项目五凸轮机构及其他常用机构

1、新世纪高职高专机电类课程规划教材大连理工大学出版社机械基础项目教程新世纪高职高专教材编审委员会组编主编陈雪王晓强项目五凸轮机构及其他常用机构凸轮机构及其他常用机构 凸 轮 机 构 凸 轮 机 构 棘 轮 机 构 棘 轮 机 构 槽 轮 机 构槽 轮 机 构 不 完 全 齿 轮 机 构不 完 全 齿 轮 机 构项目五凸轮机构及其他常用机构凸轮机构及其他常用机构送料机构为一送料机构，人们会问：它是怎样实现送料的?下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构1. 凸轮机构的组成p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用1）组成如图所示，件1称为凸轮，做等速转动，推动从动件2往复移

2、动，因此凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个部分所组成的高副机构。送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用2）运动特点凸轮机构可以将主动件凸轮的等速转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用3）凸轮机构优缺点优点：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。缺点：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损

3、。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构。送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.1凸轮机构的组成及应用凸轮机构的组成及应用图为内燃机配气机构。当主动件凸轮回转时，使得气门杆按照一定的要求做上下往复运动，控制气门的开启与关闭。内燃机配气凸轮机构2. 凸轮机构的应用绕线机凸轮机构图为绕线机凸轮机构。当主动件1凸轮回转时，带动从动件2（绕线杆）往复摆动，将线绕在等速转动的轴3上。下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类1） 盘形凸轮 如图所示，这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件，当凸轮1绕固定轴转动时

4、，可使从动件2在垂直于凸轮轴的平面内运动。1. 按凸轮的形状分2）移动凸轮 当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时，其转轴也将在无穷远处，这时凸轮将作直线移动，通常称这种凸轮为移动凸轮，如图所示。移动凸轮内燃机配气凸轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类3）圆柱凸轮凸轮为一圆柱体，它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的。曲线轮廓可以开在圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽，如图所示为一圆柱凸轮组成的送料机构。1. 按凸轮的形状分送料机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类有直动从动件

5、和摆动从动件，如图所示。根据从动件端部形状不同将其分为：1) 尖顶从动件 如图a所示。结构最简单，而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触，从而能实现较复杂的运动，但因尖顶极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮机构和仪表中。2. 按从动件的运动形式和端部形状分尖顶从动件、滚子从动件及平底从动件下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类2) 滚子从动件如图b所示。在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子。由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损较小，改善了工作条件。因此，可用来传递较大的动力，应用也最广泛。2. 按从动件的运动形式和端部形状分尖顶从动

6、件、滚子从动件及平底从动件下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的分类3) 平底从动件如图所示，从动件一端做成平底(即平面)，在凸轮轮廓与从动件底面之间易于形成油膜，故润滑条件较好、磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力性能较好，传动效率较高，所以常用于高速凸轮机构中。但由于从动件为一平底，故不适用于带有内凹轮廓的凸轮机构。2. 按从动件的运动形式和端部形状分尖顶从动件、滚子从动件及平底从动件下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.3凸轮和滚子材料凸轮和滚子材料凸轮机构的主要失效形式为磨损和疲劳点

7、蚀，这就要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨，对于经常受到冲击的凸轮机构还要求凸轮芯部有较强的韧性。一般凸轮的材料常采用40Cr(经表面淬火，硬度为4045HRC)，也可采用20Cr、20CrMnTi(经表面渗碳淬火，硬度为5662HRC)。滚子材料可采用20Cr（经渗碳淬火，硬度为5662HRC)，也有的用滚动轴承作为滚子。下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.4从动件常用运动规律从动件常用运动规律从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度随凸轮转角或时间t变化的规律。下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.4从动件常用运动规律从动件常用

8、运动规律图a为对心尖底直动从动件盘形凸轮机构。以凸轮工作轮廓的最小向径rb为半径所作的圆称为凸轮的基圆。当从动件的尖顶与凸轮工作轮廓上的A点接触时，从动件处于上升的起始位置。当凸轮逆时针转过角0时，从动件尖顶被推到距凸轮转动中心O最远的位置B，这个过程称为推程运动。推程中从动件推杆移动的距离h称为从动件的行程，凸轮所转过的角度0称为推程角。凸轮继续转过s时，从动件在最远处静止不动，s称为远休止角。凸轮再转过h时，从动件又由最远位置回到起始位置，这个过程称为回程，h称为回程运动角。最后，当凸轮继续转过s时，从动件静止不动，s称为近休止角，凸轮回转一周完成一个升停降停的工作循环。凸轮机构远停程和近

9、停程可以没有，但必须有推程和回程。凸轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.4从动件常用运动规律从动件常用运动规律凸轮推程和回程段的轮廓曲线决定于从动件的运动规律。从动件的常用运动规律很多，举例如下：1. 等速运动运动规律凸轮以等角速度回转，从动件在推程或回程的速度为一常数，这种运动规律为等速运动规律。由于从动件在运动开始和终止时速度有突变（由零变为有限值），加速度瞬时无穷大，则有很大的冲击，这种冲击称刚性冲击。只适用于低速、轻载。凸轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.凸轮机构凸轮机构p5.1.4从动件常用运动规律从动件常用运动规律2. 等加速度、等减速度

