機械基礎 教學最好的PPT 常用機構 (公開課)

1、 第1章 常用機構常用機構有平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構和變速、變向機構等。 1.1 平面連桿機構 1.2 凸輪機構 1.3 間歇運動機構 1.4 變速機構和變向機構 1.5 常用機構的觀察與分析 1.1.1 運動副所謂運動副是使兩構件直接接觸而又能產生一定相對運動的聯接。根據運動副中兩構件的接觸形式不同，運動副又可分為低副和高副。1低副低副是指兩構件之間作面接觸的運動副。按兩構件的相對運動情況，可分為：(1)轉動副 兩構件在接觸處只允許作相對轉動。(2)移動副 兩構件在接觸處只允許作相對移動。(3)螺旋副 兩構件在接觸處只允許作一定關系的轉動和移動的復合運動，低副的接觸表面一般是平面

2、或圓柱面，易制造和維修，承受載荷時的單位面積壓力較小，較為耐用，傳力性能好。但低副是滑動摩擦，摩擦大而效率較低。 2高副高副是指兩構件之間作點或線接觸的運動副。 高副由于是點或線的接觸，單位面積壓力較大，構件接觸處容易磨損，制造和維修困難，但高副能傳遞較復雜的運動，比較靈活，易于實現預定的運動規(guī)律。 低副高副 1.1.2 鉸鏈四桿機構的基本類型及其應用當平面四桿機構中的運動副都是轉動副時，稱為鉸鏈四桿機構。如圖所示的鉸鏈四桿機構中，桿4是固定不動的，稱為機架。與機架相連的桿1和桿3稱為連架桿，不與機架直接相連的桿2，稱為連桿。如果桿1(或桿3)能繞鉸鏈A(或鉸鏈D)作整周的連續(xù)旋轉，則此桿稱為

3、曲柄。如果不能作整周的連續(xù)旋轉，而只能來回搖擺一個角度，則此桿就稱為搖桿。 鉸鏈四桿機構 鉸鏈四桿機構中，機架和連桿總是存在的，因此可按曲柄存在情況，分為三種基本形式：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構。 1曲柄搖桿機構 在鉸鏈四桿機構中的兩連架桿，如果一個為曲柄，另一個為搖桿，那么該機構就稱為曲柄搖桿機構。取曲柄AB為主動件，當曲柄AB作連續(xù)等速整周轉動時，從動搖桿CD將在一定角度內作往復擺動。由此可見，曲柄搖桿機構能將主動件的整周回轉運動轉換成從動件的往復擺動。剪刀機是通過原動機驅動曲柄轉動，通過連桿帶動搖桿往復運動，實現剪切工作。 1.1.2 鉸鏈四桿機構的基本類型及其應用在曲柄搖桿機

4、構中，當搖桿為主動件時，可將搖桿的往復擺動經連桿轉換為曲柄的連續(xù)旋轉運動。在生產中應用很廣泛。縫紉機的踏板機構，當腳踏板（相當于搖桿）作往復擺動時，通過連桿帶動曲軸（相當于曲柄）作連續(xù)運動，使縫紉機實現縫紉工作。 2雙曲柄機構 在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿均為曲柄，則該機構稱為雙曲柄機構。兩曲柄可分別為主動件。慣性篩中，ABCD為雙曲柄機構，工作時以曲柄AB為主動件，并作等速轉動，通過連桿BC帶動從動曲柄CD，作周期性的變速運動，再通過E點的聯接，使篩子作變速往復運動。慣性篩就是利用從動曲柄的變速轉動，使篩子具有一定的加速度，篩面上的物料由于慣性來回抖動，達到篩分物料的目的。曲柄搖桿機構剪刀

5、機縫紉機踏扳機構 1.1.2 鉸鏈四桿機構的基本類型及其應用 雙曲柄機構中，當兩曲柄長度不相等時，主動曲柄作等速轉動，從動曲柄隨之作變速轉動，即從動曲柄在每一周中的角速度有時大于主動曲柄的角速度，有時小于主動曲柄的角速度。雙曲柄機構中，常見的還有平行雙曲柄機構和反向雙曲柄機構。雙曲柄機構慣性篩 （1）當兩曲柄的長度相等且平行時，稱為平行雙曲柄機構。平行雙曲柄機構的兩曲柄的旋轉方向相同，角速度也相等（圖a）。平行雙曲柄機構應用很廣，機車聯動裝置中，車輪相當于曲柄，保證了各車輪同速同向轉動。此機車聯動裝置中還增設一個曲柄EF作輔助構件，以防止平行雙曲柄機構ABCD變成為反向雙曲柄機構。 1.1.2

