機(jī)械基礎(chǔ) 間歇機(jī)構(gòu)

機(jī)械根底——間歇機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)網(wǎng)站：案例導(dǎo)入在機(jī)械中，特別是在各種自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)械中，常需將原動(dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)閺膭?dòng)件的周期性間歇運(yùn)動(dòng)。本次課將通過各種應(yīng)用實(shí)例介紹間歇機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和應(yīng)用。轉(zhuǎn)塔刀架傳動(dòng)系統(tǒng)案例導(dǎo)入食品加工機(jī)構(gòu)請(qǐng)根據(jù)動(dòng)畫觀察如下圖的食品加工機(jī)械加工食品的過程？請(qǐng)問采用前面所學(xué)機(jī)構(gòu)是否可以完成相關(guān)動(dòng)作？能力目標(biāo)1

理解間歇機(jī)構(gòu)的工作原理及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)2學(xué)會(huì)對(duì)間歇機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析知識(shí)目標(biāo)1

了解間歇機(jī)構(gòu)的基本類型和工作原理2了解常用間歇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和應(yīng)用場合學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)1常用間歇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)2常用間歇機(jī)構(gòu)的應(yīng)用分析第5單元間歇機(jī)構(gòu)1棘輪機(jī)構(gòu)1槽輪機(jī)構(gòu)

2課堂練習(xí)4不完全齒輪機(jī)構(gòu)3案例導(dǎo)入如下圖為卷揚(yáng)機(jī)制動(dòng)平安裝置，請(qǐng)跟據(jù)動(dòng)畫分析該裝置的運(yùn)動(dòng)。。卷揚(yáng)機(jī)制動(dòng)平安裝置5.1棘輪機(jī)構(gòu)

5.1.1棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理

棘輪機(jī)構(gòu)是利用棘爪推動(dòng)棘輪上的棘齒和從棘齒上滑過的方式，以實(shí)現(xiàn)周期性間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)的組成：棘輪、棘爪和機(jī)架組成。

5.1棘輪機(jī)構(gòu)

1、工作過程

搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)→棘爪插入棘齒槽內(nèi)推動(dòng)→棘輪轉(zhuǎn)過一定角度；搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)→棘爪沿棘齒背滑過→棘輪停止不動(dòng)→獲得間歇運(yùn)動(dòng)。制動(dòng)爪可阻止棘輪的逆向轉(zhuǎn)動(dòng)。5.1棘輪機(jī)構(gòu)2、棘輪機(jī)構(gòu)的分類〔1〕按嚙合方式分1〕外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)2)內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)外嚙合棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)〔2〕按結(jié)構(gòu)形式分1〕齒式棘輪機(jī)構(gòu)2〕摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)

齒式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)〔3〕齒式棘輪機(jī)構(gòu)按運(yùn)動(dòng)形式分1〕單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)搖桿往復(fù)擺動(dòng)一次，棘輪只能單向間歇轉(zhuǎn)過某一角度。

單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)

2)雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)：搖桿來回?cái)[動(dòng)時(shí)，棘輪向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)3〕可變式棘輪機(jī)構(gòu)棘輪的齒為矩形，棘爪可翻轉(zhuǎn)。根據(jù)棘爪所放位置不同，棘輪分別得到逆時(shí)針方向的單向間歇運(yùn)動(dòng)和順時(shí)針方向的單向間歇運(yùn)動(dòng)。5.1棘輪機(jī)構(gòu)〔4〕摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：與齒式棘輪機(jī)構(gòu)相比，摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)能無級(jí)調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的大小，而且降低了棘輪機(jī)構(gòu)的沖擊和噪聲。

摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)5.1.2棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)齒式棘輪機(jī)構(gòu)中，棘輪的轉(zhuǎn)角可以進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié)，常用的方法有兩種。

1、改變搖桿的擺角：通過調(diào)節(jié)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄的長度，改變搖桿擺角的大小，從而實(shí)現(xiàn)棘輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。5.1棘輪機(jī)構(gòu)2、利用遮蓋罩通過改變棘輪罩的位置，使局部行程棘爪沿棘輪罩外表滑過，從而實(shí)現(xiàn)棘輪轉(zhuǎn)角大小的調(diào)整。5.1棘輪機(jī)構(gòu)5.1.3棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用1、棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用〔1〕棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和運(yùn)動(dòng)可靠；〔2〕從動(dòng)棘輪的轉(zhuǎn)角大小可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，制動(dòng)爪具有防止反轉(zhuǎn)的作用。

