内啮合不完全齿轮机构

6.1 槽轮机构
6.1.1 槽轮机构的工作原理 槽轮机构又称马尔他机构，由槽轮、装有圆销的 拨盘和机架组成。如图6-1所示，拨盘做匀速转动时， 驱动槽轮作时转时停的间歇运动。当圆销未进入轮槽 时，槽轮静止。圆销进入轮槽时，锁止弧松开，槽轮 转动；当圆销离开槽时，槽轮又被拨盘的外锁止槽卡 住，槽轮静止。直到圆销A在进入槽轮另一径向槽时， 两者又重复上述的运动循环。 槽轮机构有两种基本型式：一种是外啮合槽轮机 构，如图6-1所示，另一种是内啮合槽轮机构，如图6-2 所示。
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图6-1
因此，该槽轮机构的运动系数和静止系数分别为：
2 t ' 2 1 z2 1 1 z （6-2） t 2 2 2z 2 z
t' ' t t' z2 1 1 1 （6-3） t t 2z 2 z
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棘轮机构除了常用于 实现间歇运动外，还能实 现超越运动。如图6-7所示 3 为自行车后轮轴上的棘轮 2 机构。当脚蹬踏板时，经 3 链轮1和链条2带动内圈具 有棘齿的链轮3顺时针转动， 5 再通过棘爪4的作用，使后 4 轮轴5顺时针转动，从而驱 使自行车前进。当自行车 前进时，如果令踏板不动， 图6-7 超越式棘轮机构 后轮轴5便会超越链轮3而 转动，让棘爪4在棘轮齿背 上划过，从而实现不蹬踏 板的自由滑行。
第6章 间歇运动机构与组合机构
6.1 槽轮机构 6.2 棘轮机构
6.3 不完全齿轮机构 6.4 组合机构
在机械和仪表中，常常需要原动件作连续运动，而 从动件则产生周期性时动时停的间歇运动，实现这种间 歇运动的机构称为间歇运动机构。间歇运动的机构很多， 本章仅介绍最常见的几种。 连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和间歇运动机构是 工程中最常用的几种基本机构。对于比较复杂的运动变 换，某种基本机构单独使用往往难以满足实际生产过程 的需要，因此，把若干种基本机构用一定的方式联接wenku.baidu.com 来成为组合机构，以便得到单个基本机构所不能具有的 运动性能。在本章最后将介绍几种组合机构。
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为保证槽轮运动，其运动系数应大于零。由式（62）可知，槽轮的径向槽数z 应等于或大于3。由式（6-2） 还可以看出，这种槽轮机构的运动系数 恒小于0.5，即 槽轮的运动时间 t总小于静止时间t。
欲使槽轮机构的运动系数 大于0.5，可在拨盘上装 数个圆销。设拨盘上均匀分布的圆销数为K，当拨盘转 一整周时，槽轮将被拨动K次。因此，槽轮的运动时间 为单圆销时的K倍。即：
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图6-1
（6-1）
在一个运动循环内，槽 轮2的运动时间 t 与主动拨盘 转一周的总时间t 之比，称为 槽轮机构的运动系数。用 表 示。槽轮停止时间 t与主动 拨盘转一周的总时间t之比， 称为槽轮的静止系数，用 表示。当拨盘匀速转动时， 时间之比可用槽轮与拨盘相 应的转角之比来表示。如图 6-1所示，只有一个圆销的槽 轮机构，t、t、t分别对应于 拨盘的转角为21、（221）、2。
6.2 棘轮机构
6.2.1 棘轮机构的工作原理及应用
图 6-3 所示为外啮合棘轮机 构。它由摆杆 1、棘爪 2、棘轮3、 止回爪 4 和机架 5 组成。通常以 摆杆为主动件、棘轮为从动件。 当摆杆 1 连同棘爪 2 顺时针转动 时，棘爪进入棘轮的相应齿槽， 并推动棘轮转过相应的角度； 当摆杆逆时针转动时，棘爪在 棘轮齿顶上滑过。为了防止棘 轮跟随摆杆反转，设置止回爪 4。 这样，摆杆不断地作往复摆动， 棘轮便得到单向的间歇运动。
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图6-3 外啮合棘轮机构
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棘轮机构还可以作成内啮合形式（图6-4）
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图6-4
内啮合棘轮机构 6-4.swf (单击打开)
移动棘轮（即棘条）形式（图6-5），其工作原 理和外啮合棘轮机构类似。
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图6-5 棘条机构
如图6-6所示为摩擦 式棘轮机构，当摆杆1作逆 时针转动时，利用楔块2与 摩擦轮3之间的摩擦产生自 锁，从而带动摩擦轮3和摆 杆一起转动；当摆杆作顺 时针转动时，楔块2与摩擦 轮3之间产生滑动。这时由 于楔块4的自锁作用能阻止 摩擦轮反转。这样，在摆 杆不断作往复运动时，摩 擦轮3便作单向的间歇运动。 图6-6 摩擦棘轮机构
K ( z 2) 2z
（6-4）
运动系数 还应当小于1（=1表示槽轮 2与拨盘 1一样作连续转动，不能实现间歇运动），故由上式 得： 即
K ( z 2) 1 2z
2z K z2
由上式可知，当 z =3时，圆销的数目可为1~5，当 z=4 或 5 时，圆销数目可为1~3，而当 z > 6时，圆销的 数目为1或2。从提高生产效率观点看，希望槽数z小些 为好，因为此时 也相应减小，槽轮静止时间（一般为 工作行程时间）增大，故可提高生产效率。但从动力特 性考虑，槽数 z 适当增大较好，因为此时槽轮角速度减 小，可减小震动和冲击，有利于机构正常工作。但槽数 z > 9的槽轮机构比较少见。因为槽数过多，则槽轮机构 尺寸较大，且转动时惯性力矩也增大。另外，由式（63）可知，当z > 9时，槽数虽增加，运动系数的变化却 不大，故z 常取为4~8。
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图6-1 外啮合槽轮机构 6-1.swf (单击打开)
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图6-2 内啮合槽轮机构
槽轮机构结构简单，效率高，运动平稳，因此在 自动机床转位机构、电影放映机卷片机构等自动机械 中得到广泛的应用。
6.1.2 槽轮机构的主要参数 槽轮机构的主要参数是槽数 z 和拨盘圆销数K。
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如图6-1所示。为了使 槽轮2在开始和终止转动时 的瞬时角速度为零，以避 免圆销A与槽轮发生撞击， 圆销进入或脱出径向槽的 瞬时，径向槽的中线应与 圆销中心相切，即O2A应 与O1A垂直。设z为均匀分 布的径向槽数，当槽轮2转 过22=2z弧度时，拨盘1 相应转过的转角为：
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