6、 鉸鏈四桿機構的基本類型及其應用(2)當雙曲柄機構對邊都相等，但互不平行，則稱其為反向雙曲柄機構。反向雙曲柄的旋轉方向相反，且角速度也不相等。車門啟閉機構中，當主動曲柄AB轉動時，通過連桿BC使從動曲柄CD朝反向轉過，從而保證兩扇車門能同時開啟和關閉。 3雙搖桿機構 在鉸鏈四桿機構中，若兩個連架桿均為搖桿時，則該機構稱為雙搖桿機構。在雙搖桿機構中，兩桿均可作為主動件。主動搖桿往復擺動時，通過連桿帶動從動搖桿往復擺動。 雙搖桿機構在機械工程上應用也不少，汽車離合器操縱機構中,當駕駛員踩下踏板時，主動搖桿AB往右擺動，由連桿BC帶動從動桿CD也向右擺動，從而對離合器產生作用。機車主動輪聯動裝置車門

7、啟閉機構 1.1.2 鉸鏈四桿機構的基本類型及其應用載重車自卸翻斗裝置中，當液壓缸活塞向右伸出時，可帶動雙搖桿AB和CD向右擺動，從而使翻斗車內的貨物滑下。起重機中，在雙搖桿AB和CD的配合下，起重機能將起吊的重物沿水平方向移動，以省時省功。汽車離合器操縱機構起重機自卸翻斗機構 1.1.3 鉸鏈四桿機構的曲柄存在條件 從鉸鏈四桿機構的三種基本形式可知，它們的根本區(qū)別在于連架桿是否為曲柄。而連架桿能否成為曲柄，則取決于機構中各桿的長度關系和選擇哪個構件為機架有關。即要使連架桿成為能整周轉動的曲柄，各桿必須滿足一定的長度條件，這就是所謂的曲柄存在的條件。 下圖所示的曲柄搖桿機構，其中AB為曲柄，B

8、C為連桿，CD為搖桿，AD為機架，它們的長度分別用a、b、c、d來表示，在AB轉動一周中，曲柄AB與機架AD兩次共線。借助這兩個位置，可找出一些鉸鏈四桿機構的幾何關系。 當連桿在B1點時，形成B1C1D。根據三角形兩邊之和必大于第三邊的定理，得b+cd+a 當連桿在B2點時，形成B2C2D, 得 (d-a)+cb 即d+cb+a (d-a)+bc 即d+bc+a 考慮到四桿位于同一直線時，則可寫成如下形式 b+cd+a d+c b+a d+b c+a 將式、分別兩兩相加，則得ca,ba,da，即AB桿為最短桿。曲柄搖桿機構 1.1.3 鉸鏈四桿機構的曲柄存在條件 在曲柄搖桿機構中，要使連架桿A

9、B為曲柄，它必須是四桿中的最短桿，且最短桿與最長桿長度之和應小于其余兩桿長度之和，考慮到更一般的情形，可將鉸鏈四桿機構曲柄存在條件概括為：(1)連架桿與機架中必有一個最短桿； (2)最短桿與最長桿長度之和必小于或等于其余兩桿長度之和。 上述兩條件必須同時滿足，否則機構中無曲柄存在，根據曲柄條件，還可作如下推論： (1)若鉸鏈四桿機構中最短桿長度與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和，則可能有以下三種情況： 以最短桿的相鄰桿為機架，則最短桿為曲柄，而與機架相連的另一桿為搖桿，則該機構為曲柄搖桿機構。 以最短桿為機架，則其相鄰兩桿均為曲柄，故該機構為雙曲柄機構。 以最短桿相對桿為機架，則無曲柄

