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1、第第7章章 其他常用机构其他常用机构1、万向联轴节2、螺旋机构3、棘轮机构4、槽轮机构5、不完全齿轮机构 7-17-1 万万 向向 联联 轴轴 节节一、单万向联轴节结构与运动情况一、单万向联轴节结构与运动情况主动轴主动轴从动轴从动轴十字头十字头转动副转动副转转动动副副转转动动副副主主动动轴轴与与从从动动轴轴间间的瞬时角速度比：的瞬时角速度比：主动轴角速度主动轴角速度从动轴角速度从动轴角速度或或或或二、双万向联轴节二、双万向联轴节双万向联轴节是由左双万向联轴节是由左右两单万向节组成右两单万向节组成从动轴从动轴主动轴主动轴主动轴主动轴从动轴从动轴必须满足下列两条件：必须满足下列两条件：（）（）即主
2、动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中即主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中间轴的夹角间轴的夹角即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。即中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。（）（）三、万向联轴节的应用三、万向联轴节的应用在汽车中的在汽车中的应用应用在轧钢机在轧钢机中的应用中的应用在铣床中在铣床中的应用的应用在机床工装中应用在机床工装中应用7-2 螺 旋 机 构组成：组成：组成：组成：螺杆、螺母、机架。螺杆、螺母、机架。螺杆、螺母、机架。螺杆、螺母、机架。运动特点：运动特点：运动特点：运动特点：一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。一般情况下是螺杆连续回转，螺母
3、轴向移动。一般情况下是螺杆连续回转，螺母轴向移动。优点：优点：优点：优点：获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。获得很大的减速比和力的增益。缺点：缺点：缺点：缺点：机械效率较低。机械效率较低。机械效率较低。机械效率较低。应用：应用：应用：应用：螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。螺旋压力机、千斤顶、机床进给装置、微调机构等。 1.螺旋机构及其应用螺旋机构及其应用在在在在 v v 时时时时, ,也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。也可以螺母为作轴向
4、移动，迫使螺杆转动。也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。也可以螺母为作轴向移动，迫使螺杆转动。2. 2.运动分析运动分析运动分析运动分析导程导程导程导程l l螺旋转一圈螺旋转一圈螺旋转一圈螺旋转一圈( (2 2) )，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。，螺母前进的距离。螺旋转过任意螺旋转过任意螺旋转过任意螺旋转过任意角时，螺母的位移角时，螺母的位移角时，螺母的位移角时，螺母的位移s s为：为：为：为： s / r r =l /r2lr r2sr r s=l/2螺距螺距螺距螺距p p相邻螺纹牙齿同侧齿面之间相邻螺纹牙齿同侧齿面之间相邻螺纹牙齿同侧齿面之间相邻螺纹牙齿同侧齿面之
5、间的距离。的距离。的距离。的距离。两者的关系为：两者的关系为：两者的关系为：两者的关系为：l = l = z z p p，z z为螺纹的头数。为螺纹的头数。为螺纹的头数。为螺纹的头数。213将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：将螺纹在中径圆柱处展开得一斜三角形，于是：图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母图示螺旋机构中，螺母A A固定，固定，固定，固定，螺母螺母螺母螺母2 2可沿轴向移动，且可沿轴向移动，且可沿轴向移动，且可沿轴向移动，且: : lAlB当当当当A A、B B段螺纹旋
6、向相同时，段螺纹旋向相同时，段螺纹旋向相同时，段螺纹旋向相同时，螺杆螺杆螺杆螺杆1 1相对于机架相对于机架相对于机架相对于机架3 3的位移为：的位移为：的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2当差当差当差当差( (l lA Al lB B) )很小时，很小时，很小时，很小时，s s将很小。将很小。将很小。将很小。当当当当A A、B B段螺纹旋向相反时，螺母段螺纹旋向相反时，螺母段螺纹旋向相反时，螺母段螺纹旋向相反时，螺母2 2的位移为：的位移为：的位移为：的位移为： s =( lAlB)/2称为称为称为称为复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉
