機械設(shè)計基礎(chǔ):間歇運動機構(gòu)間歇運動機構(gòu)是機械設(shè)計中的重要組成部分，在各種機械設(shè)備中都有廣泛應(yīng)用。例如，自動機床的進(jìn)給機構(gòu)、包裝機械的封口機構(gòu)、印刷機械的紙張輸送機構(gòu)等。間歇運動機構(gòu)的主要作用是使執(zhí)行機構(gòu)在工作時實現(xiàn)間歇運動，即在一定時間內(nèi)運動，而在其他時間內(nèi)靜止。間歇運動機構(gòu)的分類很多，常見的有棘輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、基因機構(gòu)等。作者：什么是間歇運動不連續(xù)的運動間歇運動是指機器或機構(gòu)在工作過程中，運動部件在特定時間內(nèi)停止運動，然后繼續(xù)運動，這種運動方式稱為間歇運動。周期性停頓間歇運動通常在特定時間間隔內(nèi)重復(fù)發(fā)生，運動部件在停止和運動之間交替進(jìn)行。間歇運動的特點與應(yīng)用領(lǐng)域1周期性間歇運動通常是周期性的，在每個循環(huán)中包含運動和靜止階段。例如，自動包裝機需要在包裝完一個產(chǎn)品后暫停，等待下一個產(chǎn)品。2準(zhǔn)確性間歇運動機構(gòu)可以實現(xiàn)非常精確的運動，即使在重復(fù)多次后也能保持精確度。例如，精密儀器需要保證動作的精準(zhǔn)性。3多功能性間歇運動可以應(yīng)用于各種不同的場合，從簡單的機械裝置到復(fù)雜的自動化系統(tǒng)。4多種形式間歇運動機構(gòu)可以采用多種不同的形式，例如凸輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)和斑輪機構(gòu)，以滿足不同的應(yīng)用需求。間歇運動機構(gòu)的基本組成驅(qū)動機構(gòu)提供運動能量，例如電動機、氣缸、液壓馬達(dá)等。傳動機構(gòu)將驅(qū)動機構(gòu)的運動傳遞給間歇運動機構(gòu)，例如齒輪、鏈輪、帶輪等。間歇運動機構(gòu)主體實現(xiàn)間歇運動的機構(gòu)，例如凸輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、百頁輪機構(gòu)等。執(zhí)行機構(gòu)完成實際工作，例如夾具、送料機構(gòu)、包裝機構(gòu)等。凸輪和凸輪輪系的作用傳遞運動凸輪輪系可將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動或其他復(fù)雜的運動形式，實現(xiàn)機構(gòu)的預(yù)定運動規(guī)律?？刂七\動通過改變凸輪的形狀和輪廓，可以控制執(zhí)行機構(gòu)的運動速度、加速度和行程。實現(xiàn)復(fù)雜運動凸輪輪系可用于實現(xiàn)多種運動模式，例如等速運動、加減速運動、擺動運動等。間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)的類型凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)是利用凸輪的輪廓曲線來控制從動件的間歇運動。凸輪的形狀決定了從動件的運動規(guī)律，可以通過設(shè)計不同的凸輪形狀來實現(xiàn)各種間歇運動模式。棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)利用棘輪和棘爪的相互嚙合來實現(xiàn)間歇運動。棘輪的形狀通常為扇形，棘爪可以單向嚙合，從而使棘輪在一定角度范圍內(nèi)間歇轉(zhuǎn)動。間歇轉(zhuǎn)動斑輪機構(gòu)間歇轉(zhuǎn)動斑輪機構(gòu)是利用斑輪上的凸起或凹陷來控制從動件的間歇運動。斑輪機構(gòu)可以實現(xiàn)多種間歇運動模式，包括短程斑輪和百頁輪等。短程斑輪間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)短程斑輪機構(gòu)是一種常見的間歇運動機構(gòu)，也被稱為日內(nèi)瓦輪機構(gòu)。它主要用于實現(xiàn)周期性的間歇運動，在自動化設(shè)備、精密儀器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。