第六章 其他常用机构一．考点提要本章的重点是万向联轴节，螺旋机构，棘轮机构及槽轮机构的组成，运动特点及设计要点。

同时也简单介绍不完全齿轮等其他一些间歇运动机构。

1．万向联轴节单万向联轴节由主动轴，从动轴，中间十字构件及机架组成，可用于两相交轴之间的传动，但需注意，从动轴的角速度呈周期性变化，如果以1 和2 分别表示主，从动轴的角速度，以 表示两轴间的夹角，则从动轴转速的变化范围为：121cos /cos （6-1）在实际使用中，为防止从动轴的速度波动过大，单万向铰链机构中两轴的夹角一般不超过20O。

欲使从动轴的角速度实现匀速可采用双万向联轴节，但需要满足以下三个条件：（1） 三轴要共面（2） 中间轴的两叉面共面（3） 主动轴与中间轴及中间轴与从动轴的轴间夹角相等。

若两轴间夹角 ，主动轴转角1 则从动轴转角3 为： 13cos tg tg（6-2） 单万向联轴节机构从动轴的转速为： 31221cos 1sin cos（6-3）2．螺旋机构螺旋机构由螺杆，螺母及机架组成，一般是螺杆主动旋转带动螺母直线运动，只有在极少数情况下，把导程角制作的比摩擦角大，则也可把直线运动变成旋转运动。

当螺杆转动 角时，若单螺旋机构的位移为s ,螺纹的导程为h 则：/(2)s h （6-4）若是差动螺旋机构，即存在两段不同导程分别为B c h h 和的螺纹，则当螺杆转过 角时，螺母的位移为s ：()/(2)B C S h h （6-5）其中：“ ”用于两段螺旋旋向相同，“ ”用于两段螺旋旋向相反。

前者称为差动轮系，后者称为复式轮系。

前者用于微调机构，后者用于快速位移机构。

若需要提高效率可采用多头螺旋。

、3．槽轮机构槽轮机构由主动拨盘及拨盘上的圆销和具有径向槽的从动槽轮以及机架组成。

可将主动拨盘的匀速转动变换为槽轮的间歇运动，但槽轮的转动角不能调节，在槽轮转动的开始和结束时有柔性冲击。

但鉴于其结构简单紧凑，效率高，能平稳地间歇转位，所以得到广泛运用。

槽轮机构的运动系数是指主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间d t 与主动拨盘转一周的时间t 之比，所以又称动停比。

对于外槽轮有：11()2d t k t Z（6-6） 式中：k 为圆销数；Z 为槽轮的槽数。

由于01 ，所以槽数3Z ，且 22Z k Z （6-7） 当主动拨盘位于1 位置角，从动槽轮位于对应的2 位置角，则角速度2 和角加速度2的计算可按以下算式进行：sin R a Z（6-8） 121sin arctan(1cos a （6-9） 12111(cos )12cos （6-10） 2212122(1)sin (12cos 30)O （6-11） 槽轮设计要把握以下原则：（1） 槽数不能太少，槽数多，则转动时间增加，运动更可以平稳些。

