第十章其它常用機構內容提要第一節間歇運動機構第二節組合機構簡介第三節機器人機構

第十章其它常用機構第一節

間歇運動機構一、間歇運動機構實例二、對間歇運動機構的基本要求三、棘輪機構四、槽輪機構五、凸輪式間歇運動機構第十章其它常用機構實例1灌裝冷霜的多工位自動機實例2電影放映機送上空盒送出成品蓋盒蓋貼錫紙灌霜一、間歇運動機構實例第十章其它常用機構

二、對間歇運動機構的基本要求

1．運動系數從動構件的一個運動周期分為兩部分：運動時間Td和停歇時間Tt

。運動系數:運動時間占整個運動周期的比例。

第十章其它常用機構

運動系數越小，工作臺轉位越快，可提高生產率。但運動系數小，則啟動和停止時的加速度可能太大。所以，在設計中應慎重選擇這一參數。也有用動停比

k

來代替運動系數的，動停比是運動時間和停歇時間的比值：顯然，動停比和運動系數間有如下關系第十章其它常用機構⒉分度數n當從動構件作間歇回轉運動時，在從動構件一周內停歇的次數稱為分度數。它直接和工作臺的工位數有關，一般是設計的給定數據。也有一些間歇運動機構不用分度數這一概念，而只討論每次分度運動所轉過的角度。第十章其它常用機構⒊動力學性能間歇運動機構中的從動構件在一個很短的時間內要經歷啟動、加速、減速、停止的過程。

和凸輪從動件的運動一樣，如果從動件運動規律不好，會產生較大的加速度，從而帶來慣性負荷并產生沖擊。因此，要注意從動構件的運動規律。第十章其它常用機構⒋定位精度許多應用場合要求從動構件（工作臺）有較好的定位精度。影響定位精度的因素制造誤差間隙動態誤差：減速時的慣性力常常使從動構件在應該停止時發生殘余振動。保證定位精度的方法自身就能實現較精確的定位要另外設置定位裝置第十章其它常用機構三、棘輪機構

棘輪機構是一種應用歷史很久的間歇運動機構。在第一章中牛頭刨床的進給傳動系統中，我們已見過它的應用。組成和特點

類型應用設計要點

第十章其它常用機構（一）棘輪機構的組成和特點組成搖桿1—主動構件，作往復擺動運動棘輪3—單向的間歇運動驅動棘爪2止動棘爪4彈簧5第十章其它常用機構（1）調整搖桿擺角（2）裝置遮板

調整棘輪每次轉過角度的方法：第十章其它常用機構優點缺點沖擊和噪聲較大定位精度差只能用于速度不高、載荷不大、精度要求不高的場合結構簡單制造容易步進量易于調整特點第十章其它常用機構（二）棘輪機構的類型齒式棘輪機構摩擦式棘輪機構外嚙合內嚙合

克服了齒式棘輪機構沖擊和噪聲大的缺點,

可實現棘輪轉動角度的無級調節,

運動精度較差。外嚙合內嚙合結構緊湊，外形尺寸小。第十章其它常用機構內嚙合齒式棘輪機構第十章其它常用機構摩擦式棘輪機構外嚙合內嚙合第十章其它常用機構當需要使棘輪得到不同方向的轉動時，棘輪的齒可作成矩形，而棘爪作成可翻轉的。第十章其它常用機構（三）棘輪機構應用范圍的擴展棘輪機構除了可實現間歇送進、分度運動以外，還可作為制動器和超越離合器使用。制動器發生事故時，止動棘爪３突然伸出，可防止卷筒逆轉。第十章其它常用機構

單向離合器可看作是一個內接式摩擦棘輪機構。星輪1—主動件套筒2—從動件滾柱4超越離合器星輪1逆時針回轉時，滾柱4帶動套筒一同回轉。星輪1順時針回轉時，套筒停止不動。套筒只隨星輪逆時針方向回轉，從這個意義上說，它是一個單向離合器。第十章其它常用機構

