经典机械结构动图赏析第九期

来自越南的设计师Nguyen Duc Thang在业余时间，使用Inventor绘制了1700多个经典机械结构，并将其制作为动态仿真视频，目的是让更多初学者了解这些机械结构的运动原理。由于这些视频发布在国外视频网站，国内基本无缘访问，微小网决定在今后逐一将这些视频发布出来，并加上翻译说明，方便各位设计师的学习和研究。

这1700多个经典机械结构中，有大量的机械结构并不是常见的，但是却包含着精密的机械知识，有非常高的学习价值。

由于微小网编辑才疏学浅，对这些机械结构的翻译和解释并不准确，微小网欢迎大家通过评论、邮件等方式发布更详细的结构解析文字。同时，我们也欢迎各位设计师将这些机械结构只作为3D模型，方便其他人的学习和理解。

微小网对发布详细文字解说的设计师奖励20-50微积分/次，对发布包含运动仿真机械结构3D模型的设计师奖励100微积分/次。

经典机械结构动图赏析第九期，楔块式超越离合器 2、楔块式超越离合器 3、楔块式超越离合器 4 、螺杆式超越离合器 1、螺旋齿轮离合器、滚柱式超越离合器 3、双向防反转机制 1a、双向防反转机制 1b、圆弧齿轮传动、双螺旋齿轮等共10个。

1.楔块式超越离合器 2（Sprag overrunning clutch 2）

蓝色轴和绿色轴绕一固定轴旋转。铜弹簧维持黄色斜撑、粉色销以及两轴之间的接触。箭头表示在不同时间点哪一个部件在驱动。

当蓝色轴旋转，它的双向旋转可以传递到绿色轴，且只能使绿色轴顺时针旋转。

当绿色轴旋转，它的双向旋转可以传递到蓝色轴，且只能使蓝色轴逆时针旋转。

2.楔块式超越离合器 3（Sprag overrunning clutch  3 ）

蓝色轴和绿色轴绕一固定轴旋转。红色弹簧维持黄色斜撑、粉色销以及两轴之间的接触。箭头表示在不同时间点哪一个部件在驱动。

当蓝色轴旋转，它的双向旋转可以传递到绿色轴，且只能使绿色轴顺时针旋转。

当绿色轴旋转，它的双向旋转可以传递到蓝色轴，且只能使蓝色轴逆时针旋转。

3.楔块式超越离合器 4（Sprag overrunning clutch 4）

蓝色轴和绿色轴绕一固定轴旋转。红色弹簧维持黄色斜撑以及V型槽之间的接触。箭头表示在不同时间点哪一个部件在驱动。

当蓝色轴旋转，它的双向旋转可以传递到绿色轴，且只能使绿色轴顺时针旋转。

当绿色轴旋转，它的双向旋转可以传递到蓝色轴，且只能使蓝色轴逆时针旋转。

如果绿轴保持静止状态，蓝色轴只能逆时针旋转，机制会自动制止蓝色轴的顺时针旋转。

4.螺杆式超越离合器 1（Screw overrunning clutch 1）

蓝色轴和绿色轴绕一固定轴旋转。黄色螺母外锥面与蓝色轴间有一个螺旋接头（右旋螺纹）。箭头表示在不同时间点哪一个部件在驱动。

红色扭转弹簧使黄色螺母顺时针旋转，从而维持黄色螺母外锥面和蓝色轴的螺纹面的接触。

当蓝色轴驱动，且逆时针旋转，绿色轴倾向于保持黄色螺母静止。后者倾向于向绿色轴移动，锥面间的接触力增强，从而使绿色轴和蓝色轴共同旋转。

当蓝色轴驱动，且顺时针旋转，绿色轴倾向于保持黄色螺母静止。后者倾向于向远离绿色轴方向移动，锥面间的接触力降低，绿色轴从而保持静止。

简单来说：

当蓝色轴驱动，它的双向旋转可以传递到绿色轴，且只能使绿色轴逆时针旋转。

当绿色轴驱动，它的双向旋转可以传递到蓝色轴，且只能使蓝色轴顺时针旋转。

当绿色轴静止，蓝色轴只能逆时针旋转，机制会自动制止蓝色轴顺时针旋转。

这个机制是纯粹在电脑上创建的，还需进行实际检验。

5.螺旋齿轮离合器（Screw gear overrunning clutch）

绿色环和蓝色齿轮绕一固定轴旋转。绿色环上有两个黄色齿轮。箭头表示在不同时间点哪一个部件在驱动。

1）如果绿色环驱动：

      当环逆时针旋转，啮合力使得黄色齿轮向环的内锥面移动，黄色齿轮轴将不能旋转且使蓝色齿轮保持静止。

      当环顺时针旋转，啮合力使黄色齿轮向远离内锥面方向移动，黄色齿轮轴将自由旋转，蓝色齿轮在外界负荷下保持静止。

2）如果蓝色齿轮驱动：

     当蓝色齿轮逆时针旋转，啮合力使黄色齿轮向远离内锥面方向移动，黄色齿轮轴将自由旋转，绿色环在外界负荷下保持静止。

     当蓝色齿轮顺时针旋转，啮合力使黄色齿轮向内锥面移动，黄色齿轮轴不能旋转从而使绿色环旋转。

这一机制的具体实施是三个螺旋齿轮被一个非自锁定的蜗杆驱动（一个蜗轮两个蜗杆）取代。

6.滚柱式超越离合器 3（Roller overrunning clutch 3）

输入：蓝色轴的双向旋转

输出：绿色轴按照红色杆设定的方向随蓝色轴旋转。

橙色销总是使红色辊处于输入输出轴之间的锥形区域内。蓝色销上的弹簧必须足够强，以定位粉色杆。

7.双向防反转机制 1a（Two-way anti-reverse transmission 1a）

粉色输入轴可以向绿色输出轴传递双向旋转。由于固定的外环和绿色轴之间的黄辊楔，反转机制不可行。

此机制和蜗杆驱动一样带有自锁定功能，但传动比为1:1。此机制可用于当不需要使用系统时伺服电机可以得到休息（中断供电）的运动控制系统。

8.双向防反转机制 1b（Two-way anti-reverse transmission 1b）

粉色输入轴可以向绿色输出轴传递双向旋转。由于固定的外环和绿色轴之间的黄辊楔，反转机制不可行。

此机制和蜗杆驱动一样带有自锁定功能，但传动比为1:1。此机制可用于当不需要使用系统时伺服电机可以得到休息（中断供电）的运动控制系统。

9.圆弧齿轮传动（Novikov gearing）

特点：

1）凹凸轮螺旋啮合

2）点接触

比起渐开线齿轮机构，有更高的负载能力和高效性。

10.双螺旋齿轮（Herringborne gear）

两组螺旋齿轮反面组合，具有螺旋齿轮的优点：平稳、配合安静；且没有螺旋齿轮的缺点：轴向推力。