但也不可太多，太多则尺寸大，惯性力加大，而且当Z>9之后，运动系数变化很小了。

所以一般取4到8个槽。

（2） 圆销数多则运动系数增加，当要求槽轮动停时间相等时可以取运动系数为1。

（3） 槽轮的尺寸应按受力情况和实际机械所允许的空间安装尺寸定（4） 内槽轮机构只允许用一个圆销。

4．棘轮机构棘轮机构是由摇杆，棘爪，棘轮，止动爪及机架组成的饿。

结构简单，加工成本低，运动可靠，但冲击和噪音大，动程只能有级调节。

摩擦式棘轮可以无级调节但准确性相对较差。

为了使棘爪能顺利地进入棘轮空间，棘轮的齿面倾斜角必须大于摩擦角。

棘轮机构要可靠工作不许满足两个条件，一是棘爪推或拉棘轮的自动锁紧条件。

二是棘爪主动时要注意棘爪所在杆的摆动角度范围必须为棘轮行程角并在其前后各加一个空程角，以保证棘爪能落入下一个齿槽中。

二．习题（一）问答题1． 若使槽轮机构的拨盘连续转动时，从动槽轮也作连续转动，必须满足什么条件？ 2． 单万向联轴节用于什么场合？它有怎样的运动特性？3． 双万向联轴节如何实现定传动比传动？4． 何为差动螺旋？何为复式螺旋？各用于什么场合？5． 在间歇运动机构中，当从动件受主动件的驱动由静止转入运动的瞬间，用什么方法可以缓解两者之间的冲击？6． 在间歇运动机构中，怎样保证从动件在停歇时间里确实静止不动？7．棘轮机构与槽轮机构都是间歇运动机构，它们各有什么特点？8．何谓槽轮机构运动系数 ？τ=0.4表示什么意义？为什么运动系数必须大于零而小于1？ 9．止回棘爪的作用是什么？10．调节棘轮转角大小都有哪些方法？11、棘轮机构有何特点?12、槽轮的槽数与拨盘的圆销数有何关系?13、为什麽圆销进出径向槽时，径向槽的中心线应切于圆销中心的运动圆周？14、槽轮槽数为什么常取4≤Z≤12？15、槽轮机构有什么特点？16. 某外啮合槽轮机构中槽轮的槽数z=6，圆销的数目k=1，若槽轮的静止时间1s 2rt ，试求主动拨盘的转速n。

17. 在六角车床上六角刀架转位用的外啮合槽轮机构中，已知槽轮槽数z=6，槽轮停歇时间15sr 6t ，运动时间m 5sr 3t ，求槽轮机构的运动系数 及所需的圆柱销数目。

18. 内啮合槽轮机构能不能采用多圆柱销拨盘？（二）填空题1．将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有 、 、 。

2．欲将一匀速回转运动转变成单向间歇回转运动，采用的机构有 、 、 等，其中间歇时间可调的机构是 机构。

3．齿式棘轮机构制动爪的作用是 。

4．径向槽均布的槽轮机构槽轮的最少槽数为 。

5．槽数z 4的外啮合槽轮机构，主动销数最多应为 。

6．单万向联轴节的转动不均匀系数随两轴夹角的增大而 。

7．传动两相交轴间的运动而又要求两轴间夹角经常变化时可以采用 机构。

8．在棘轮机构中，为使棘爪能自动啮紧棘轮齿根不滑脱的条件是 。

9．在齿式棘轮机构中，棘轮的模数m是 与 之比；槽轮的运动系数k是指在主动拨盘的 内， 时间t'与 时间t之比。

10．图示棘轮机构棘爪自动啮入的条件 。

11．四槽单销的外槽轮机构的运动系数为 。

12．轮齿式棘轮机构的转角可以 调整。

13．在单销四槽的外槽轮机构中，槽轮转动的时间与静止的时间之比为 。

14．有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数z 4，转臂上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数k ，静止系数k' 。