10、存在，因此該機構為雙搖桿機構。 (2)若鉸鏈四桿機構中最短桿長度與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則無論以哪一桿為機架，均為雙搖桿機構。 1.1.4 鉸鏈四桿機構的演化及其應用 除了鉸鏈四桿機構的上述三種形式外，人們還廣泛采用其他形式的平面四桿機構。分析、研究這些平面四桿機構的運動特性可以發(fā)現：這些平面四桿機構是由鉸鏈四桿機構通過一定途徑演化而來的。 1偏心輪機構 在圖a所示的曲柄搖桿機構中，桿1為曲柄，桿3為搖桿，若將轉動副的銷釘B的半徑逐漸擴大至超過曲柄的長度，便可得到如圖b所示的機構，這時曲柄演變成一幾何中心不與回轉中心相重合的圓盤，此圓盤稱偏心輪，該兩輪中心之間的距離稱為偏心距，它

11、等于曲柄長。曲柄為偏心輪的機構稱偏心輪機構。 偏心輪機構一般多用于曲柄銷承受較大沖擊載荷或曲柄較短的機構，如剪床、沖床以及破碎機等。 銷釘擴大 1.1.4 鉸鏈四桿機構的演化及其應用 2曲柄滑塊機構 在圖a所示的曲柄搖桿機構中，桿1為曲柄，桿3為搖桿，若在機架上作一弧形槽，槽的曲率半徑等于搖桿3的長度，把搖桿3改成弧形滑塊，如圖b所示，這樣盡管把轉動副改成了移動副，但相對運動的性質卻完全相同。如果將圓弧形槽的半徑增加到無窮大，則圓弧形槽變成了直槽，這樣曲柄搖桿機構就演化成了偏置的曲柄滑塊機構(圖c)，圖中P為曲柄中心A至直槽中心線的垂直距離，稱偏心距。當時，稱為對心曲柄滑塊機構，常簡稱為曲柄滑

12、塊機構(圖d)。因此，可以認為曲柄滑塊機構是由曲柄搖桿機構演化而來的。 曲柄滑塊機構在機械中應用十分廣泛。如內燃機、搓絲機、自動送料裝置以及壓力機都是曲柄滑塊機構。在曲柄滑塊機構中，若曲柄為主動件，可將曲柄的連續(xù)旋轉運動，經連桿轉換為從動滑塊的往復直線運動，圖所示的壓力機，當曲柄連續(xù)旋轉運動時，經連桿帶動滑塊實現加壓工作；反之若滑塊為主動件，經連桿轉換為從動曲柄的連續(xù)旋轉運動。曲柄搖桿機構的演化壓力機 1.1.4 鉸鏈四桿機構的演化及其應用 3導桿機構 若將曲柄滑塊機構（圖1a）中的構件1作為機架，就演化成導桿機構（圖1b）。導桿機構可分轉動導桿機構和擺動導桿機構。 （1）轉動導桿機構 圖1b

13、所示導桿機構，當時，機架1為最短桿，它的相鄰桿2與導桿4均能繞機架作連續(xù)轉動，故稱為轉動導桿機構（圖2a）；圖2b所示為插床機構，其中構件1、2、3、4組成轉動導桿機構，工作時，導桿4繞A點回轉，帶動構件5及插刀6往復運動，實現切削。（2）擺動導桿機構 圖1b所示導桿機構，當時，機架1不是最短桿，它的相鄰構件導桿4只能繞機架擺動，故稱為擺動導桿機構（圖3a）。圖3b所示為刨床機構，其中構件1、2、3、4組成擺動導桿機構，工作時，導桿4繞A點擺動，帶動構件5及刨刀6往復運動，實現刨削。圖1 導桿機構轉動導桿機構擺動導桿機構 1.1.4 鉸鏈四桿機構的演化及其應用 4定塊機構 若將曲柄滑塊機構（圖

14、1）中的構件3作為機架，就演化成定塊機構（圖2a)，此機構中滑塊固定不動。圖2b所示的抽水機，就應用了定塊機構。當搖動手柄1時，在桿2的支撐下，活塞桿4即在固定滑塊3（唧筒作為靜件）內上下往復移動，以達到抽水的目的。 5搖塊機構 若將曲柄滑塊機構（圖1）中的構件2作為機架，就演化成搖塊機構（圖3a)，此機構中滑塊相對機架搖動。這種機構常應用于擺缸式內燃機或液壓驅動裝置。圖3b所示的自卸翻斗裝置，也應用了搖塊機構。桿1（車廂）可繞車架2上的B點擺動。桿4（活塞桿），液壓缸3（搖塊）可繞車架上C點擺動，當液壓缸中的壓力油推動活塞桿運動時，迫使車廂繞B點翻轉，物料便自動卸下。圖1 曲柄滑塊機構圖2