短程斑輪機構(gòu)通常由一個帶有多個凸輪的轉(zhuǎn)盤和一個具有對應(yīng)凸輪槽的驅(qū)動輪組成。當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時，凸輪槽與凸輪接觸，驅(qū)動輪被間歇地轉(zhuǎn)動。短程斑輪設(shè)計與選型11.確定斑輪輪廓根據(jù)運動規(guī)律和工作要求，確定斑輪的輪廓形狀，保證間歇運動的準(zhǔn)確性和可靠性。22.選擇斑輪材料考慮斑輪的強度、耐磨性、耐腐蝕性等因素，選擇合適的材料，并根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行表面處理。33.設(shè)計斑輪尺寸根據(jù)斑輪的轉(zhuǎn)動規(guī)律和工作要求，設(shè)計斑輪的直徑、厚度和輪齒形狀，確保斑輪的正常運行。44.選取滾子跟隨器根據(jù)斑輪的輪廓形狀和運動要求，選擇合適的滾子跟隨器，并根據(jù)實際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行潤滑。短程斑輪轉(zhuǎn)動規(guī)律分析短程斑輪的轉(zhuǎn)動規(guī)律是間歇運動機構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題。斑輪的形狀、尺寸和安裝位置都會影響其轉(zhuǎn)動規(guī)律，從而影響機構(gòu)的運動精度和效率。通過分析斑輪的幾何參數(shù)和運動學(xué)關(guān)系，可以得到其轉(zhuǎn)動規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，并以此指導(dǎo)斑輪的設(shè)計和優(yōu)化。1周期斑輪轉(zhuǎn)動一個周期的時間。2停歇斑輪在一個周期內(nèi)靜止的時間。3速度斑輪轉(zhuǎn)動的速度和加速度。4位移斑輪轉(zhuǎn)動過程中所經(jīng)過的路徑。短程斑輪機構(gòu)受力分析短程斑輪機構(gòu)受力分析是設(shè)計和優(yōu)化機構(gòu)的關(guān)鍵步驟。通過分析機構(gòu)各部件的受力情況，可以確定機構(gòu)的承載能力，并對機構(gòu)的尺寸和材料進(jìn)行選擇。受力分析主要考慮以下方面：斑輪的徑向力、軸向力、切向力，以及從動件的慣性力。受力類型受力方向受力大小徑向力垂直于斑輪軸線與斑輪形狀和速度有關(guān)軸向力沿著斑輪軸線與斑輪形狀和速度有關(guān)切向力與斑輪運動方向一致與斑輪形狀和速度有關(guān)慣性力與從動件的加速度方向相反與從動件的質(zhì)量和加速度有關(guān)短程斑輪機構(gòu)的摩擦與潤滑摩擦的影響摩擦力會影響機構(gòu)的運動精度、效率和使用壽命。潤滑方式選擇合適的潤滑劑和潤滑方式，減小摩擦，延長機構(gòu)使用壽命。潤滑劑的選擇根據(jù)工作環(huán)境、溫度、速度等因素選擇合適的潤滑劑。百頁輪間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)百頁輪間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)是一種常用的間歇運動機構(gòu)，它通過百頁輪上的多個凸輪，實現(xiàn)機器的間歇運動。百頁輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中。百頁輪設(shè)計與選型齒形設(shè)計百頁輪齒形設(shè)計需考慮輪齒強度、接觸應(yīng)力、磨損和噪音等因素。齒數(shù)與模數(shù)齒數(shù)和模數(shù)的選擇影響百頁輪的轉(zhuǎn)動精度、承載能力和尺寸。材料選擇材料選擇應(yīng)考慮百頁輪的強度、硬度、耐磨性、抗疲勞性以及工作環(huán)境溫度等因素。加工工藝百頁輪的加工工藝應(yīng)選擇精度高、效率高、成本低的方案，例如數(shù)控加工、精密磨削等。百頁輪轉(zhuǎn)動規(guī)律分析百頁輪轉(zhuǎn)動規(guī)律受其結(jié)構(gòu)影響，呈現(xiàn)周期性變化。轉(zhuǎn)動周期由輪齒數(shù)決定，每個周期包含一個凸起和一個凹陷。凸起段對應(yīng)工作行程，凹陷段對應(yīng)停頓時間。