今天我們聊聊在機(jī)械設(shè)計(jì)中，我們必須掌握的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)！有些機(jī)械需要其構(gòu)件周期地運(yùn)動(dòng)和停歇，能夠?qū)⒃瓌?dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件周期性運(yùn)動(dòng)和停歇的機(jī)構(gòu)，稱為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有：棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)。

一、棘輪機(jī)構(gòu)

由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。它主要由搖桿、棘爪和外棘輪所組成。搖桿為運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件，棘輪為運(yùn)動(dòng)輸出構(gòu)件。

當(dāng)搖桿順時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，鉸接在桿上的棘爪插入棘輪的齒內(nèi)，使棘輪同時(shí)轉(zhuǎn)過一定角度。當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪的齒上滑過，棘輪靜止不動(dòng)。這樣，當(dāng)搖桿作連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘輪便得到單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

棘輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)常伴有噪聲和振動(dòng)，因此它的工作頻率不能過高。棘輪機(jī)構(gòu)常用在各種機(jī)床和自動(dòng)機(jī)中間歇進(jìn)給或回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)位上，也常用在千斤頂上。在自行車中棘輪機(jī)構(gòu)用于單向驅(qū)動(dòng)，在手動(dòng)絞車中棘輪機(jī)構(gòu)常用以防止逆轉(zhuǎn)。

棘輪機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便和運(yùn)動(dòng)可靠，并且棘輪的轉(zhuǎn)角可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)等；

缺點(diǎn)：棘輪機(jī)構(gòu)傳力小，工作時(shí)有沖擊和噪聲。因此，棘輪機(jī)構(gòu)只適用于轉(zhuǎn)速不高，轉(zhuǎn)角不大及小功率的場(chǎng)合；

二、槽輪機(jī)構(gòu)

槽輪機(jī)構(gòu)由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，又稱馬爾他機(jī)構(gòu)。它常被用來將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動(dòng)。

槽輪機(jī)構(gòu)有外嚙合和內(nèi)嚙合以及球面槽輪等。外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反，而內(nèi)嚙合則相同，球面槽輪可在兩相交軸之間進(jìn)行間歇傳動(dòng)。槽輪機(jī)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)如圖所示，它由主動(dòng)轉(zhuǎn)盤、從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成。

▲槽輪機(jī)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)

▲外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)

▲內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu)

▲球面槽輪機(jī)構(gòu)

槽輪機(jī)構(gòu)工作原理：

如下圖所示，主動(dòng)撥盤上的圓柱銷進(jìn)入槽輪上的徑向槽以前，凸鎖止弧將凹鎖止弧鎖住，則槽輪靜止不動(dòng)。圓柱銷進(jìn)入徑向槽時(shí)，凸、凹鎖止弧剛好分離，圓柱銷可以驅(qū)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓柱銷脫離徑向槽時(shí)，凸鎖止弧又將凹鎖止弧鎖住，從而使槽輪靜止不動(dòng)。因此，當(dāng)主動(dòng)撥盤作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槽輪被驅(qū)動(dòng)作單向的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、機(jī)械效率高，但制造與裝配精度要求高，且轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié)。

三、凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是利用凸輪與轉(zhuǎn)位撥銷的相互作用，將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，用于交錯(cuò)軸間的分度運(yùn)動(dòng)。凸輪間歇式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是：能適用于高速，并且設(shè)計(jì)空間較大。

四、不完全齒輪機(jī)構(gòu)

不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由齒輪機(jī)構(gòu)演變而得的一種間歇機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪上只做出一個(gè)齒或幾個(gè)齒，并根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和間歇時(shí)間的要求，在從動(dòng)輪上做出與主動(dòng)輪輪齒相嚙合的輪齒的數(shù)目。

不完全齒輪機(jī)構(gòu)

不完全齒輪齒條機(jī)構(gòu)

不完全齒輪結(jié)構(gòu)工作原理：

在主動(dòng)齒輪只做出一個(gè)或幾個(gè)齒，根據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間和停歇時(shí)間的要求在從動(dòng)輪上作出與主動(dòng)輪相嚙合的輪齒。其余部分為鎖止圓弧。當(dāng)兩輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，與齒輪傳動(dòng)一樣，無齒部分由鎖止圓弧定位使從動(dòng)輪靜止。

特點(diǎn)：不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速，輕載場(chǎng)合。

編輯：黃飛