15、定塊機構圖3 搖塊機構 1.1.5 平面四桿機構的運動特性 1急回特性 圖所示為曲柄搖桿機構，設等速轉動的曲柄AB為主動件，它在回轉一周的過程中，與連桿BC有兩次共線位置ABl和AB2，此時從動件搖桿CD分別位于左、右兩個極限位置ClD和C2D，其夾角稱為搖桿的擺角。主動曲柄與連桿在兩共線位置時所夾的銳角稱為極位夾角。 圖1 曲柄搖桿機構212211122121180180C CvttKvtC Ct 當曲柄等速轉動時，搖桿來回擺動的速度是不同的，其空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，這種性質為機構的急回特性。為了表達這個特征的相對程度，設該值稱為從動件的行程速比系數。 K的大小表示急回的

16、程度。由上式可知，K與有關，當=0時，K=1，說明該機構無急回特性；當0，則機構具有急回特性，越大，K值越大，急回特性越明顯。與K的關系為11801KK 1.1.5 平面四桿機構的運動特性 2死點 在曲柄搖桿機構中，如圖所示，若取搖桿為主動件，當搖桿在兩極限位置時，連桿與曲柄共線，通過連桿加于曲柄的力F經過鉸鏈中心A，該力對A點的力矩為零，故不能推動曲柄轉動，從而使整個機構處于靜止狀態(tài)。這種位置稱為死點。 平面四桿機構是否存在死點位置，決定于從動件是否與連桿共線。凡是從動件與連桿共線的位置都是死點。 圖1 死點位置 對機構傳遞運動來說，死點是有害的，因為死點位置常使機構從動件無法運動或出現運動

17、不確定現象。如圖1所示的縫紉機踏板機構（曲柄搖桿機構），當踏板CD為主動件并作往復擺動時，機構在兩處有可能出現死點位置，致使曲柄AB不轉或出現倒轉現象。為了保證機構正常運轉，可在曲柄軸上裝飛輪，利用其慣性作用使機構順利地通過死點位置。 在工程上，有時也利用死點進行工作，如圖2所示的鉸鏈四桿機構中，就是應用死點的性質來夾緊工件的一個實例。當夾具通過手柄1，施加外力F使鉸鏈的中心B、C、D處于同一條直線上時，工件2被夾緊，此時如將外力F去掉，也仍能可靠地夾緊工件，當需要松開工件時，則必須向上扳動手柄1，才能松開夾緊的工件。 圖2 夾緊機構 1.2.1 凸輪機構的特點和應用 凸輪機構由凸輪、從動件和

18、機架組成（圖1）。凸輪是主動件，從動件的運動規(guī)律由凸輪輪廓決定。凸輪機構是機械工程中廣泛應用的一種高副機構。 圖1 凸輪機構 凸輪機構常用于低速、輕載的自動機或自動機的控制機構。 圖2所示為汽車內燃機的配氣機構，當凸輪1轉動時，依靠凸輪的輪廓，可以迫使從動件氣閥2向下移動打開氣門(借助彈簧的作用力關閉)，這樣就可以按預定時間，打開或關閉氣門，以完成內燃機的配氣動作。 凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件。它能控制從動件運動規(guī)律，因此凸輪通常作主動件并作等速轉動，當凸輪運動時，借助它的曲線輪廓(或凹槽)，可使從動件作預期的運動。 凸輪機構的應用特點有： (1)便于準確地實現給定的運動規(guī)律。（2）結

