《機械設計基礎》主編：胡孟謙張曉娜

機械工業出版社【學習目標】

掌握螺旋傳動、棘輪機構、槽輪和不完全齒輪棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理、類型和應用。【知識點】1.螺旋機構、棘輪和槽輪機構的組成、分類及特點。2.棘輪、槽輪和不完全齒輪工作原理和應用。第五章其他常用機構第五章其他常用機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構一、螺旋傳動的結構、類型與特點機構組成：螺桿、螺母和機架主要功能：將旋轉運動變換為直線運動，并同時傳遞運動和動力。螺旋機構分類：1.按用途和受力情況分類：傳遞運動、傳遞動力和用于調整機構；2.按摩擦性質分類：滑動螺旋機構、滾動螺旋機構和靜壓螺旋機構。螺旋機構優點：結構簡單、工作連續平穩、傳動比大、承載能力強、傳遞運動準確、易實現自鎖等優點，故應用廣泛螺旋機構缺點：摩擦損耗大、傳動效率低。【“工程機械之王”——盾構機】——盾構機，即使用盾構法的全斷面隧道掘進機，是當前主流的隧道施工機械，多用于地鐵和高鐵建設，被譽為“工程機械化之王”。

第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構圖5-1硬巖掘進機“中鐵859號”第一節螺旋機構第二節棘輪結構第一節螺旋機構第二節棘輪機構第三節槽輪機構1.滑動螺旋機構按螺桿上螺旋副的數目分為：單螺旋機構和雙螺旋機構兩種。（1）單螺旋機構

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1個螺桿、1個螺母第四節不完全齒輪機構（2）雙螺旋機構：兩個螺母、螺桿有兩段不同螺紋分類：差動螺旋機構、復式螺旋機構1）差動螺旋機構差動螺旋機構中兩螺旋副的螺紋旋向相同，螺桿為主動件轉動，螺母1固定，螺母2只能移動不能轉動。當螺桿轉過φ角時，移動螺母相對機架的位移為s當兩處螺紋的導程Ph1和Ph2相差很小時，位移s可以很小。差動螺旋機構應用于各種微動裝置中，如測微器、分度機構、精密機械進給機構及精密加工力具等。第三節槽輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪機構第四節不完全齒輪機構1-螺桿2、2'-螺母3-機架2）復式螺旋機構

復式螺旋機構中的螺母能產生很大的位移，可應用于需快速移動或調整的裝置中，故也稱為倍速機構或增速機構。實際應用中，如要求兩構件同步移動，只需使Ph1=Ph2即可。

臺鉗定心夾緊機構（倍速機構，螺母A和螺母B的旋向相反）第三節槽輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪機構第四節不完全齒輪機構工作過程：當轉動螺桿，臺鉗的左右兩個鉗口同時向中間移動，夾緊工件；當反向旋轉螺桿時，兩個鉗口同時向中間外移動，工件取下。2.滾動螺旋機構在螺桿和螺母的螺旋面上制出弧形螺旋槽，在螺旋副間形成滾道，并放人鋼球，成為滾動摩擦式的螺旋機構，稱為滾動螺旋機構。第一節螺旋機構第二節棘輪機構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構工作過程：

當轉動螺桿，臺鉗的左右兩個鉗口同時向中間移動，夾緊工件；

當反向旋轉螺桿時，兩個鉗口同時向中間外移動，工件取下。

二、螺旋傳動機構的傳動效率和自鎖

在一定工作范圍內，螺紋升角?越大，傳動效率η越高；摩擦角ρ_v越大（即當量摩擦系數f_v大），傳動效率η越低。因此，對傳動用螺旋機構，螺紋牙形的選擇直接影響其傳動效率，一般常用矩形、梯形螺紋。1.傳動效率——螺旋機構的傳動效率η為螺母轉動一周的有效功與輸入功之比。2.自鎖條件

螺紋副被擰緊后，如不加反向外力矩。則不論軸向載荷多大，也不會自動松開，此現象稱為螺旋副的自鎖性能。

5-1螺旋機構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第五章其他常用機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構第二節棘輪機構一，棘輪機構的工作原理棘輪機構由棘輪、棘爪、搖桿和機架組成。在搖桿做往復擺動，棘輪做單向的間歇轉動。