10、运动规律凸轮以等角速度回转，从动件在推程或回程中，先一半作等加速度运动，后一半作等减速运动，这种运动规律称为等加速等减速运动规律。从动件在行程开始和结束时，加速度发生有限突变。从动件因此产生有限值的冲击，这种冲击称为柔性冲击。与等速运动规律相比冲击的程度大为减小，故多用于中速、中载的场合。凸轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.2棘轮机构棘轮机构p5.2.1棘轮机构的组成和类型棘轮机构的组成和类型1. 棘轮机构的组成及工作原理棘轮机构由棘轮、棘爪、摇杆及机架组成，如图a所示。曲柄摇杆机构将曲柄的连续转动转换成摇杆的往复摆动；当摇杆4顺时针摆动时，装在摇杆4上的主动棘爪2啮入棘轮1的齿槽中

11、，从而推动棘轮顺时针转动；当摇杆逆时针摆动时，主动棘爪2在棘轮的齿背上滑过，此时，棘轮1在止回爪5的作用下停止不动，扭簧3的作用是将棘爪2贴紧在棘轮1上。在摇杆4做往复摆动时，棘轮1作单向间歇运动，其运动简图如图b所示。棘轮机构及其运动简图下一页下一页上一页上一页目目 录录5.2棘轮机构棘轮机构p5.2.1棘轮机构的组成和类型棘轮机构的组成和类型2. 棘轮机构的类型棘轮机构按工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。齿式棘轮机构有外啮合、内啮合两种形式。按棘轮齿形分，可分为锯齿形齿（用于实现单向转动的棘轮机构）和矩形齿（用于实现双向转动的棘轮机构） 两种。图所示为内啮合锯齿形齿棘轮机构

12、在自行车后链轮的应用。1为链轮（带有内棘齿），2为棘爪，3为后车轮，棘爪一端与后轮固定连接，另一端插入1的内棘齿中，当链轮转动时，通过棘爪与棘轮的啮合，带动3一起转动；当链轮不转动时， 3继续转动，此时棘爪在棘轮的齿背滑过。锯齿形齿棘轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.2棘轮机构棘轮机构p5.2.1棘轮机构的组成和类型棘轮机构的组成和类型2. 棘轮机构的类型图是控制牛头刨床工作台进与退的棘轮机构，棘轮齿为矩形齿，棘轮2可用做实现双向间歇转动。需变向时，只要提起棘爪1，并将棘爪转动180后再放下就可以了。控制牛头刨床工作台进与退的棘轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.2棘轮机构棘

13、轮机构p5.2.1棘轮机构的组成和类型棘轮机构的组成和类型变向也可用图转动棘爪来实现，其棘爪1设有对称爪端，通过转动棘爪1，棘轮2即可实现反向的间歇运动。转动棘爪下一页下一页上一页上一页目目 录录5.2棘轮机构棘轮机构p5.2.2棘轮机构的特点及应用棘轮机构的特点及应用有齿的棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是有噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重，常用于低速、轻载的间歇传动。如牛头刨床的横向进给机构、计数器 ；起重机、绞盘常用棘轮机构使提升的重物能停在任何位置，以防止由于停电等原因造成事故。下一页下一页上一页上一页目目 录录5.3槽槽轮机构轮机构p5.3.1槽轮机构的组成及工作

14、原理槽轮机构的组成及工作原理槽轮机构，如图所示。它是由槽轮2、带有圆柱销的拨盘1和机架组成。当拨盘1作匀速转动时，驱使槽轮2作间歇运动。当圆柱销进入槽轮槽时，拨盘上的圆柱销将带动槽轮转动。拨盘转过一定角度后，圆柱销将从槽中退出。为了保证圆柱销下一次能正确地进入槽内，必须采用锁止弧将槽轮锁住不动，直到下一个圆柱销进入槽后才放开，这时槽轮又可随拨盘一起转动，即进入下一个运动循环。槽轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.3槽槽轮机构轮机构p5.3.2槽轮机构的特点和应用槽轮机构的特点和应用优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角度的分度机构中。缺点：1）对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。2）在转动始、末加速度变化较大，有冲击。应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。如图所示为六角车床刀架的转位槽轮机构，拨盘转动一周驱使槽轮（刀架）转动600。电影放映机卷片机构中，用以间歇地移动影片。六角车床刀架的转位槽轮机构下一页下一页上一页上一页目目 录录5.4不完全齿轮机构不完全齿轮机构p5.4.1不完全齿轮机构的组成不完全齿轮机构的组成不完全齿轮机构，如图所示，是由普通齿轮机构演变而得的一种间歇运动机构。不完全齿轮机构的主动轮的轮齿不是布满在整个圆周上，而只有一个或几个齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上加工出与主动轮相啮