19、構簡單緊湊，易于設計； (3)凸輪機構可以高速起動，動作準確可靠。 (4)凸輪與從動件為高副接觸，不便潤滑，容易磨損，為延長使用壽命，傳遞動力不宜過大。 (5)凸輪輪廓曲線不易加工。 構結機燃內車汽2圖圖3 自動車床的走刀機構 1.2.2 凸輪機構的類型 凸輪機構按凸輪的形狀與從動件形式可分為不同類型。 1按凸輪形狀分 （1）盤形凸輪 凸輪的基本形式，應用最廣。但從動件的行程不能太大，否則凸輪變化過大，對凸輪機構的工作不利，所以一般應用于行程較短的場合。 （2）移動凸輪（板狀凸輪） 可視為回轉中心趨向于無窮遠的盤形凸輪，它相對于機架作直線往復移動。圖1中用以車制手柄的靠模就是采用移動凸輪機構。

20、移動凸輪機構在靠模仿形機械中應用較廣。 上述兩種凸輪組成機構時，凸輪與從動件的相對運動是平面運動，因此，上述兩種凸輪機構稱為平面凸輪機構，其凸輪稱為平面凸輪。 （3）圓柱凸輪 在圓柱面上開有曲線凹槽，或在圓柱端面上制出曲線輪廓，可使從動件得到較大的行程。屬于空間凸輪機構（圖2)。 圖1 移動凸輪機構圖2 端面圓柱凸輪機構 1.2.2 凸輪機構的類型 2按從動件的形式分類 根據從動件的運動形式和端部形狀區(qū)分，基本類型列于表1。 表1 凸輪機構從動件的基本類型 接觸形式運動形式主要特點移動擺動尖頂結構簡單、緊湊，可準確地實現任意運動規(guī)律。但易磨損，適用于低速、傳力小和動作靈敏的場合，如儀表機構中滾

21、子滾子接觸，摩擦阻力小，不易磨損，承載能力較大，但運動規(guī)律有局限性，不宜于高速，故可用于傳遞較大的動力平底結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力小，適用于高速。但不能與內凹的輪廓接觸，因此運動規(guī)律受到一定限制曲面介于滾子和平底之間 1.2.3 凸輪機構的基本參數 1.基圓半徑 在圖1所示的機構中，從動件(桿)在最低位置時，尖頂在點(圖1a)，以凸輪的最小半徑所作的圓稱為基圓，稱為基圓半徑。 圖1 凸輪機構的位移曲線圖2 凸輪機構的壓力角 2行程和轉角 當凸輪按逆時針方向轉過一個角度時(圖1b)，從動件將上升一段距離，即產生一段位移s。當凸輪轉過0時，從動件到達最高位置(圖1c)，此時從動件的最大升距稱

22、為行程，用h表示。凸輪轉動角度，稱為轉角(也稱為動作角或運動角)。 3位移曲線 如果將從動件的位移s與凸輪轉角的關系用曲線表示（圖1d），此曲線稱為從動件(桿)的位移曲線（s-曲線）。 4壓力角 圖2所示的凸輪機構中，從動件(桿)與凸輪輪廓在A點接觸，凸輪給從動件一作用力F，其方向為沿接觸點的法線方向，我們把這個力的作用線與從動件運動方向之間的夾角，叫做凸輪機構在該點的壓力角，用表示。 1.2.4 從動件常用運動規(guī)律 從動件的運動規(guī)律是指其位移、速度和加速度隨時間變化的規(guī)律。從動件的運動規(guī)律是根據機器工作要求確定的。從動件不同的運動規(guī)律對應于不同的凸輪輪廓。在設計凸輪機構時，首先選定從動件的運

23、動規(guī)律，再根據運動規(guī)律設計凸輪輪廓。最常用的運動規(guī)律有以下兩種。 1.等速運動規(guī)律 當凸輪以等角速度轉動時，從動件在推程和回程的速度為常數，這種運動規(guī)律叫做等速運動規(guī)律(圖1)。 圖1 等速運動規(guī)律 2.等加速等減速運動規(guī)律 這種運動規(guī)律是從動件在一個推程或者回程中，前半段做等加速運動，后半段做等減速運動；而且前后兩段加速度的絕對值相等。圖2 等加速等減速運動規(guī)律 1.2.5 凸輪機構輪廓曲線的畫法 當從動件運動規(guī)律選定后，即可根據該運動規(guī)律和其他給定條件（如凸輪轉向、基圓半徑等）確定凸輪的輪廓曲線。確定凸輪輪廓曲線的方法有圖解法和解析法。圖解法的特點是簡便、直觀，但不夠精確，不過其準確度已足

