机械基础课件5(中烟)

机械基础主讲教师：陈林安徽省阜阳技师学院现代制造系机械基础第九讲凸轮机构开始上课凸轮泵缝纫机重点1凸轮机构的分类与特点2凸轮机构工作过程及传动件运动规律难点

主要内容

多缸内燃机配气机构工作时，匀速回转的凸轮1迫使气门3往复移动，以使气口开启或关闭；通过多个凸轮的协调动作，控制着各个气缸按预定规律完成进气和排气的工作循环。动画演示1一、凸轮机构的概述动画演示2内燃机配气机构内燃机配气机构

凸轮机构——依靠凸轮轮廓直接与从动件接触，迫使从动件作有规律的直线往复运动（直动）或摆动。凸轮机构示意从动件凸轮机架自动车床走刀机构自动车床走刀机构自动车床上的走刀机构靠模车削机构靠模车削机构二、凸轮机构的分类与特点（一）凸轮机构的分类（二）凸轮机构的应用特点（一）凸轮机构的分类按形状分按从动件端部形状和运动形式分盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮2尖顶从动件滚子从动件平底从动件盘形凸轮凸轮

偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构

对心直动滚子从动件盘形凸轮机构

对心直动平底从动件盘形凸轮机构

尖顶摆动从动件盘形凸轮机构

滚子摆动从动件盘形凸轮机构

平底摆动从动件盘形凸轮机构动画演示(1)盘形凸轮(2)移动凸轮(3)圆柱回转凸轮(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件3.按从动件的运动形式（2）摆动从动件（1）移动从动件凸轮机构（二）凸轮机构的应用特点

优点：结构简单紧凑，工作可靠，设计适当的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运动规律。

缺点：凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点或线接触，不便于润滑，易磨损。

应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、仪表、控制机构和调节机构中。凸轮机构的应用实例：凸轮机构用于印刷机中返回凸轮机构用于转位设备凸轮机构的应用实例：返回凸轮机构用于机加工凸轮机构的应用实例：返回三、凸轮机构工作过程及从动件运动规律（一）凸轮机构工作过程（二）从动件常用的运动规律（一）凸轮机构工作过程

凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动凸轮回转时，从动件作“升→停→降→停”的运动循环。凸轮机构工作过程（二）从动件常用运动规律

位移线图1．等速运动规律

从动件上升（或下降）的速度为一常数。等速运动规律2．等加速等减速运动规律

从动件在行程中先作等加速运动，后作等减速运动。等加速等减速运动规律第十讲其他常用机构

前面已经学过平面连杆机构和凸轮机构。在生产和生活中，还有许多其他常用机构，如，汽车中应用的变速机构，机床中应用的换向机构，电影放映机中应用的槽轮机构等。不完全齿轮应用于计数器中电影放映机的核心机构为槽轮机构一、变速机构1、定义：在输入转速不变的条件下，使输出轴获得不同转速的传动装置。2、分类：有级变速机构、无级变速机构（一）有级变速机构1、常用类型：（1）滑移齿轮变速机构原理：Ⅰ轴为输入轴，通过改变各滑移齿轮的啮合位置，可以改变轮系的传动比，满足输出轴Ⅴ变速的要求。特点：具有变速可靠、传动比准确、零件种类和数量多、变速有噪声等特点可在较大范围内变速，广泛用于各类机床主轴。1、常用类型：（2）塔齿轮变速机构

1-主动轴2-导向键

3-中间齿轮支架

4-中间齿轮5-拨叉

6-滑移齿轮

7-塔齿轮8-从动轴

9、10-离合器11-丝杠

12-光杠齿轮

13光杠原理：主动轴上滑移齿轮通过中间轮与从动轴上塔齿轮中任意一个齿轮啮合。特点：机构的传动比与塔齿轮的齿数成正比；传动比成等差数列；常用于车床进给箱。1、常用类型：（3）倍增变速机构原理：改变滑移齿轮与固定齿轮的工作位置，可得到不同的传动：1/8、1/4、1/2、1。特点：传动比按2的倍数增加。1、常用类型：（4）拉键变速机构

1-弹簧键

2-从动套筒轴

3-主动轴

4-手柄轴原理：主动轴上齿轮固定，从动轴上齿轮空套，利用弹簧键的嵌入，将主动轴的运动通过嵌入的一对齿轮副及弹簧键传给从动轴。特点：刚度低，不能传递较大的转矩。2、有级变速机构的特点：可以实现一定转速范围内的分级变速；变速可靠；传动比准确；结构紧凑；高速时不够平稳，变速有噪音。（二）无级变速机构1、原理：依靠摩擦力来传递转矩，适当地改变主从动件的转动半径，可使输出轴的转速在一定范围内无级变化。2、常用类型：（1）滚子平盘式无级变速机构特点：结构简单，磨损严重。2、常用类型：（2）锥轮—端面盘式无级变速机构

