这样，当主动凸轮连续或周期性转动时，从动盘做间歇转动，该机构可传递交错轴间的分度运动。凸轮沟槽曲面由从动盘的运动规律决定。该机构动力性能好，可传递较大的力矩。2. 蜗杆凸轮间歇机构如图6-10(b)所示，主动凸轮1上有一条凸脊如同蜗杆，故称其为蜗杆凸轮，凸脊曲面由从动件运动规律决定。从动盘3上均匀地安装圆柱销2，一般常用滚动轴承代替，并可采取预紧的方法消除间隙。凸轮1通过圆柱销2(即滚动轴承)来带动从动盘作间歇转动。这种机构可以通过改变凸轮与从动盘中心距的方法调整圆柱销与凸轮凸脊的配合间隙，借以补偿磨损。该机构动力性能好，可用于高速分度，圆柱销数目一般大于6。6.4 实训实验目的了解槽轮机构的运动系数的含义。了解槽轮机构槽数z的选择及其应用。了解圆销出入口时，销中心和销轮中心及槽轮中心的几何关系。实验内容自动机的五工位的槽轮机构，每次停歇时间(即加工所需时间)为20s，试设计实现此运动要求的机构。实训总结通过实训了解间歇机构设计中应注意运动的冲击与锁止。之间系。6.5 习 题填空题(1) 典型的___________机构是以棘爪所在杆为主动件作___________而使从动___________作单向___________转动的机构。(2) 典型的___________机构是一个圆销的销轮单向连续运动，带动一个至少有___________均布径向直槽的___________作单向___________转动的机构。选择题自行车后轮轴上的小链轮结构中使用的是( )。A.槽轮机构 B.棘轮机构 C.不完全齿轮机构 D. 凸轮间歇运动机构判断题(1) 棘轮机构、槽轮机构和凸轮机构一样都能实现从动件的往复运动。 ( )(2) 棘轮机构工作时，只能朝着一个方向间歇地转动。 ( )(3) 槽轮机构因运转中有较大动载荷，特别是槽数少时更为严重。所以，不宜用于高速转位的场合。 ( )简答题(1) 棘轮机构和槽轮机构可实现怎样的运动转换？(2) 棘轮机构和槽轮机构各有何特点？分别适用于哪些场合？(3) 在牛头刨床的进给机构中，设进给螺旋的导程为5mm，而与螺旋固定连接的棘轮有28个齿，问该牛头刨床的最小进给量是多少？实作题(1) 何谓槽轮机构的运动系数？为什么必须0<<1，有何意义？说明z为何不能小于3？(2) 在如图6-8所示的单销四槽的槽轮机构中，已知拨盘1转1圈，槽轮停歇时间为15s，求主动盘1的转速n1及槽轮在一周期内的运动时间。