24、以滿足一般機器的工作要求。 1“反轉法”作圖方法 凸輪輪廓曲線作圖的方法是“反轉法”。為了作圖方便起見，可以看成凸輪在圖紙上不轉動，而將從動件的位置看成是相反于凸輪的旋轉方向轉動，并以此方向作圖，這就是“反轉法”。這種方法的優(yōu)點是容易作圖。 2輪廓曲線畫法步驟 (1)先畫出從動件的位移曲線圖。用凸輪轉角作橫坐標，以從動件的位移作縱坐標，由從動件的運動規(guī)律作出位移曲線，如圖b所示。 (2)再畫凸輪輪廓曲線。在凸輪基圓上作等分角線，用“反轉法”以與位移曲線相同的比例截取各對應點(位移行程)，連接各點，即可得凸輪輪廓曲線。如圖a所示。尖頂式移動凸輪的畫法1.3.1 棘輪機構 1棘輪機構的工作原理及應

25、用 典型的棘輪機構（圖1）是由棘輪1、棘爪2、機架以及止回棘爪5等組成。彈簧6使止回棘爪5和棘輪1始終保持接觸。當曲柄連續(xù)轉動時，搖桿作往復擺動。當搖桿逆時針擺動時，棘爪便嵌入棘輪的齒槽中，棘爪被推動向逆時針方向轉過一個角度；當搖桿順時針擺動時，棘爪便在棘輪齒背上滑過，這時止回棘爪阻止棘輪順時針轉動，故棘輪靜止不動。這樣，當搖桿作連續(xù)擺動時，棘輪就作單向的間歇運動。 棘輪機構的類型很多，按照工作原理可分為齒嚙式和摩擦式，按結構特點可分為外接式和內接式。下面介紹幾種常用的棘輪機構。 (1)具有棘齒的棘輪機構 單動式棘輪機構(圖1), 雙動式棘輪機構(圖2), 可變向棘輪機構(圖3), 前述棘輪機

26、構，棘輪的轉角都是以棘輪的輪齒為單位的，即棘輪轉角的改變都是有級的，若要無級地改變棘輪的轉角，可采用無棘齒的摩擦棘輪機構(圖4），該機構是摩擦棘輪機構中的一種。摩擦式棘輪機構的使用優(yōu)點是無噪聲，多用于輕載間歇運動機構。 圖1 棘輪機構圖2 雙動式棘輪機構圖3 可變向棘輪機構圖4 摩擦式棘輪機構1.3.2 槽輪機構 1槽輪機構的工作原理 槽輪機構能把主動軸的等速連續(xù)運動轉變?yōu)閺膭虞S周期性的間歇運動，槽輪機構常用于轉位或分度機構。圖1所示為一單圓外嚙合槽輪機構，它由帶圓柱銷2的主動撥盤1、具有徑向槽的從動槽輪3和機架等組成。槽輪機構工作時，撥盤為主動件并以等角速度連續(xù)回轉，從動槽輪作時轉時停的間歇

27、運動。 當圓銷2未進入槽輪的徑向槽時，由于槽輪的內凹鎖止弧被撥盤的外凸圓弧卡住，故槽輪靜止不動。圖1a所示為圓銷2剛開始進入槽輪徑向槽的位置。這時鎖止弧剛好被松開，隨后槽輪受圓銷2的驅使而沿反向轉動。當圓銷2開始脫出槽輪的徑向槽時（圖1b），槽輪的另一內凹鎖止弧又被曲柄的外凸圓弧卡住，致使槽輪又靜止不動，直到曲柄上的圓銷2進入下一徑向槽時，才能重復上述運動。這樣撥盤每轉一周，槽輪轉過兩個角度。 圖1 槽輪機構1.3.2 槽輪機構 2槽輪機構的特點和應用 構造簡單，外形尺寸小，工作可靠。但槽輪的轉角大小不能調節(jié)，圓銷與輪槽間沖擊較嚴重，尤其是在槽輪徑向槽數目較少的情況下更為明顯，因此在設計槽輪機