它也可以成為一個超越離合器：當套筒從另一條傳動路線得到一個更快的逆時針回轉速度時，星輪相對于套筒成了順時針回轉，楔形空間中的摩擦不再起作用，套筒可以超越星輪以高速轉動。超越離合器在機床中有所應用，它使正常切削的運動鏈和快速運動的運動鏈可并行不悖地起作用。第十章其它常用機構（四）棘輪機構的設計要點1.模數和齒數的確定與齒輪相同，棘輪輪齒的有關尺寸也用模數作為計算的基本參數。模數已標準化，但棘輪的標準模數按其頂圓直徑來計算：棘輪齒數頂圓直徑模數

模數的選取根據棘輪機構的使用條件和運動要求選定。由棘輪機構的使用條件可確定棘輪的最小轉角，齒數太小則可能保證不了最小轉角的實現。模數決定了齒的大小，模數應根據齒和棘爪的強度來確定。第十章其它常用機構2.棘輪的齒形棘輪單向回轉非對稱梯形三角形

(載荷較小時使用)棘輪齒形和其它尺寸的計算可參閱機械設計的有關手冊。棘輪雙向回轉：矩形第十章其它常用機構四、槽輪機構

棘輪機構是一種應用很廣泛的間歇運動機構。組成和特點

類型運動分析設計要點

第十章其它常用機構外槽輪機構分度數n＝4（一）槽輪機構的組成和特點撥盤1—主動構件，作連續回轉運動。圓柱銷A—安裝于撥盤上。槽輪2—從動構件，有徑向槽、鎖止弧。第十章其它常用機構

當撥盤上的圓柱銷進入徑向槽之前，槽輪上的內凹鎖止弧鎖住，槽輪靜止不動。剛開始進入槽輪上的徑向槽的瞬間。鎖止弧剛好被松開，圓柱銷A將驅動槽輪轉動。

槽輪在圓柱銷驅動下轉過90度。圓柱銷即將脫離徑向槽的瞬間，槽輪上的另一個鎖止弧又被鎖住，槽輪又靜止不動。

撥盤連續轉動，槽輪作間歇運動，撥盤轉過4周，槽輪轉過1周。

第十章其它常用機構實例灌裝冷霜的多工位自動機

n＝6實例電影放映機

n＝4第十章其它常用機構結構簡單易于制造工作可靠機械效率較高同時具有分度和定位的功能（但撥盤上的鎖住弧定位精度有限，當要求精確定位時，還應設置定位銷）。

設計自由度小：在分度數確定以后，運動系數也隨之確定而不能改變，這是其突出缺點。不適用于高速：雖然振動和噪聲比棘輪機構小，但槽輪在啟動和停止的瞬間加速度大，有沖擊。優點缺點一般取分度數n

＝4～8。第十章其它常用機構（二）槽輪機構的類型平面槽輪機構:傳遞平行軸間運動外槽輪機構應用最廣

內槽輪機構停歇時間短，運動時間長，因此傳動更平穩所占的空間小第十章其它常用機構

曲線槽的槽輪機構

不等臂長的多銷槽輪機構

可以改變分度過程的運動規律，使之更為平穩

槽輪一周中可實現幾個運動和停歇時間均不相同的運動要求。徑向槽的尺寸不同撥盤上圓銷分布不均勻第十章其它常用機構空間槽輪機構:傳遞相交軸間的運動第十章其它常用機構（三）外槽輪機構的運動分析1.運動系數和運動周期是與撥盤的轉角和進入徑向槽的瞬間脫離徑向槽的瞬間圓柱銷的線速度應沿著徑向槽的中心線方向vv避免發生剛性沖擊ωω第十章其它常用機構因為撥盤是等速回轉運動時間Td對應2α1運動周期T

