機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ):間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要組成部分，在各種機(jī)械設(shè)備中都有廣泛應(yīng)用。例如，自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、包裝機(jī)械的封口機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)械的紙張輸送機(jī)構(gòu)等。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要作用是使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，即在一定時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而在其他時(shí)間內(nèi)靜止。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分類很多，常見的有棘輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、基因機(jī)構(gòu)等。作者：什么是間歇運(yùn)動(dòng)不連續(xù)的運(yùn)動(dòng)間歇運(yùn)動(dòng)是指機(jī)器或機(jī)構(gòu)在工作過程中，運(yùn)動(dòng)部件在特定時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)動(dòng)，然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式稱為間歇運(yùn)動(dòng)。周期性停頓間歇運(yùn)動(dòng)通常在特定時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)發(fā)生，運(yùn)動(dòng)部件在停止和運(yùn)動(dòng)之間交替進(jìn)行。間歇運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域1周期性間歇運(yùn)動(dòng)通常是周期性的，在每個(gè)循環(huán)中包含運(yùn)動(dòng)和靜止階段。例如，自動(dòng)包裝機(jī)需要在包裝完一個(gè)產(chǎn)品后暫停，等待下一個(gè)產(chǎn)品。2準(zhǔn)確性間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)非常精確的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)作的精準(zhǔn)性。3多功能性間歇運(yùn)動(dòng)可以應(yīng)用于各種不同的場(chǎng)合，從簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置到復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)。4多種形式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以采用多種不同的形式，例如凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)和斑輪機(jī)構(gòu)，以滿足不同的應(yīng)用需求。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本組成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供運(yùn)動(dòng)能量，例如電動(dòng)機(jī)、氣缸、液壓馬達(dá)等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)傳遞給間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如齒輪、鏈輪、帶輪等。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主體實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，例如凸輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、百頁(yè)輪機(jī)構(gòu)等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成實(shí)際工作，例如夾具、送料機(jī)構(gòu)、包裝機(jī)構(gòu)等。凸輪和凸輪輪系的作用傳遞運(yùn)動(dòng)凸輪輪系可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)或其他復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律?？刂七\(yùn)動(dòng)通過改變凸輪的形狀和輪廓，可以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度、加速度和行程。實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)凸輪輪系可用于實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)模式，例如等速運(yùn)動(dòng)、加減速運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)等。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是利用凸輪的輪廓曲線來控制從動(dòng)件的間歇運(yùn)動(dòng)。凸輪的形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以通過設(shè)計(jì)不同的凸輪形狀來實(shí)現(xiàn)各種間歇運(yùn)動(dòng)模式。棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)利用棘輪和棘爪的相互嚙合來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。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(dòng)。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)斑輪機(jī)構(gòu)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)斑輪機(jī)構(gòu)是利用斑輪上的凸起或凹陷來控制從動(dòng)件的間歇運(yùn)動(dòng)。斑輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多種間歇運(yùn)動(dòng)模式，包括短程斑輪和百頁(yè)輪等。短程斑輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)短程斑輪機(jī)構(gòu)是一種常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，也被稱為日內(nèi)瓦輪機(jī)構(gòu)。它主要用于實(shí)現(xiàn)周期性的間歇運(yùn)動(dòng)，在自動(dòng)化設(shè)備、精密儀器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。短程斑輪機(jī)構(gòu)通常由一個(gè)帶有多個(gè)凸輪的轉(zhuǎn)盤和一個(gè)具有對(duì)應(yīng)凸輪槽的驅(qū)動(dòng)輪組成。當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪槽與凸輪接觸，驅(qū)動(dòng)輪被間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)。短程斑輪設(shè)計(jì)與選型11.確定斑輪輪廓根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和工作要求，確定斑輪的輪廓形狀，保證間歇運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和可靠性。22.