28、構時不能將槽輪的槽數選得很少，在生產實際中用的槽輪機構，其槽數常取48。 槽輪機構一般應用在轉速不高、要求斷續(xù)地轉過某一特定角度的裝置中。例如：在自動機上，用以間歇地轉動刀架或工作臺；在化工廠管道系統(tǒng)中，用以啟閉閥門；在電影放映機中，用作卷片機構（圖1），為了適應人們的視覺暫留現象，要求影片作間歇運動，它采用四槽槽輪機構，當傳動軸帶動圓銷每轉過一周，槽輪相應地轉過90，因此能使影片的畫面作短暫的停留。圖2所示為六角自動車床的刀架轉位機構，為了滿足零件加工工藝要求自動變換所需刀具，采用六槽的槽輪機構，當圓銷1進、出槽輪一次，則可推動槽輪2轉過60，并且使下一工序的刀具轉到工作位置。 圖1 放映機

29、的卷片機構 圖2 刀架轉位機構 1.4.1 變速機構和變向機構 變速機構是指在輸入轉速不變的條件下，使從動輪(軸)得到不同轉速的傳動裝置。例如機床主軸的變速傳動系統(tǒng)是將動力源(主電動機)的恒定轉速通過變速箱變換為主軸的多級轉速。 機床、汽車和其他機械上常用的變速機構有滑移齒輪變速機構、塔齒輪變速機構、倍增變速機構和拉鍵變速機構等。但無論哪一種變速機構，都是通過改變一對齒輪傳動比大小，從而改變從動輪(軸)的轉速。 1塔齒輪變速機構 如圖所示為塔齒輪變速機構。導向鍵14裝在主軸15的長鍵槽中，其上裝有滑移齒輪11和撥叉10，并可沿軸滑動。主軸15可通過齒輪11、中間齒輪12將運動傳給塔齒輪1中的任

30、意一個，使軸2轉動。由于塔齒輪由小到大，所以齒輪箱殼體上就制成斜形插孔板8，用插銷9插入定位，以限制齒輪11在運轉時軸向移動。軸2轉動時，可通過離合器3和4傳給絲杠5，或通過齒輪7傳給光桿6。它是通過滑移齒輪11分別與塔形齒輪嚙合，使絲杠或光桿得到不同的轉速。塔齒輪變速機構 1.4.1 變速機構 2倍增齒輪變速機構 如圖1所示為倍增變速機構，它是由三根軸和滑移、空套、固定齒輪組成。軸1是主動軸，其上裝有三個二聯齒輪Z2842，其中一個固定在軸1上，其余兩個是空套的。在軸上空套三個二聯齒輪。Z4256，右端邊上還有一個。Z56齒輪空套在軸上。在軸3上裝有一個滑移齒輪，以便與軸上任意一個Z56齒輪

31、嚙合。這樣可以得到四種傳動比。第一級第二級 第三級 第四級 11334228142 562nin11335628128 56nin113356 42 56 28228 42 28 56nin113356 42 56 42 56 28428 42 28 42 28 56nin 3.拉鍵變速機構 圖2所示為拉鍵變速機構，Z1、Z3、Z5和Z7四個齒輪固定在軸2上，Z2、Z4、Z6和Z8四個齒輪空套在套筒軸3上，中間用墊圈隔開。套筒軸3的孔中插入手柄軸4，并在軸的前端設有彈簧鍵1，可以從套筒軸3的穿通的長槽中彈出，以便嵌入四個空套齒輪中的一個。在圖8.54所示位置，鍵1嵌在齒輪Z8內孔的鍵槽中，這樣

32、軸2的運動通過齒輪Z7與Z8的嚙合傳給軸3。此時Z2、Z4、Z6也以各自的轉速空轉。圖1倍增變速機構 圖2拉鍵變速機構 1.4.1 變速機構 4滑移齒輪變速機構 曾在前面輪系部分介紹過滑移齒輪變速的原理，故此處不再詳述。 上面所講的變速機構為有級變速機構，它們的變速可靠、傳動比準確、結構緊湊。但所用的零件多、質量大、高速轉動不平穩(wěn)、變速時有噪聲。 5無級變速機構 圖所示，是摩擦盤式無級變速機構的傳動原理結構圖。錐形盤1裝在電動機軸上，電動機軸線傾斜一個角度。端面盤2裝在底板支架6上，借彈簧3的壓力使其與錐形盤1的斜面貼緊。當轉動齒輪5通過固定在底板上的齒條4移動支架6時，就可以改變接觸半徑，因

