第十二章    其他常用机构

1.学习要求

结合专业需要对棘轮机构、槽轮机构、擒纵机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构、星轮机构、非圆齿轮机构、螺旋机构和万向铵链机构等一些其他常用机构的工作原理、运动特点、应用情况及设计要点有所了解。对组合机构的组合方式及特点有所了解。对含有某些特殊元器件的广义机构的工作原理有所了解。

2.重点难点

本章的重点是了解常用的一些其他基本机构和某些组合机构的工作原理、运动特点及其应用。

3.知识脉络

4.学习方法

学习本章的主要目的在于开阔视野，扩大思路，只有知道更多的机构，在设计中才会得心应手，择优采用，以获得良好的设计。

在学习本章时要注意各种机构的组成情况，工作特点，适用场合，以及在设计和使用中一些需要特别注意的问题。

1）棘轮机构是将主动摇杆的往复摆动转换为从动棘轮的间歇转动的机构。齿式棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪及机架组成，它是最常见的棘轮机构，结构简单，加工成本低，每次的送进量可在较大范围内调节，且调节方便，运动可靠，但运动时有冲击、噪声大，且动程只能作有级调节;摩擦式棘轮机构传动平稳、无噪声、可实现动程的无级调节，但运动的准确性较差。

为了使齿式棘轮机构可靠地工作，棘轮作用于棘爪的总反力对棘爪回转轴之矩应使棘爪能顺利地进入棘轮齿底，而不致从棘轮轮齿间滑脱出来。如何达到此目的，教材中进行了分析，并得出了相应的条件，学习时一定要搞清楚。

外接棘轮

内接棘轮

2）槽轮机构由主动拨盘、从动槽轮及机架组成。可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的间歇转动。普通槽轮机构在圆销啮入和啮出时有柔性冲击，没有刚性冲击，故可较平稳地单向转位，且传动效率较高。但槽轮每次转位的角度大小不易调节。

要使槽轮机构能正常工作，在槽轮机构上必须配备锁止装置，当主动销脱离槽轮槽口后，锁止装置必须将槽轮锁住，防止槽轮游动;而当主动销一旦进入槽轮槽口，锁止装置又必须立即将槽轮松开。对槽轮机构的运动系数及运动特性应有明确的概念。

3）擒纵机构是一种间歇运动机构，分为有固有振动系统型擒纵机构和无固有振动系统型擒纵机构两类。前者结构复杂，但计时准确，常用于钟表、气象记录仪等中;后者则相反，常用于短时的定时装置中，如洗衣机及微波炉的定时器，照相机的快门，炮弹的机械信管，降落伞的延时自动开伞等。学习时应注意了解这种机构定时的工作原理。

可变相棘轮

4）凸轮式间歇运动机构是当前被公认的一种较理想的高速高精度的分度机构。只要适当设计出主动凸轮的轮廓，就可使从动盘的运动规律动载荷小，无刚性冲击和柔性冲击，能适应高速运转的要求。同时，它本身具有高的定位精度，机构结构紧凑。其缺点是加工精度要求高，对装配、调整要求严格。学习时应注意了解这种机构的工作原理及设计的基本方法。

螺旋机构

5）不完全齿轮机构由于有刚性冲击，一般只用于低速轻载的场合。为了改善其启动和停止时的性能，尤其是启动时的性能，常和瞬心线附加杆配合着一道工作，这时可用于速度较高、载荷较大的场合。学习时应注意这种机构与一般齿轮机构相比有什么异同，并搞清楚其在设计方面的特殊要求。

6）星轮机构作为间歇运动机构，适应性较广，同时具有槽轮机构的起动性能，又兼有齿轮机构等速转位的优点，但星轮制造比较困难。学习时应注意星轮机构与槽轮机构的异同。

螺旋机构

7)非圆齿轮机构是一种变传动比的非圆形齿轮机构，其传动比可按预期的规律变化，主要用于有特殊要求的场合。学习时应了解这种齿轮机构与圆形齿轮机构相比较，在啮合原理和传动参数方面有什么异同。

8）螺旋机构可方便地将回转运动变为移动，或相反将移动变为回转运动（这时螺纹的导程角大于螺副的当量摩擦角。你知道这是为什么?）。螺旋机构可分为简单螺旋机构、微动螺旋机构和复式螺旋机构。应熟悉它们各自的位移计算式以及移动方向的确定。

同步带

9）万向饺链机构用于主、从动轴的相对位置经常发生变化的场合。

其一，单万向较链机构在工作中，其主从动轴之间的夹角可以任意变化，其平均传动比恒等于1，但其瞬时传动比却是变化的，轴夹角越大，其传动比的变化幅度也越大，故一般限制其轴夹角α≤30°。

其二，双万向饺链机构，在满足以下三个条件的情况下可实现主、从动轴的角速度恒相等。

a.主动轴、中间轴及从动轴三轴共面;

b.中间轴的两叉面共面;

c.主动轴与中间轴及中间轴与从动轴的轴夹角相等，即αl =(2 。学习时可思考一下，如果不满足这些条件，其传动会发生什么情况?

10）把一些基本机构通过特殊的组合方式(如封闭式组合、或特殊的串联或并联）组合所获得的机构称为组合机构，组合机构可获得原基本机构所不具有的一些新的性能，故能更好地满足机械工程中的一些特殊需要，越来越受到普遍地重视。学习时应注意有哪些组合方式?各种组合机构的运动及工作特点如何?

11）含有电磁元件、气动液压元件、光敏元件、热敏元件等某些特殊元器件的机构称为广义机构。广义机构的引入，大大地扩大了机械的功能。学习时着重了解各广义机构的工作原理及应用场合。

5.案例分析