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思考题
现实生活中，那些地方用到了凸轮机构， 他的目的是什么？ 凸轮机构的优点是什么？缺点是什么？
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5.3棘轮机构简介及应用
杨拴强 福建江夏学院工业工程系
一、棘轮机构的组成及工作原理
如图所示为单向式棘轮机构，其特点是摆 杆单向摆动时，棘轮沿同一方向转过一个 角度；而棘轮向另一个方向转动时，棘轮 静止不动。 常见的棘轮齿形为不对称梯形。为了便于 加工，当棘轮机构承受载荷不大时，可采 用三角形的棘轮轮齿，图示棘轮齿形即为 三角形。
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3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(b)不满足格拉肖夫判别式时，以任何杆为机架，皆为 双摇杆机构
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三、平面四杆机构的基本特性
急回特性 在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时， 摇杆位于两个极限位置，简称极位。此两处曲 柄之间的夹角θ 称为极位夹角。
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1、急回特性
B A A
B
γ
F’ F” F γ C F α F’
F”
设计：潘存云
D D
当∠BCD最小或最大时，都有可能出现γmin
此位置一定是：主动件与机架共线两处之一。 γ C1 机构的传动角一般在运动链 C2 2 l 2 最终一个从动件上度量。 γ1 l 3 l A 1 B2 D l4 B1
设计：潘存云
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何为双摇杆机构？ 在一个机构中，两个连架杆都是摇杆。如下动画中 所示。
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铰链四杆机构的演化
设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云
↓ ∞ 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构 偏心曲柄滑块机构
s =l sin φ
φ
设计：潘存云 设计：潘存云
l
设计：潘存云
→∞
对心曲柄滑块机构
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凸轮机构的应用
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凸轮机构的优点
结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多 用性和灵活性，从动件的运动规律取决于 凸轮轮廓曲线的形状。对于几乎任意要求 的从动件的运动规律，都可以毫无困难地 设计出凸轮廓线来实现。
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凸轮机构的缺点
凸轮轮廓线与从动件之间是点或线接触的 高副，易于磨损，故多用于传力不大的场 合。
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轮槽机构的特点与应用
槽轮机构结 构简单，工作可 靠，但槽轮转角 不能调节。适应 于速度不太高的 场合
电影放映机 的卷片机构
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典型机构的简介-蜂窝煤机器
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典型机构的简介-内燃机
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偏心楔块式棘轮机构
滚子楔紧式棘轮机构
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偏心楔块式棘轮机构
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滚子楔紧式棘轮机构
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小结
1.齿啮式棘轮机构的特点
齿啮式棘轮机构结构简单，棘轮转角 可实现有级调节，但传动平稳性差。适合 于转速不高，转角不大和小功率场合。 2.摩擦式棘轮机构的特点 摩擦式棘轮机构传递运动平稳， 无噪音棘轮可实现无级调节，但 易打滑，运动准确性差。
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棘轮机构具有间歇运动特性
射 沙 自 动 线 的 浇 铸 机 构
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2、棘轮机构具有快速超越运动特性 超 越 式 棘 轮 机 构
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5.4轮槽机构的原理和应用
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论草机构的组成与工作原理
如图所示为外啮 全槽轮机构。槽 轮与主动拨盘的 轴线平行，其转 向相反，最小槽 数应大于3.
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆 从C1D位置摆到C2D。 t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
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2.压力角和传动角
压力角α：从动件驱动力F与力作用点绝对速 度之间所夹锐角。 传动角γ ：压力角的余角即连杆与从动件间 所夹的锐角。 F”
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曲柄摇杆机构（crank-rocker)
日常生活中常见的雷达、缝纫机等就是有曲柄 摇杆机构构成的。
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双曲柄机构（double-crank)
何为双曲柄机构？ 两个连架杆都是曲柄的机构。如下动画
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双摇杆机构（double-rocker)
C
F
F’
切向分力: F’= Fcosα =Fsinγ
法向分力: F”= Fcosγ =Fsinα γ↑ F’↑→对传动有利。
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B A D
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γmin出现的位置：
为了保证机构良好的传力性能
C
当∠BCD≤90°时， γ＝∠BCD 当∠BCD>90°时， γ＝180°- ∠BCD
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凸轮机构的分类
按照从动件的型式分类 尖底从动件 滚子从动件 平底从动件
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尖底从动件
从动件的尖端能够与 任意复杂的凸轮轮廓 保持接触，从而使从 动件实现任意的运动 规律。
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滚子从动件
为减小摩擦磨损，在 从动件端部安装一个 滚轮，把从动件与凸 轮之间的滑动摩擦变 成滚动摩擦，因此摩 擦磨损较小，可用来 传递较大的动力，故 这种形式的从动件应 用很广。
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5.2 凸轮机构的应用和分类
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Knowledge Points
凸轮机构的组成 凸轮机构的分类 凸轮机构的优点、缺点
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凸轮机构的组成
凸轮是具有曲线轮廓 或凹槽的构件 凸轮机构一般由凸轮、 从动件和机架三个构 件组成。
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平底从动件
从动件与凸轮轮廓之 间为线接触，接触处 易形成油膜，润滑状 况好。此外，在不计 摩擦时，凸轮对从动 件的作用力始终垂直 于从动件的平底，受 力平稳传动效率高， 常用于高速场合。
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凸轮机构的分类
按照凸轮与从动件维持高副接触的方法 分类 力锁合 形锁合
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在棘轮机构中，一般情况下棘爪是原动件，当工作的 棘爪连续摆动时，棘轮作间歇转动。当棘轮停歇时， 止动棘爪可防止其逆转。只要棘轮的齿数Z足够多， 则每次间歇转动的角度就可以很小；而且可根据工作 要求调节棘轮转角的大小。
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二、棘轮机构的类型
1、带轮齿的棘轮机构
单动式棘轮机构
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双动式棘轮机构
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端面棘轮机构
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内啮合棘轮机构
内啮式棘轮机构
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内啮合棘轮机构
自行车飞轮的原理
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可变向棘轮机构
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2、摩擦式棘轮机构
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典型机构的简介-自动装卸机构
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典型机构的简介-砖塔刀架
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典型机构的简介-自动机床
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思考题
1、以上经典机构中都有哪些学到的机构 组成？ 2、这些机构在机器中起到了什么作用？
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死点特性
摇杆为主动件， 且连杆与曲柄两 次共线时，有：
F γ＝0
F
γ＝0
γ＝0 此时机构不能运动. 称此位置为： “死点” 避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构; 靠飞轮的惯性（如内燃机、缝纫机等）。
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思考题
在现实生活中，那里用到了平面四杆机构 的这些特性？ 这些特性的好处和坏处是什么？
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凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 按照从动件的型式分类 按照凸轮与从动件维持高副接触的方法 分类
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凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮
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盘形凸轮
这种凸轮是一个绕固 定轴转动并且具有变 化向径的盘形零件， 如。当其绕固定轴转 动时，可推动从动件 在垂直于凸轮转轴的 平面内运动。它是凸 轮的最基本型式，结 构简单，应用最广。
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一、铰链四杆机构的基本形式
（1）曲柄摇杆机构（crank-rocker) （2）双曲柄机构（double-crank) （3）双摇杆机构（double-rocker)
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曲柄摇杆机构（crank-rocker)
何为曲柄摇杆机构？ 既有曲柄又有摇杆的机构。如下动画中，两个连 架杆中一个是曲柄，一个是摇杆。