選擇斑輪材料考慮斑輪的強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性等因素，選擇合適的材料，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行表面處理。33.設(shè)計(jì)斑輪尺寸根據(jù)斑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律和工作要求，設(shè)計(jì)斑輪的直徑、厚度和輪齒形狀，確保斑輪的正常運(yùn)行。44.選取滾子跟隨器根據(jù)斑輪的輪廓形狀和運(yùn)動(dòng)要求，選擇合適的滾子跟隨器，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行潤(rùn)滑。短程斑輪轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律分析短程斑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律是間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。斑輪的形狀、尺寸和安裝位置都會(huì)影響其轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，從而影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和效率。通過分析斑輪的幾何參數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，可以得到其轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，并以此指導(dǎo)斑輪的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。1周期斑輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間。2停歇斑輪在一個(gè)周期內(nèi)靜止的時(shí)間。3速度斑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度。4位移斑輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所經(jīng)過的路徑。短程斑輪機(jī)構(gòu)受力分析短程斑輪機(jī)構(gòu)受力分析是設(shè)計(jì)和優(yōu)化機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵步驟。通過分析機(jī)構(gòu)各部件的受力情況，可以確定機(jī)構(gòu)的承載能力，并對(duì)機(jī)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(dòng)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(yùn)動(dòng)方向一致與斑輪形狀和速度有關(guān)慣性力與從動(dòng)件的加速度方向相反與從動(dòng)件的質(zhì)量和加速度有關(guān)短程斑輪機(jī)構(gòu)的摩擦與潤(rùn)滑摩擦的影響摩擦力會(huì)影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度、效率和使用壽命。潤(rùn)滑方式選擇合適的潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式，減小摩擦，延長(zhǎng)機(jī)構(gòu)使用壽命。潤(rùn)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(rùn)滑劑。百頁(yè)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)百頁(yè)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種常用的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它通過百頁(yè)輪上的多個(gè)凸輪，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的間歇運(yùn)動(dòng)。百頁(yè)輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。百頁(yè)輪設(shè)計(jì)與選型齒形設(shè)計(jì)百頁(yè)輪齒形設(shè)計(jì)需考慮輪齒強(qiáng)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(yè)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)精度、承載能力和尺寸。材料選擇材料選擇應(yīng)考慮百頁(yè)輪的強(qiáng)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(yè)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(yè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律分析百頁(yè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律受其結(jié)構(gòu)影響，呈現(xiàn)周期性變化。轉(zhuǎn)動(dòng)周期由輪齒數(shù)決定，每個(gè)周期包含一個(gè)凸起和一個(gè)凹陷。凸起段對(duì)應(yīng)工作行程，凹陷段對(duì)應(yīng)停頓時(shí)間。通過分析百頁(yè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，可以預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度變化，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)行效率和精度。百頁(yè)輪機(jī)構(gòu)受力分析百頁(yè)輪機(jī)構(gòu)受力分析主要包括靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析。靜態(tài)分析主要考慮機(jī)構(gòu)的重力、摩擦力以及其他外力，而動(dòng)態(tài)分析則需要考慮機(jī)構(gòu)的慣性力以及運(yùn)動(dòng)過程中的沖擊力。靜態(tài)受力動(dòng)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(jī)構(gòu)的承載能力以及運(yùn)動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，并為機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供參考。百頁(yè)輪機(jī)構(gòu)的摩擦與潤(rùn)滑摩擦因素百頁(yè)輪機(jī)構(gòu)的摩擦主要發(fā)生在百頁(yè)輪與凸輪之間，以及百頁(yè)輪與軸承之間。摩擦?xí)斐赡芰繐p失，降低機(jī)構(gòu)效率，并導(dǎo)致磨損。潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑方式包括油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑。油潤(rùn)滑適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，脂潤(rùn)滑適用于低速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)是一種常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用棘輪、棘爪和棘爪保持器實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，例如鐘表、自動(dòng)售貨機(jī)、打印機(jī)等。棘輪設(shè)計(jì)與選型棘輪齒形棘輪齒形影響機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)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(jī)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(jī)構(gòu)的強(qiáng)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(jī)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(dòng)規(guī)律分析棘輪機(jī)構(gòu)是一種常見的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律主要由棘輪的齒形、棘爪的形狀和棘爪的運(yùn)動(dòng)軌跡決定。