第六章 间歇运动机构

机械设计基础学习指导
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第六章间歇运动机构
一、基本要求
1）了解间歇运动机构在设计中对从动件的动、停时间和位置的要求及对其
动力性能的要求。
2）掌握棘轮机构、槽轮机构的工作原理、特点、功能和适用场合，学会借
助手册对其进行运动设计。
3）了解不完全齿轮机构的工作原理、特点、功能。
二、重点、难点指导
本章的重点是：间歇运动机构的工作原理、运动特点、功能和其
适用的场合。
本章的难点是：间歇运动机构的设计和选用。
1．棘轮机构
将主动件的往复摆动转换为棘轮的单向间歇转动。它可以实现间歇送进、制
动、转位、分度和超越离合等工作要求，且结构简单。齿式棘轮机构运动可靠、
转角准确；但动程只能有级调节，且噪声、冲击和磨损都较大。摩擦式棘轮机构
传动平稳、无噪声，可实现动程的无级调节；但其运动准确性较差。棘轮机构通
常只适用于低速、轻载的场合。
2．槽轮机构
将主动销轮的连续转动转化为槽轮的单向间歇转动。平面槽轮可以传递平行
轴运动，而空间槽轮机构可以传递相交轴运动。内槽轮机构与外槽轮机构相比，
具有传动较平稳、停歇时间短、所占空间小等优点。槽轮机构结构简单，能准确
控制转角，机械效率高。但其动程不可调节，槽轮在起动和停止时有冲击。因此，
槽轮机构适用于中速的场合。
3．凸轮式间歇运动机构
将主动凸轮的连续转动转化为从动转盘的间歇转动。此机构最突出的优点是
通过合理地设计凸轮廓线，可以减小其动载荷和避免冲击。因此，它适用于高速
运转的场合。凸轮式间歇运动机构结构紧凑、转位准确，但对凸轮加工精度要求
较高，加工较复杂，安装调整比较困难。

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. . tan . 1 f . tan . 1 0 . 15 . 8 . 5 .
4．不完全齿轮机构
将主动轮的连续转动转化为从动轮的间歇运动。其中，主动轮上只有一个或
几个轮齿。不完全齿轮机构很容易实现一个周期内多次动、停时间不等的间歇运
动；但其加工复杂，在进入和退出啮合时有刚性冲击。如果安装瞬心线附加板，
可减小冲击，改善其动力特性。不完全齿轮机构常用于多工位、多工序的自动机
械或生产线中。
三、典型例题分析
例l 牛头刨床的横向送进机构如图6-1 所示。已知工作台的横向送进量
S=0.1mm，送进螺杆的导程l =3mm，棘轮模数m=6mm，棘爪与棘轮之间的摩擦因数
f =0.15。试求：（1)棘轮齿面倾斜角β；（2)棘轮的齿数z；（3)棘轮的尺寸
da，df，p；（4)确定棘爪的长度L。
解（1）确定棘轮齿面倾斜角β。为了使棘爪在推动棘轮时能始终紧压
齿面

滑向齿根部，要求棘轮齿面倾斜角必须大于棘轮与棘爪之间的摩擦角，即
β>φ。
而
取β=10o
（2）确定棘轮的齿数z
棘轮的最小转角θmin 为
θmin=s/l×360o=12o
所以z =360o/12o=30
（3）确定da，df 及p
da=mz=6×30mm=180mm
df=da-2h=(180-2×0.75×6)mm=171mm
p=兀m=3.14×6mm=18.85 mm
（4）确定棘爪长度L
L=2p=2×18.85mm=37.70 mm

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图6-1 牛头刨床的横向送进机构
四、复习思考题
1．间歇运动机构设计中的三个基本要求是什么?
2．棘轮机构有几种类型？它们分别有什么特点？适用于什么场合?
3．棘轮机构动程和动停比的调节方法有哪几种?
4．什么是棘轮齿面倾斜角β？应如何选取？为什么?
5．内槽轮机构与外槽轮机构相比有何优点?
6．何谓槽轮机构的运动系数？运动系数τ 为什么大于0 而小于1？
7.与棘轮机构、槽轮机构相比，凸轮式间歇运动机构的最大优点是什么?
8.不完全齿轮机构与普通齿轮机构的啮合过程有何异同点?
五、自测题
1.填空题
1) 当主动件作等速连续转动，需要从动件作单向间歇转动时，可采用
（ ）机构。
2) 在间歇运动机构中，当需要从动件的动程可无级调节时，可采用
（ ）机构。
3) 在棘轮机构中，棘爪能顺利滑过棘轮齿根部的条件是（ ）。
4) 棘轮机构中止回棘爪的作用是（ ）。
5) 在高速、高精度机械中，通常采用（ ）机构来实现间歇运动。
2.分析计算题
1) 试设计一外啮合棘轮机构。已知棘轮的模数m=10mm，棘轮的最小转角
θmin=120。试求：1)棘轮的da，df，p；2)棘爪的长度L。
2) 装配自动机的工作台有6 个转动工位，为完成装配工序，要求每个工位

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停歇时间为tt=10s。当采用单销外槽轮机构时，试求：1)槽轮的运动系数τ；
2)销轮的转速n1；3)槽轮的运动时间td。