通常鋸齒形齒的棘輪用于單向轉動的棘輪機構，棘爪隨搖桿連續地往復擺動時，棘輪只作單向的間歇運動。

外嚙合式棘輪機構5-2棘輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第二節

棘輪機構一、棘輪機構的工作原理棘輪機構由棘輪、棘爪、搖桿和機架組成。在搖桿做往復擺動，棘輪做單向的間歇轉動。二、棘輪機構的類型及應用棘輪機構分類：齒式棘輪機構

摩擦式棘輪機構。1.齒式棘輪機構齒式棘輪機構有外嚙合式和內嚙合式。外嚙合棘輪機構的棘齒在棘輪的外緣，內嚙合棘輪機構的棘齒在棘輪的內緣。第四節不完全齒輪機構

內嚙合式棘輪機構

外嚙合式棘輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構二、棘輪機構的類型及應用棘輪機構分類：齒式棘輪機構

摩擦式棘輪機構。1.齒式棘輪機構齒式棘輪機構根據運動方式還可分為單動式、雙動式和可變向式三種棘輪機構。單動式棘輪機構中的棘輪只作單向的間歇運動；雙動式棘輪機構的棘爪往復擺動一次，棘輪沿同一方向間歇轉動兩次。棘輪齒形：鋸齒形和矩形。第四節不完全齒輪機構雙動棘爪棘輪機構轉動棘爪棘輪機構

牛頭刨床中工作臺橫向進給機構（矩形齒棘輪機構）2.摩擦式棘輪機構——通過棘爪與棘輪之間的摩擦力來實現傳動。特點：工作時噪聲較少，接觸面間容易發生滑動。分類：外摩擦式棘輪機構、滾子式內摩擦棘輪機構外摩擦式棘輪機構組成：棘爪1、棘輪2和止回棘爪3。滾子式內摩擦棘輪機構組成：外套1、星輪2和滾子3。第三節槽輪機構第二節棘輪結構第一節螺旋機構第四節不完全齒輪機構外摩擦式棘輪機構

滾子式內摩擦棘輪機構三、棘輪轉角的調整方法1.調節曲柄長度

通過改變曲柄長度，可調節搖桿的最大擺角ψ的大小，從而改變棘輪轉角。2.調節覆蓋罩角度

在搖桿擺角ψ不變的前提下，調節覆蓋罩的角度，改變棘輪上被遮擋的部分，使棘爪在每次擺動過程中撥動的棘齒齒數發生變化，因此棘輪轉角也隨之變化。

3.用雙動棘爪調節棘輪轉角

雙動式棘輪機構的棘爪往復擺動一次，兩個棘爪交替推動棘輪沿同一方向間歇轉動兩次。

如提起其中一個棘爪使其不工作，則棘輪隨棘爪的每次往復擺動只轉動一次。第三節槽輪機構第二節棘輪結構第一節螺旋機構第四節不完全齒輪機構第五章其他常用機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構一、槽輪機構組成與分類槽輪機構也屬于間歇運動機構，由槽輪、撥盤和機架組成。平面槽輪機構有兩種型式：外槽輪機構和內槽輪機構內槽輪機構雙圓柱銷外槽輪機構5-3槽輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構外槽輪機構

槽輪轉動的次數取決于主動銷數量k槽輪每一次轉動所轉過的角度2π/z（z為槽數），如果k=2，即為雙圓柱銷外槽輪機構，撥盤轉動一周。槽輪將反向轉動兩次。第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構二、槽輪機構的特點及應用1.特點：結構簡單，工作可靠，轉動的角度準確可控。2.應用：電影放映機卷片機構、自動傳送鏈裝置第四節不完全齒輪機構電影放映機卷片機構1.電影放映機卷片機構，撥盤1使槽輪2轉動一次便卷過一張底片，此過射燈不發光。

2.當槽輪停轉時，射燈發光照射底片，銀幕上即出現該底片的投影。

3.斷續出現的投影，在觀眾看來都是連續的動作，這是利用了人“視覺暫留”的生理特點。自動傳送鏈裝置第五章其他常用機構第一節螺旋機構第二節棘輪結構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構

第四節不完全齒輪機構一、不完全齒輪機構工作原理不完全齒輪機構：主動輪齒數較少，從動齒輪是完整齒輪或齒條，或為不完全齒輪。運動原理：主動輪連續轉動，從動輪間歇轉動。類型：外嚙合式、內嚙合式、齒輪齒條式等

。5-4不完全齒輪機構第一節螺旋機構第二節棘輪機構第三節槽輪機構第四節不完全齒輪機構外嚙合式內嚙合式齒輪齒條式二、不完全齒輪機構特點及應用1.特點：結構簡單，制造方便，從動輪的運動時間和靜止時間的比例可不受機構結構的限制。2.分類：外嚙合式、內嚙合式和齒輪齒條式等3.應用：低速或輕載