5.1棘輪機(jī)構(gòu)〔3〕傳動(dòng)時(shí)有較大沖擊較大和噪聲、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性差。棘輪機(jī)構(gòu)常應(yīng)用于速度較低，載荷不大，運(yùn)動(dòng)精度要求不高的場合

5.1棘輪機(jī)構(gòu)2、棘輪機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)的功能棘輪機(jī)構(gòu)將主動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為棘輪的間歇運(yùn)動(dòng)，它可以實(shí)現(xiàn)間歇送進(jìn)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)位、分度和超越離合等工作要求?！?〕間歇送進(jìn)進(jìn)給功能-牛頭刨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)〔2〕制動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)制動(dòng)機(jī)構(gòu)5.1棘輪機(jī)構(gòu)3.轉(zhuǎn)位、分度-手槍盤分度機(jī)構(gòu)

案例分析：手槍盤分度機(jī)構(gòu)中滑塊沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘爪1使棘輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距，并使與棘輪固結(jié)的手槍盤轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，此時(shí)擋銷上升使棘爪2在彈簧的作用下進(jìn)入盤的槽中,使手槍盤靜止并防止反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘爪1從棘輪的齒背上滑過，在彈簧力的作用下進(jìn)入下一個(gè)齒槽，同時(shí)擋銷使棘爪克服彈簧力繞軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，手槍盤解脫止動(dòng)狀態(tài)。

手槍盤分度機(jī)構(gòu)

5.1棘輪機(jī)構(gòu)

4、超越離合—自行車后輪軸上的棘輪機(jī)構(gòu)

你知道為什么自行車前進(jìn)后，可以不蹬踏板自行車就能自由滑行嗎？

5.1棘輪機(jī)構(gòu)當(dāng)腳蹬踏板時(shí)，經(jīng)鏈輪1和鏈條2帶動(dòng)內(nèi)圈具有棘齒的鏈輪3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過棘爪4的作用，使后輪軸5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使自行車前進(jìn)。自行車前進(jìn)時(shí)，如果令踏板不動(dòng)，后輪軸5便會(huì)超越鏈輪3而轉(zhuǎn)動(dòng)，讓棘爪4在棘輪齒背上滑過，從而實(shí)現(xiàn)不蹬踏板的自由滑行。案例導(dǎo)入你一定看過電影，屏幕上連續(xù)播放的生動(dòng)畫面，讓你心曠神怡。但你知道嗎？膠片的走動(dòng)必須是間歇的，而槽輪機(jī)構(gòu)那么為實(shí)現(xiàn)其間歇運(yùn)動(dòng)的可選方案之一。請(qǐng)看動(dòng)畫。電影放映機(jī)5.2槽輪機(jī)構(gòu)5.2.1槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理和類型

1、槽輪機(jī)構(gòu)的組成：主動(dòng)撥盤、從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成。

2、工作原理：由帶圓銷的主動(dòng)撥盤帶動(dòng)從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，完成間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、槽輪機(jī)構(gòu)的分類：可分為外槽輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)。5.2槽輪機(jī)構(gòu)5.2槽輪機(jī)構(gòu)5.2.2槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用

1、槽輪機(jī)構(gòu)是一種單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)相比，工作平穩(wěn)性較高、能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)位，機(jī)械效率高。但是，槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，在啟動(dòng)和停止時(shí)有沖擊，適用于中速的場合。

轉(zhuǎn)塔刀架傳動(dòng)系統(tǒng)5.2槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例

灌裝機(jī)轉(zhuǎn)塔刀架傳動(dòng)系統(tǒng)5.2槽輪機(jī)構(gòu)冰激凌自動(dòng)灌裝機(jī)灌裝過程示意圖

案例分析：圖示為冰激凌自動(dòng)灌裝機(jī)灌裝過程示意圖，要求灌裝的瞬間，工作臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，每裝完一盒，工作臺(tái)轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，采用槽輪機(jī)構(gòu)可方便地實(shí)現(xiàn)這一功能。

5.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)5.3.1不完全齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理和類型

1、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組成：由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和機(jī)架組成。

5.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在主、從動(dòng)輪圓周上沒有布滿輪齒，因此當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)輪作單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

3、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通齒輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化而成的一種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

5.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)