7、线，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线，用于车辆的快速靠近或离开、电杆拉线机构等。机构等。机构等。机构等。123这种螺旋机构称为微这种螺旋机构称为微这种螺旋机构称为微这种螺旋机构称为微( (差差差差) )动螺旋机构，用于测微计（千分尺）、动螺旋机构，用于测微计（千分尺）、动螺旋机构，用于测微计（千分尺）、动螺旋机构，用于测微计（千分尺）、分度机构、调节机构（分度机构、调节机构（分度机构、调节机构（分度机构、调节机构（镗刀微调机构镗刀微调机构镗刀微调机构镗刀微调机构）中）中）中）中。s1=lA/2螺母螺母螺母螺母2 2相对于螺杆相对于螺杆相对于螺杆相对于螺杆1
8、 1的位移为：的位移为：的位移为：的位移为：s21=lB/2螺母螺母螺母螺母2 2相对于机架相对于机架相对于机架相对于机架3 3的位移为：的位移为：的位移为：的位移为：l l1 1=1.25 mm(=1.25 mm(右右右右) )l l2 2=1 mm(=1 mm(右右右右) )镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构镗刀进给量调整微动螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构复式螺旋机构 7-3 棘 轮 机 构主动摆杆驱动棘爪棘轮止动棘爪一、棘轮机构的基本结构和工作原理一、棘轮机构的基本结构和工作原理棘轮不动棘轮运动单动式棘轮机构单动式棘轮机构外外啮啮
9、式式外啮合式齿形棘轮机构内内啮啮式式内啮式单动式棘轮机构内啮式单动式棘轮机构棘棘条条机机构构二、棘轮机构的类型二、棘轮机构的类型常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类单向式棘轮机构单向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构轮轮齿齿式式棘棘轮轮机机构构摩摩擦擦式式棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构单动式棘轮机构单动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构双动式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构双向式棘轮机构
10、另一种双向棘轮机构偏偏心心楔楔块块式式棘棘轮轮机机构构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构内置偏心楔块式棘轮机构内置偏心楔块式棘轮机构滚滚子子楔楔紧紧式式棘棘轮轮机机构构滚子楔紧式棘轮机构滚子楔紧式棘轮机构三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用轮齿式棘轮机构轮齿式棘轮机构：结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容易实现结构简单、易于制造、运动可靠、棘轮转角容易实现有级调整有级调整棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重棘爪在齿面滑过时会引起噪声，高速时更为严重轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的控制轮齿式棘轮机构多用于低速、轻载时间歇运动的
11、控制棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘棘轮机构用于将摇杆的周期性摆动转换为棘轮的单向轮的单向间歇转动间歇转动，也常作为，也常作为防逆转装置防逆转装置，超越离合器超越离合器。摩擦式棘轮机构：摩擦式棘轮机构：传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整传递运动较平稳、无噪声，从动件的转角可作无级调整易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递易出现打滑现象，运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合运动的场合各种棘轮机构在生产实际中的应用各种棘轮机构在生产实际中的应用棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘
12、轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘棘轮轮机机构构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构棘轮机构athtDDf（）不对称梯形齿（）不对称梯形齿不对称梯形齿强度不对称梯形齿强度较高，已经标准化，较高，已经标准化，是最常用的一种齿是最常用的一种齿形形=1530m模数，模数， z齿数齿数a=m, t=m，h=0.75mD=mz，Df=D-2h，三、棘轮机构设计中的主要问题三、棘轮机构设计中的主要问题、棘轮齿形的选择、棘轮齿形的选择（2）直线型三角形齿）直线型三角形齿这种齿形的这
