高考机械设计基础：常见间歇运动机构类型及应用实例

间歇运动机构是机械设计中重要的传动装置，能够将连续运动转换为周期性停歇或单向步进运动。以下是高考中常见的间歇运动机构类型及其典型应用实例：

1. 棘轮机构

结构特点：由棘轮、棘爪和止动爪组成，通过棘爪与棘轮的啮合实现单向间歇运动。

工作原理：当主动摇杆往复摆动时，棘爪推动棘轮转动，止动爪防止反转。

应用实例：

牛头刨床进给机构：棘轮控制工作台的间歇进给，实现切削与进给的交替。

千斤顶：棘轮机构用于锁定齿条，防止重物下坠。

自行车飞轮：通过棘轮实现单向驱动，骑行时链条带动后轮，滑行时飞轮空转。

2. 槽轮机构（日内瓦机构）

结构特点：由带圆销的拨盘和带径向槽的槽轮组成，通过圆销与槽的啮合实现分度运动。

工作原理：拨盘连续转动时，圆销进入槽轮驱动其转动；槽轮静止时，拨盘的锁止弧与槽轮锁紧。

应用实例：

电影放映机卷片机构：槽轮带动胶片间歇移动，配合光源实现画面切换。

自动包装机：用于物料的分度转位，如灌装、贴标等工序。

六角车床刀架转位：通过槽轮实现刀具的周期性切换。

3. 不完全齿轮机构

结构特点：主动齿轮仅部分齿形完整，从动齿轮在啮合段运动，非啮合段静止。

工作原理：主动齿轮连续转动时，从动齿轮在啮合段被驱动，其余时间静止。

应用实例：

蜂窝煤成型机：控制模具的间歇转动，实现填料、压制、脱模的循环。

自动送料装置：用于冲压机床的周期性送料。

钟表机构：驱动秒针的间歇跳动。

4. 凸轮式间歇运动机构

结构特点：利用凸轮轮廓驱动从动件，实现精准的间歇运动。

工作原理：凸轮连续旋转时，其特定轮廓推动从动件完成“运动-停歇”循环。

应用实例：

高速分度装置：如加工中心刀库的转位，精度高且适用于高速场景。

车床仿形机构：通过凸轮模板控制刀具轨迹，加工复杂曲面。

印刷机械：控制纸张的间歇进给，确保印刷定位准确。

5. 摩擦式棘轮机构

结构特点：通过摩擦楔块与摩擦轮的接触传递运动，无刚性冲击。

工作原理：主动件摆动时，摩擦楔块推动摩擦轮单向转动；反向时楔块打滑。

应用实例：

超越离合器：用于摩托车后轮，实现滑行时的空转。

机床进给系统：轻载场合的间歇进给，如磨床的工件输送。

总结与对比

| 机构类型 | 特点 | 适用场景 |

||--|-|

| 棘轮机构 | 结构简单，但冲击大、精度低 | 低速、轻载（如千斤顶、进给系统） |

| 槽轮机构 | 运动平稳，分度精度较高 | 中速分度（如电影放映机、包装机） |

| 不完全齿轮机构 | 传动比大，但冲击较大 | 中低速周期性运动（如成型机） |

| 凸轮式间歇机构 | 精度高、可高速运行，但成本较高 | 高速分度（如机床转位、印刷机） |

高考考点提示：

运动系数计算：槽轮机构的运动系数 ( k = frac{z-2}{2z} )，其中 ( z ) 为槽数。

冲击类型：等速运动规律（刚性冲击）、正弦加速度（无冲击）等。

设计要点：如凸轮基圆半径与压力角的关系，槽轮槽数的选择（通常取4~8槽）。

通过以上实例与原理的掌握，可系统理解间歇运动机构在机械系统中的作用，并灵活应对高考中的分析与应用题。