15．径向槽均布的外槽轮机构，其径向槽数最少数为 ，利用槽轮上的作为槽轮机构中的定位装置，齿式棘轮机构棘齿齿面的偏角应 棘爪与棘齿间的摩擦角。

16．槽轮机构是由 、 、 组成的。

对于原动件转一周槽轮只运动一次的单销外槽轮机构来说，槽轮的槽数应不小于 ；机构的运动特性系数总小于 。

17．主动盘单圆销、径向槽均布的槽轮机构中，槽轮的最少槽数为 个，槽数愈多柔性冲击将 ；在一个运动周期中，其 时间与 之比称为槽轮机构的运动特性系数k。

18．用单万向节传递相交轴之间的运动时，其瞬时角速比 ，平均角速比 。

19．双万向节传递相交轴之间的运动，在满足下列条件时其主、从动轴角速比为1：(1) ；(2) 。

20．要使传递平行轴或相交轴的双万向联轴节瞬时角速比是常数，其必要条件是 。

（三）是非题1．能实现间歇运动要求的机构，不一定都是间歇运动机构。

2．能使从动件得到周期性的时停、时动的机构，都是间歇运动机构。

3．单向间歇运动的棘轮机构，必须要有止回棘爪。

4．棘轮机构的主动件是棘轮。

5．与双向式对称棘爪相配合的棘轮，其齿槽必定是梯形槽。

6．槽轮机构的主动件是槽轮。

7．不论是内啮合还是外啮合的槽轮机构，其槽轮的槽形都是径向的。

8．槽轮的锁止圆弧，制成凸弧或凹弧都可以。

9．止回棘爪和锁止圆弧的作用是相同的。

10．槽轮的转角大小是可以调节的。

11．槽轮的转向与主动件的转向相反。

12．摩擦式棘轮机构是“无级”传动的。

13．间歇运动机构的主动件和从动件，是可以互相调换的。

14. 单万向联轴节的从动轴角速度不均匀，改用双万向联轴节后从动轴的角速度即可变为均匀的。

15．在高速运转的场合，选择间歇机构应首选不完全齿轮机构16．在单圆销的外接槽轮机构中，槽轮机构的运动系数总小于0.517．对只有一个圆销的外槽轮机构，槽轮的运动时间一定小于静止时间（四）选择题 1.棘轮的标准模数等于棘轮的 直径与齿数的比A.齿顶圆B.齿根圆 C,分度圆2.在外槽轮机构中，已知圆销数K=1，运动系数25.0 ，则槽数Z=A.4B.5 C,6 D. 3 3.单销外槽轮机构槽轮的运动时间总是 静止时间A.大于B.等于 C,小于 D.可能大于也可能小于 4.槽轮机构中采用了止回棘爪主要是为了A.防止棘爪反转B.对棘爪进行双向定位C.保证棘轮每次转过相同的角度5.双万向联轴节要实现瞬时角速度恒定不变，除必须使中间轴两端的叉面位于同一平面外，还应使主动轴与中间轴的夹角 从动轴与中间轴的夹角。

A.大于B.等于C.小于D.不等于 6.在间歇运动机构中，棘轮机构的传动平稳性比槽轮机构的A.传动平稳性好B.传动平稳性差C.传动平稳性相同7.在实际使用中，为防止从动轴的速度波动过大，单万向铰链机构中两轴的夹角一般不超过A.O 20B.O 30C.O 40D.O108.为了使单销槽轮机构的槽轮运动系数K 大于零，槽轮的槽数Z 应大于或等于A. 2B. 3C. 4D. 6 9.在单向间歇运动机构中，棘轮机构常用于 的场合A.低速轻载B.高速轻载C.低速重载D.高速重载 10.在单向间歇运动机构中， 的间歇回转角可以在较大的范围内调节。

A.槽轮机构B.棘轮机构C.不完全齿轮机构 11. 在单向间歇运动机构中， 可以获得不同转向的间歇运动机构。

A.不完全齿轮机构B. 棘轮机构C.槽轮机构 12.在单向间歇运动机构中， 既可以避免柔性冲击又可以避免刚性冲击A. 不完全齿轮机构B.圆柱凸轮间歇运动机构C. 棘轮机构D.槽轮机构 13.要将连续单向转动变换为具有停歇功能的单向转动，可采用的机构是A.曲柄摇杆机构B. 摆动从动件盘形凸轮C.棘轮机构D. 槽轮机构(五)计算题1． 有一单万向联轴节如图6.1所示,已知其两轴夹角为O30 ,轴1以等角速度转动,求当主动轴1转角为O 601 时,从动轴3的转角3 及角速度3图6.1 题1图2． 在图 6.2 中的螺旋机构中，已知螺杆为单头，左旋，其导程mm h 6 ，当螺杆以分转/10 n ，如图中箭头方向转动时，求螺母的移动速度和移动方向。

图6.2 题2图3． 上题中，若螺杆为三头，其螺距mm S 4 ，当螺杆以分转/10 n ，从A 向逆时针方向转动时，求螺母的移动速度和移动方向。

4． 在图6.3的差动螺旋中，B 和C 处均为螺旋副，其导程分别为mm h B 6 ，mm h C 5 且均为右旋，当螺杆转动O 51 时，如图中箭头，求螺母C 的移动距离和方向。

图6.3 题4图5． 上题中，若把B 处螺旋副改为左旋，求求螺母C 的移动距离和方向。