通過分析百頁輪轉(zhuǎn)動規(guī)律，可以預(yù)測機構(gòu)的運動軌跡和速度變化，從而優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，提高機構(gòu)的運行效率和精度。百頁輪機構(gòu)受力分析百頁輪機構(gòu)受力分析主要包括靜態(tài)分析和動態(tài)分析。靜態(tài)分析主要考慮機構(gòu)的重力、摩擦力以及其他外力，而動態(tài)分析則需要考慮機構(gòu)的慣性力以及運動過程中的沖擊力。靜態(tài)受力動態(tài)受力重力慣性力摩擦力沖擊力通過受力分析可以確定機構(gòu)的承載能力以及運動過程中的穩(wěn)定性，并為機構(gòu)的設(shè)計和優(yōu)化提供參考。百頁輪機構(gòu)的摩擦與潤滑摩擦因素百頁輪機構(gòu)的摩擦主要發(fā)生在百頁輪與凸輪之間，以及百頁輪與軸承之間。摩擦?xí)斐赡芰繐p失，降低機構(gòu)效率，并導(dǎo)致磨損。潤滑方式潤滑方式包括油潤滑和脂潤滑。油潤滑適用于高速運轉(zhuǎn)的機構(gòu)，脂潤滑適用于低速運轉(zhuǎn)的機構(gòu)。棘輪間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)棘輪機構(gòu)是一種常見的間歇運動機構(gòu)，利用棘輪、棘爪和棘爪保持器實現(xiàn)間歇運動。棘輪是帶有齒形的輪盤，棘爪則與棘輪齒嚙合，通過保持器的控制實現(xiàn)間歇運動。棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種機械設(shè)備中，例如鐘表、自動售貨機、打印機等。棘輪設(shè)計與選型棘輪齒形棘輪齒形影響機構(gòu)的傳動效率和工作可靠性。常用齒形有矩形齒、三角形齒和圓弧齒等。棘輪尺寸棘輪尺寸取決于機構(gòu)的工作負(fù)荷和空間限制。選擇合適的尺寸可以保證機構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。棘輪材料棘輪材料要根據(jù)工作環(huán)境和負(fù)荷進(jìn)行選擇，常用材料有鋼、鑄鐵和塑料等。棘輪制造工藝棘輪的制造工藝影響機構(gòu)的精度和壽命。常見工藝包括鑄造、鍛造、銑削和磨削等。棘輪轉(zhuǎn)動規(guī)律分析棘輪機構(gòu)是一種常見的間歇運動機構(gòu)，其轉(zhuǎn)動規(guī)律主要由棘輪的齒形、棘爪的形狀和棘爪的運動軌跡決定。棘輪的齒形決定了棘輪的轉(zhuǎn)動步長，棘爪的形狀決定了棘爪與棘輪齒的嚙合方式，棘爪的運動軌跡決定了棘輪的轉(zhuǎn)動方向和速度。棘輪轉(zhuǎn)動時，棘爪與棘輪齒嚙合，棘爪的運動帶動棘輪轉(zhuǎn)動，棘爪離開棘輪齒時，棘輪停止轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)間歇運動。棘輪機構(gòu)受力分析棘輪機構(gòu)受力分析是設(shè)計和應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，它確保機構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。受力分析有助于識別機構(gòu)的承載能力、摩擦力和沖擊載荷，并優(yōu)化齒形設(shè)計和材料選擇。1棘輪承受齒輪嚙合產(chǎn)生的沖擊載荷和彎曲應(yīng)力。2棘爪承受棘輪傳遞的扭矩和剪切力。3軸承受棘爪和棘輪的軸向載荷和彎曲應(yīng)力。4固定裝置承受棘輪機構(gòu)的固定力和支撐力。棘輪機構(gòu)的摩擦與潤滑摩擦力棘輪機構(gòu)的摩擦力主要來自于棘爪與棘輪之間的接觸面。潤滑方式選擇合適的潤滑油或脂可以降低摩擦力，提高棘輪機構(gòu)的效率和使用壽命。潤滑作用潤滑油或脂可以形成一層保護(hù)膜，減少摩擦，防止磨損，并降低噪音。其他間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)基因輪機構(gòu)基因輪是一種新型間歇運動機構(gòu)，它通過特殊形狀的輪齒實現(xiàn)間歇運動，應(yīng)用于自動化設(shè)備，例如包裝機和印刷機。偏心輪機構(gòu)偏心輪機構(gòu)通過偏心輪的旋轉(zhuǎn)帶動連桿運動，實現(xiàn)間歇運動，通常應(yīng)用于輕型機械，例如小型自動售貨機。