3、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類型不完全齒輪機(jī)構(gòu)的類型有：外嚙合式、內(nèi)嚙合式和不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)。內(nèi)嚙合式不完全齒輪機(jī)構(gòu)兩輪轉(zhuǎn)向相同

外嚙合式不完全齒輪機(jī)構(gòu)兩輪轉(zhuǎn)向相反

5.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)

不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)從動(dòng)輪變?yōu)辇X條，輸出由間歇轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)殚g歇移動(dòng)5.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)5.3.2不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用1、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)〔1〕不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)的角度變化范圍較大，設(shè)計(jì)較靈活，易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期中的屢次動(dòng)、停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng)。〔2〕但不完全齒輪加工復(fù)雜，主、從動(dòng)輪不能互換。5.3不完全齒輪機(jī)構(gòu)

2、應(yīng)用場合由于不完全齒輪機(jī)構(gòu)在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度有突變，引起剛性沖擊，一般僅用于低速、輕載場合。不完全齒輪機(jī)構(gòu)常用于多工位、多工序的自動(dòng)機(jī)械中。課堂練習(xí)☆想一想練一練如下圖為自動(dòng)組裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖，請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí)分析該系統(tǒng)由哪些機(jī)構(gòu)組成？該系統(tǒng)的傳動(dòng)線圖如何？課堂練習(xí)食品加工機(jī)構(gòu)☆想一想練一練

請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí)分析食品加工機(jī)械的由哪些機(jī)構(gòu)組成、采用哪些傳動(dòng)部件，運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)線圖如何？課堂練習(xí)如下圖為自行車所用“飛輪〞結(jié)構(gòu)簡圖。它由內(nèi)棘輪1，與后軸3〔看成與后軸聯(lián)接〕固聯(lián)的轉(zhuǎn)盤2，與轉(zhuǎn)盤2鉸接的棘爪4所組成。試分析棘輪機(jī)構(gòu)在騎行中的作用?課堂練習(xí)答案：1.單向轉(zhuǎn)動(dòng)作用。雙腳向前蹬時(shí)，使棘輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過棘爪、轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。雙腳向后蹬時(shí)，棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪滑過棘輪齒面，不使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。2.超越離合作用。如果在騎行中雙腳不動(dòng)，即棘輪相對(duì)不動(dòng)，但車輪照樣帶著棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)〔棘爪在棘輪齒面滑過〕，這就是超越轉(zhuǎn)動(dòng)的作用。外嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)內(nèi)嚙合式棘輪機(jī)構(gòu)

超越離合

如下圖為可實(shí)現(xiàn)快速超越運(yùn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)。運(yùn)動(dòng)由蝸桿3輸入，帶動(dòng)蝸輪4并通過裝在其上的棘爪2，使棘輪1逆時(shí)針慢速轉(zhuǎn)動(dòng)。棘輪固聯(lián)在軸5上，因此軸5也作慢速轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)需要軸5逆時(shí)針方向作快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可直接快速轉(zhuǎn)動(dòng)軸5作超越轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)慢速輸入運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)構(gòu)不再起作用，棘爪2在棘輪輪齒上滑過。翻轉(zhuǎn)變向棘輪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)變向棘輪機(jī)構(gòu)一、齒式棘輪機(jī)構(gòu)〔利用棘爪與棘輪上的棘齒嚙合與別離實(shí)現(xiàn)間歇1、單動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu)齒式棘輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠，從動(dòng)棘輪容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)節(jié)，但是有噪聲、沖擊，輪齒易摩損，高速時(shí)尤其嚴(yán)重，常用于低速、輕載的間歇傳動(dòng)。棘輪機(jī)構(gòu)的作用是將主動(dòng)件的往復(fù)擺動(dòng)轉(zhuǎn)換為棘輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)間歇送進(jìn)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)位、分度等工作要求，且結(jié)構(gòu)簡單。棘輪機(jī)構(gòu)適用于低速輕載的場合。2.槽輪機(jī)構(gòu)

槽輪機(jī)構(gòu)的作用是將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)間歇送進(jìn)、轉(zhuǎn)位和分度等工作要求。結(jié)構(gòu)簡單，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角，機(jī)械效率高。但動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，槽輪啟動(dòng)和停止時(shí)有沖擊，故適用于中速的場合。3.不完全齒輪機(jī)構(gòu)

不完全齒輪機(jī)構(gòu)的作用是將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)