對應2π運動系數AO1O2αφω槽輪徑向槽數２１第十章其它常用機構

運動系數故

運動系數由此得出結論：，即最少為３槽若需要使，可在撥盤上均勻地放置個圓銷例如，第十章其它常用機構２.運動分析αφ進入區αφ為負離開區αφ為正ＲＲxΑ解出幾何關系輸出角位移表達式第十章其它常用機構輸出角位移表達式輸出角速度的無因次表達式輸出角加速度的無因次表達式求一階導數求二階導數輸出構件的角速度和角加速度是槽數和位置的函數．輸出構件的特性與什么有關？第十章其它常用機構外槽輪機構內槽輪機構在圓銷進入和脫離的瞬間，角加速度存在突變，因此，在這兩個瞬間存在柔性沖擊。當徑向槽數減少時，速度和加速度峰值急劇增加；所以，一般不推薦使用z＝3的情況。內槽輪機構的動力學性能比外槽輪機構要好得多。第十章其它常用機構（四）槽輪機構的設計要點（1）槽數和圓銷數的確定根據使用場合所要求的分度數確定槽輪的槽數z，根據對運動系數的要求確定圓銷數m。（2）中心距的確定它是決定槽輪機構所占空間大小的關鍵尺寸。中心距偏大受到空間布局的制約。若中心距太小，撥盤的關鍵尺寸R

也小；因而圓銷直徑和各部分的其它尺寸都不得不受到限制。尺寸R小，圓銷和槽的受力就更大。所以，中心距偏小受到強度的制約。槽輪機構的其它結構尺寸的確定可參閱機械設計的有關手冊。第十章其它常用機構凸輪式間歇運動機構也稱為分度凸輪機構．它是上個世紀中葉以后才發展起來的新型間歇運動機構。五、凸輪式間歇運動機構組成和工作原理類型特點和應用第十章其它常用機構（一）凸輪式間歇運動機構的組成和工作原理蝸桿分度凸輪機構（應用最多）主動凸輪從動盤機架機架凸脊軸線相互垂直交錯滾子第十章其它常用機構凸輪上有一條凸脊，如果凸脊沿一條螺旋線布置，就像一個蝸桿，那么凸輪連續轉動時就帶動從動盤像蝸輪那樣連續轉動。但凸輪上的凸脊經過這樣的設計：當凸輪在連續回轉時，使從動盤作間歇運動。從動盤上的滾子可以繞其自身軸線轉動，可減小凸輪面和滾子之間的滑動摩擦。兩軸間的中心距可作微量調整，以消除凸輪輪廓面和滾子之間的間隙，實現“預緊”，不但可減小間隙帶來的沖擊，而且在從動盤停歇時可得到精確的定位。Ａ第十章其它常用機構（二）凸輪式間歇運動機構的類型１．蝸桿分度凸輪機構２．圓柱分度凸輪機構

在從動盤上可以布置較多的滾子，能實現較大的分度數。難以實現預緊。從動盤主動凸輪滾子分布在從動盤的端面上第十章其它常用機構３．平行分度凸輪機構從動盤主動凸輪均勻分布的三組滾子３片共軛平面凸輪凸輪的突起部分的曲線可推動從動盤轉動。凸輪的圓弧部分卡在兩個滾子之間，實現停歇時的定位。第十章其它常用機構平行分度凸輪可實現“一分度”，即凸輪轉過一周，從動盤也轉過一周，并停歇一段時間。模切機送進系統（壓制紙盒）輸入：連續轉動模切區沖模分度凸輪機構聯軸器鏈輪牙排（夾持紙板）鏈條鏈輪：間歇轉動鏈條：步進運動第十章其它常用機構（三）凸輪式間歇運動機構的特點和應用和棘輪機構槽輪機構相比，突出的優點：1）運轉可靠，轉位準確；2）無需另加定位裝置，而且定位可靠；3）設計自由度大：分度凸輪機構的分度數決定了滾子數目，而動停比則取決于凸輪廓線設計，二者之間沒有確定的關系，因此設計者有較大的設計自由度；4）通過從動盤運動規律的合理設計，可減小動載荷和沖擊，因此它的運轉速度可以比棘輪機構和槽輪機構高得多，蝸桿式分度凸輪的轉速已達3000r/min