1-锥轮2-端面盘

3-弹簧4-齿条

5-齿轮6-支架

7-链条8-电动机

特点：传动平稳，噪音低，结构紧凑，变速范围大。2、常用类型：（3）分离锥轮式无级变速机构

1-电动机2、4-锥轮

3-杠杆5-从动轴

6-支架7-螺杆

8-主动轴9-螺母

10-传动带

特点：传动平稳，变速较可靠。3、无级变速机构的特点：可以实现一定转速范围内的无级变速；采用摩擦轮传动，传动比不准确；工作平稳，噪音小。二、变向机构（一）定义：在输入轴转向不变的条件下，使输出轴转向改变的机构。（二）常见类型：三星轮换向机构、离合器锥齿轮换向机构1、三星轮换向机构利用惰轮来实现从动轴回转方向的变换。

在图示位置，齿轮通过齿轮Z3带动齿轮Z4，使齿轮z4按一定方向旋转，齿轮Z2空转。若手柄向下搬动，这时Z1和Z3两齿轮脱开啮合，Z1和Z2进入啮合，这样齿轮Z1通过齿轮2和3而带动齿轮4，由于多了一个中间齿轮Z2，当齿轮Z1的旋转方向不变，齿轮Z4的旋转方向就改变了。2离合器锥齿轮换向机构离合器左移接合时，从动轴转向向下；离合器右移接合时，从动轴转向向上。三、间歇机构1、定义：能够将主动件的连续运动转换成从动件的周期性运动或停歇的机构2、常见类型：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。（一）棘轮机构棘轮机构分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。

1、齿式棘轮机构工作原理（1）组成棘轮1、棘爪2、机架（2）原理

一般由曲柄摇杆机构带动棘爪作往复摆动。当摇杆逆时针摆动时，棘爪被推动向逆时针方向转过一个角度；当摇杆顺时针摆动时，棘爪便在棘轮齿背上滑过，这时止回棘爪阻止棘轮顺时针转动，故棘轮静止不动。这样，当摇杆作连续摆动时，棘轮就作单向的间歇运动。

2、齿式棘轮机构的常见类型及特点（1）外啮合式单动式棘轮机构：有一个驱动棘爪，当主动件按某一个方向摆动时，才能推动棘轮转动。2、齿式棘轮机构的常见类型及特点（1）外啮合式双动式棘轮机构：有两个驱动棘爪，当主动件作往复摆动时，有两个棘爪交替带动棘轮沿同一方向作间歇运动。直头棘爪钩头棘爪2、齿式棘轮机构的常见类型及特点（1）外啮合式可变向式棘轮机构：可改变棘轮的运动方向。2、齿式棘轮机构的常见类型及特点（2）内啮合式：自行车后轴的“飞轮”机构。3、齿式棘轮机构转角的调节（1）改变棘爪的运动范围：棘轮机构一般由曲柄摇杆机构带动，棘轮转角的大小可通过调节曲柄长度改变摇杆摆角的方法调节，曲柄长度增大，摇杆摆角增大，棘轮转角也增大；反之，减小。棘轮转角θ=360°xk/z，与棘爪往复一次推过的齿数有关3、齿式棘轮机构转角的调节（2）利用覆盖罩：转动覆盖罩，遮挡部分棘齿，当摇杆带动棘爪摆动时，棘爪在罩上滑动，没有推动相应的齿，从而起到调节转角的作用。4、摩擦式棘轮机构原理：靠偏心楔块（棘爪）和棘轮间的楔紧所产生的摩擦力来传递运动。特点：转角可无级调节；传动噪音小；传递较大载荷时易产生滑动。（二）槽轮机构1、槽轮机构的组成和工作原理1—拨盘2—圆销3—槽轮外凸弧内凹锁止弧（1）组成：带圆销的拨盘、槽轮、机架（2）原理：当主动件拨盘转动时，圆销由图所示位置进入槽轮的槽中，拨动槽轮转动，然后在图所示位置脱离槽轮，槽轮因其凹弧被拨盘的凸弧锁止而静止。2、槽轮机构的组成和工作原理（1）单圆销外槽轮机构

主动拨盘每回转一周，圆销拨动槽轮运动一次，且两轮转向相反。（2）双圆销外槽轮机构

主动拨盘每回转一周，圆销拨动槽轮运动两次，且两轮转向相反。静止时间减少。（3）内啮合槽轮机构

主动拨盘每回转一周，且两轮转向相同。结构紧凑，停歇时间较短。3、槽轮机构的特点结构简单，工作可靠，平稳性较好，