33、而可得到不同的傳動比。 摩擦盤無級變速機構 1221nRinR式中：n1、n2錐形盤1和端面盤2的轉速，rmin； R1、R2錐形盤1和端面盤2接觸點半徑。 1.4.1 變速機構 4滑移齒輪變速機構 曾在前面輪系部分介紹過滑移齒輪變速的原理，故此處不再詳述。 上面所講的變速機構為有級變速機構，它們的變速可靠、傳動比準確、結構緊湊。但所用的零件多、質量大、高速轉動不平穩(wěn)、變速時有噪聲。 5無級變速機構 圖所示，是摩擦盤式無級變速機構的傳動原理結構圖。錐形盤1裝在電動機軸上，電動機軸線傾斜一個角度。端面盤2裝在底板支架6上，借彈簧3的壓力使其與錐形盤1的斜面貼緊。當轉動齒輪5通過固定在底板上的齒條

34、4移動支架6時，就可以改變接觸半徑，因而可得到不同的傳動比。 摩擦盤無級變速機構 1221nRinR式中：n1、n2錐形盤1和端面盤2的轉速，rmin； R1、R2錐形盤1和端面盤2接觸點半徑。 1.4.2 變向機構 所謂變向機構是指在輸入旋轉方向不變的條件下，改變從動輪(軸)旋轉方向的裝置。常用的有三星齒輪變向機構、滑移齒輪變向機構和圓錐齒輪變向機構等。 1三星齒輪變向機構 圖1所示，由Z1、Z2、Z3和Z4四個齒輪，以及三角形杠桿架組成。Zl和Z4兩齒輪用鍵裝在位置固定的軸上，并可與軸一起轉動2和3兩齒輪空套在三角形杠桿架的軸上，杠桿架通過搬動手柄可繞齒輪Z4軸心轉動。在圖示位置，齒輪通過

35、齒輪Z3帶動齒輪Z4，使齒輪z4按一定方向旋轉，齒輪Z2空轉。若手柄向下搬動，這時Z1和Z3兩齒輪脫開嚙合，Z1和Z2進入嚙合，這樣齒輪Z1通過齒輪2和3而帶動齒輪4，由于多了一個中間齒輪Z2，當齒輪Z1的旋轉方向不變，齒輪在Z4的旋轉方向就改變了。 2滑移齒輪變向機構 圖2所示為滑移齒輪變向機構。由Z1、Z2、Z3、Z4和中間齒輪2組成；Z1和Z3為二聯滑移齒輪，用導向鍵或花鍵與軸聯接。Z2和Z4固定在軸上。在圖示位置，當齒輪Z1的轉動通過中間齒輪Z帶動齒輪Z2轉動時，則齒輪Zl和Z2的旋轉方向相同。圖1 三星齒輪變向機構圖2 滑移齒輪變向機構1.4.2 變向機構若將二聯齒輪Z1和Z3向右移

36、動時，使齒輪Zl與中間齒輪Z脫開嚙合，齒輪Z3和Z4進入嚙合，因為少了一個中間齒輪在該變向機構中，所以齒輪Z3和Z4的旋轉方向相反。在該變向機構中，若，則只是一個變向機構；若則既是一個變向機構，又是一個變速機構，即可同時完成變向和變速要求。 3圓錐齒輪變向機構 圖所示為圓錐齒輪變向機構。在圖a中，兩個端面帶有爪形齒的圓錐齒輪Z2和Z3，空套在水平軸上，這兩個圓錐齒輪能與同軸上可滑移的雙向爪形離合器嚙合或分離，雙向爪形離合器和水平軸用鍵聯接。另一個圓錐齒輪Z1固定在垂直軸上。當圓錐齒輪Z1旋轉時，帶動水平軸上兩個圓錐齒輪Z2和Z3，這兩個齒輪同時以相反的方向在軸上空轉。如果雙向離合器向左移動，與左面圓錐齒輪Z2上的端面爪形齒嚙合，那么運動由左面的圓錐齒輪Z2通過雙向離合器傳給水平軸；若雙向離合器向右移動，與圓錐齒輪Z3端面爪形齒嚙合，那么運動將由圓錐齒輪Z3通過雙向離合器傳給水平軸，且旋轉方向相反。 圖b所示