組合機構(gòu)組合機構(gòu)將多個簡單機構(gòu)組合在一起，實現(xiàn)復(fù)雜的間歇運動，例如將凸輪機構(gòu)和棘輪機構(gòu)結(jié)合，應(yīng)用于精密加工設(shè)備。間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)的設(shè)計準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)強度機構(gòu)應(yīng)具有足夠的強度和剛度，以承受工作載荷和沖擊。精度要求機構(gòu)的精度應(yīng)滿足運動軌跡和速度要求。運動平穩(wěn)機構(gòu)應(yīng)具有良好的運動平穩(wěn)性，減少振動和噪聲。潤滑性能機構(gòu)的潤滑性能應(yīng)保證其正常工作，減少磨損和故障。間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)的設(shè)計實例間歇運動機構(gòu)的應(yīng)用非常廣泛，例如自動包裝機、自動裝配線等，它可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的運動，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了說明間歇運動機構(gòu)的設(shè)計原理，以一個自動裝配線為例，該裝配線需要完成多個工序，每個工序都需要在特定的時間間隔內(nèi)進(jìn)行，因此需要使用間歇運動機構(gòu)來控制各工序的運動時間。在設(shè)計間歇運動機構(gòu)時，需要根據(jù)實際情況選擇合適的機構(gòu)類型，并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以保證機構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)的選型要點機構(gòu)類型根據(jù)運動規(guī)律和具體要求選擇合適的機構(gòu)類型，例如短程斑輪、百頁輪或棘輪。尺寸精度考慮機構(gòu)的尺寸精度要求，以滿足運動精度和承載能力。速度范圍選擇工作速度范圍內(nèi)的機構(gòu)，并注意其對機構(gòu)壽命的影響。成本因素權(quán)衡性能、價格和制造難度，選擇性價比高的機構(gòu)方案。間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)定期檢查及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，延長機構(gòu)使用壽命。檢查內(nèi)容包括潤滑、磨損、松動等。定期更換潤滑油，確保機構(gòu)正常運行。清潔保養(yǎng)清除機構(gòu)表面的灰塵、污垢，防止積塵影響機構(gòu)工作性能。避免機構(gòu)長期處于潮濕或高溫環(huán)境，保持機構(gòu)清潔干燥。間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)的發(fā)展趨勢智能化間歇轉(zhuǎn)動機構(gòu)與智能控制技術(shù)融合，實現(xiàn)自動控制、智能診斷和故障預(yù)測，提高運行效率和可靠性。模塊化采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，實現(xiàn)機構(gòu)的靈活組合和快速組裝，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。輕量化采用新型材料和輕量化設(shè)計，降低機構(gòu)的重量，提高運動精度和效率，同時降低能耗。精密化應(yīng)用精密加工和裝配技術(shù)，提高機構(gòu)的運動精度和可靠性，滿足高精度應(yīng)用需求。本課程小結(jié)課程內(nèi)容本課程系統(tǒng)地介紹了間歇運動機構(gòu)的基本原理、類型、設(shè)計方法以及應(yīng)用實例。內(nèi)容涵蓋了間歇運動的概念、分類、組成、工作原理、設(shè)計準(zhǔn)則、應(yīng)用領(lǐng)域、維護(hù)保養(yǎng)等方面的知識。課程收獲通過本課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們能夠掌握間歇運動