棘輪的齒形決定了棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)步長(zhǎng)，棘爪的形狀決定了棘爪與棘輪齒的嚙合方式，棘爪的運(yùn)動(dòng)軌跡決定了棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度。棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪與棘輪齒嚙合，棘爪的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪離開棘輪齒時(shí)，棘輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。棘輪機(jī)構(gòu)受力分析棘輪機(jī)構(gòu)受力分析是設(shè)計(jì)和應(yīng)用的關(guān)鍵步驟，它確保機(jī)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。受力分析有助于識(shí)別機(jī)構(gòu)的承載能力、摩擦力和沖擊載荷，并優(yōu)化齒形設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)的固定力和支撐力。棘輪機(jī)構(gòu)的摩擦與潤(rùn)滑摩擦力棘輪機(jī)構(gòu)的摩擦力主要來自于棘爪與棘輪之間的接觸面。潤(rùn)滑方式選擇合適的潤(rùn)滑油或脂可以降低摩擦力，提高棘輪機(jī)構(gòu)的效率和使用壽命。潤(rùn)滑作用潤(rùn)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(dòng)機(jī)構(gòu)基因輪機(jī)構(gòu)基因輪是一種新型間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它通過特殊形狀的輪齒實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備，例如包裝機(jī)和印刷機(jī)。偏心輪機(jī)構(gòu)偏心輪機(jī)構(gòu)通過偏心輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，通常應(yīng)用于輕型機(jī)械，例如小型自動(dòng)售貨機(jī)。組合機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)將多個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)組合在一起，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的間歇運(yùn)動(dòng)，例如將凸輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)合，應(yīng)用于精密加工設(shè)備。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)強(qiáng)度機(jī)構(gòu)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受工作載荷和沖擊。精度要求機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)滿足運(yùn)動(dòng)軌跡和速度要求。運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，減少振動(dòng)和噪聲。潤(rùn)滑性能機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑性能應(yīng)保證其正常工作，減少磨損和故障。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)例間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用非常廣泛，例如自動(dòng)包裝機(jī)、自動(dòng)裝配線等，它可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。為了說明間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理，以一個(gè)自動(dòng)裝配線為例，該裝配線需要完成多個(gè)工序，每個(gè)工序都需要在特定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行，因此需要使用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來控制各工序的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。在設(shè)計(jì)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的機(jī)構(gòu)類型，并進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以保證機(jī)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型要點(diǎn)機(jī)構(gòu)類型根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和具體要求選擇合適的機(jī)構(gòu)類型，例如短程斑輪、百頁(yè)輪或棘輪。尺寸精度考慮機(jī)構(gòu)的尺寸精度要求，以滿足運(yùn)動(dòng)精度和承載能力。速度范圍選擇工作速度范圍內(nèi)的機(jī)構(gòu)，并注意其對(duì)機(jī)構(gòu)壽命的影響。成本因素權(quán)衡性能、價(jià)格和制造難度，選擇性價(jià)比高的機(jī)構(gòu)方案。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)定期檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，延長(zhǎng)機(jī)構(gòu)使用壽命。檢查內(nèi)容包括潤(rùn)滑、磨損、松動(dòng)等。定期更換潤(rùn)滑油，確保機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行。清潔保養(yǎng)清除機(jī)構(gòu)表面的灰塵、污垢，防止積塵影響機(jī)構(gòu)工作性能。避免機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期處于潮濕或高溫環(huán)境，保持機(jī)構(gòu)清潔干燥。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)智能化間歇轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與智能控制技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、智能診斷和故障預(yù)測(cè)，提高運(yùn)行效率和可靠性。模塊化采用標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)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(jì)，降低機(jī)構(gòu)的重量，提高運(yùn)動(dòng)精度和效率，同時(shí)降低能耗。精密化應(yīng)用精密加工和裝配技術(shù)，提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本原理、類型、設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用實(shí)例。內(nèi)容涵蓋了間歇運(yùn)動(dòng)的概念、分類、組成、工作原理、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、應(yīng)用領(lǐng)域、維護(hù)保養(yǎng)等方面的知識(shí)。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(yùn)動(dòng)