13、种齿形的齿顶尖锐，齿顶尖锐，强度较低，强度较低，用于小载荷用于小载荷场合。场合。直线直线（3）圆弧型三角形齿）圆弧型三角形齿圆弧圆弧这种齿形这种齿形较直线型较直线型三角形齿三角形齿强度高，强度高，冲击也小冲击也小一些。一些。（4）对称型矩形齿）对称型矩形齿这种齿用这种齿用于双向驱于双向驱动的棘轮动的棘轮2、棘轮转角大小的调整、棘轮转角大小的调整（1）采用棘轮罩）采用棘轮罩通过改变棘轮通过改变棘轮罩的位置实现罩的位置实现棘轮转角大小棘轮转角大小的调整的调整滑块滑块摆杆摆杆（2）改变摆杆摆角）改变摆杆摆角通过改变通过改变滑块滑块A的的位置，改位置，改变摆杆摆变摆杆摆角的大小，角的大小，从而实现从而
14、实现棘轮转角棘轮转角大小的调大小的调整整 以上两种调整棘轮转角的方法，以上两种调整棘轮转角的方法，棘轮的最小转角都不小于一个齿距棘轮的最小转角都不小于一个齿距角。若要使棘轮的转角小于一个齿角。若要使棘轮的转角小于一个齿距角，则应采取距角，则应采取多爪棘轮机构多爪棘轮机构（3）多爪棘轮机构角）多爪棘轮机构角 1 2棘爪数棘爪数n棘轮齿距角棘轮齿距角 摆杆转角摆杆转角 1棘轮转角棘轮转角 2 1 1 2 2多爪棘轮机构多爪棘轮机构3、棘轮机构的可靠工作条件、棘轮机构的可靠工作条件（1）棘爪的可靠啮合条件）棘爪的可靠啮合条件P P PFRFNfFN欲使棘爪顺利的滑入欲使棘爪顺利的滑入棘轮齿根，则必须
15、有：棘轮齿根，则必须有：棘轮齿面角棘轮齿面角 大于摩擦角大于摩擦角 或者棘轮对棘爪的总反力或者棘轮对棘爪的总反力FN的作用线在棘爪轴心的作用线在棘爪轴心O1和棘轮和棘轮轴心轴心O2之间穿过之间穿过O1O1O1O2O2O2（2）偏心块楔紧条件）偏心块楔紧条件 FRfFNFN欲使楔块楔紧棘欲使楔块楔紧棘轮，则必须有：轮，则必须有：楔块廓线升角楔块廓线升角 小于摩擦角小于摩擦角 （2）滚子楔紧条件）滚子楔紧条件欲使滚子被楔紧，则欲使滚子被楔紧，则必须有：必须有：FAFNAFNBFB楔紧角楔紧角 小于小于2倍的摩擦角倍的摩擦角 楔紧角楔紧角 不宜过小，以防套筒反向运动时滚不宜过小，以防套筒反向运动时滚
16、子不易退出楔紧状态。子不易退出楔紧状态。注意：注意： 7-4 槽 轮 机 构一、槽轮机构的组成及其工作原理一、槽轮机构的组成及其工作原理主动拨盘主动拨盘从动槽轮从动槽轮锁止弧锁止弧锁止弧锁止弧径向槽径向槽圆柱销圆柱销主动拨盘转动主动拨盘转动圆柱销进入径向槽圆柱销进入径向槽锁止弧松开锁止弧松开从动槽轮转动从动槽轮转动拨盘转过角拨盘转过角2 1槽轮转过槽轮转过2 2圆柱销脱出径向槽圆柱销脱出径向槽槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住拨盘转动、槽轮静止拨盘转动、槽轮静止二、槽轮机构的基本类型及其应用二、槽轮机构的基本类型及其应用常见的槽轮机构有两种类型：常见的槽轮机构有两种类
17、型：外外啮啮合合槽槽轮轮机机构构内内啮啮合合槽槽轮轮机机构构槽轮机构在生产中的应用槽轮机构在生产中的应用电影放映机的电影放映机的间歇卷片机构间歇卷片机构间歇转位机构间歇转位机构电影放映机的间歇卷片机构电影放映机的间歇卷片机构二、槽轮机构的运动性质二、槽轮机构的运动性质1、槽轮机构的运动系数、槽轮机构的运动系数主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘与拨盘的运动时间的运动时间t1的比值的比值 为槽轮机构的运动系数。为槽轮机构的运动系数。（1）外槽轮机构）外槽轮机构拨盘转过一周的时间为：拨盘转过一周的时间为：若拨盘上有若拨盘上有k 个圆柱销，则个圆柱销，则拨盘每转
18、一周，拨盘每转一周， k 次拨动槽次拨动槽轮。每次拨动槽轮的运动时轮。每次拨动槽轮的运动时间为：间为： k 次拨动槽轮的运动时间为：次拨动槽轮的运动时间为：槽轮径向槽数槽轮径向槽数要使槽轮运动，其运动时间要使槽轮运动，其运动时间 t20即即 ： 要使槽轮有停歇，其运动时间要使槽轮有停歇，其运动时间 t2 t1，即：，即：Z = 3时，时，k6, 即即k = 1-5，Z = 4时，时，k4, 即即k = 1-3，Z = 5时，时，k10/3, 即即k = 1-3.（2）内槽轮机构）内槽轮机构拨盘转过一周的时间为：拨盘转过一周的时间为：若拨盘上有若拨盘上有k 个圆柱销，个圆柱销，则拨盘每转一周，则
19、拨盘每转一周， k 次拨次拨动槽轮。每次拨动槽轮的动槽轮。每次拨动槽轮的运动时间为：运动时间为： k 次拨动槽轮的运动时间次拨动槽轮的运动时间为：为：槽轮径向槽数槽轮径向槽数要使槽轮有停歇，其运动时要使槽轮有停歇，其运动时间间 t21时时从动轮运动时间：从动轮运动时间：从动轮停歇时间：从动轮停歇时间：主动轮假想齿数，即轮齿布满节圆时的齿数。主动轮假想齿数，即轮齿布满节圆时的齿数。注意：注意：当主动轮的末齿修顶后将影响转角当主动轮的末齿修顶后将影响转角从而影响从动轮的运动时间和停歇时间。从而影响从动轮的运动时间和停歇时间。三、具有瞬心线附加杆的不完全齿轮机构三、具有瞬心线附加杆的不完全齿轮机构 在在不不完完全全齿齿轮轮机机构构传传动动中中，从从动动轮轮在在开开始始运运动动和和终终止止运运动动时时速速度度有有突突变变，因因而而产产生生冲冲击击。为为减减小小冲冲击击，可可在在两两轮轮上上安安装装瞬心线附加杆。瞬心线附加杆。瞬心瞬心线附线附加杆加杆加瞬心线附加杆后，2 的变化情况如图中虚线所示
