机械设计基础凸轮机构.ppt

第一节第一节 凸轮机构概述凸轮机构概述应用实例应用实例绕绕线线机机构构配气机构配气机构靠模机构靠模机构进进刀刀机机构构1、凸轮：凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复移动。2、从动件：与凸轮轮廓接触的构件一般作往复直线运动或摆动，称为从动杆。3、机架： 从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线。组成组成优点优点: :只要正确地设计和制造出凸轮的只要正确地设计和制造出凸轮的 轮廓曲线，轮廓曲线，就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单; ;凸轮凸轮机构结构简单、紧凑、运动可靠。机构结构简单、紧凑、运动可靠。缺点缺点: :凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保持良好的润滑，容易磨损持良好的润滑，容易磨损。凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。 特点特点平面连杆机构和凸轮机构对比：平面连杆机构和凸轮机构对比：平面连杆机构虽然应用广泛，但它只能近似地平面连杆机构虽然应用广泛，但它只能近似地实现给定的运动规律，且设计比较复杂。当从实现给定的运动规律，且设计比较复杂。当从动件须精确地按预定运动规律尤其是复杂运动动件须精确地按预定运动规律尤其是复杂运动规律工作时，则常采用凸轮机构。规律工作时，则常采用凸轮机构。 分类分类1. 1. 按凸轮的形状分：按凸轮的形状分：2. 2. 按从动杆运动形式分按从动杆运动形式分: :3. 3. 按从动杆形状分：按从动杆形状分：盘形凸轮、柱体凸轮盘形凸轮、柱体凸轮移动（直动）、摆动移动（直动）、摆动尖顶、滚子、平底尖顶、滚子、平底盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮小小 结结1、凸轮机构的基本组成、凸轮机构的基本组成2、凸轮机构的应用特点、凸轮机构的应用特点3、凸轮机构的基本类型、凸轮机构的基本类型2、推程及推程运动角dt，尖底偏置直动推杆盘形凸轮机构1、基圆：凸轮轮廓上最小向径 r0为半径的圆轮廓及从动件运动规律轮廓及从动件运动规律基本术语基本术语4、回程及回程运动角dh3、远休止角ds5、近休止角ds行程：h(最大位移)BC1s1eBthshO0rDCAB推杆位移 s=f (t)特别，当凸轮匀速转动时：s = s (d)；v =v (d)； a =a (d)一般规律：上升停降停htAsCBhsDs,tABDCs1BAtBsh0tsh推杆位移线图推杆的运动分析推杆的运动分析棘轮机构一、棘轮机构的基本结构和工作原理棘轮机构基本结构如图7l所示，由棘轮3、棘爪2、4与主动摆杆1、机架5组成。主动摆杆1空套在与棘轮3固联的从动轴上，驱动棘爪2与主动摆杆1用转动副O1相联，止动棘爪4与机架5用转动副O2相联，弹簧6可保证棘爪与棘轮啮合。 棘轮机构二、棘轮机构的类型二、棘轮机构的类型常用棘轮机构可分为轮齿式与摩擦式两大类： 1、轮齿式棘轮机构、轮齿式棘轮机构按啮合方式可分成外啮合、内啮合棘轮机构。19(1) 单向式棘轮机构单向式棘轮机构的特点是摆杆向一个方向摆动时，棘轮沿同一方向转过某一角度；而摆杆向另一个方向摆动时，棘轮静止不动。双动式棘轮机构，摆杆的往复摆动，都能使棘轮沿单一方向转动，棘轮转动方向是不可改变的。图7-3 单向式棘轮机构根据棘轮的运动又可分为两种情况：若将棘轮轮齿做成短梯形或矩形时，变动棘爪的放置位置或方向后，可改变棘轮的转动方向。棘轮在正、反两个转动方向上都可实现间歇转动。 (2)双向式棘轮机构(1) 偏心楔块式棘轮机构偏心楔块式棘轮机构的工作原理与轮齿式棘轮机构相同，只是用偏心扇形楔块代替棘爪，用摩擦轮代替棘轮。利用楔块与摩擦轮间的摩擦力与楔块偏心的几何条件来实现摩擦轮的单向间歇转动。图7-5 a 偏心楔块式棘轮机构2 2、摩擦式棘轮机构、摩擦式棘轮机构三、棘轮机构的特点和应用三、棘轮机构的特点和应用轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，从动棘轮转角容易实现有级调整，但棘爪在齿面滑过引起噪声与冲击，在高速时尤为严重。故常于低速、轻载的场合用作间歇运动控制。 摩擦式棘轮机构传递运动较平稳，无噪音，从动件的转角可作无级调整。但难以避免打滑现象，因而运动准确性较差，不适合用于精确传递运动的场合。 23图77所示为牛头刨床工作台横向进给机构，当曲柄1转动时，经连杆2带动摇杆4作往复摆动；摇杆4上装有图74b所示的双向棘轮机构的棘爪，棘轮3与丝杠5固连，棘爪带动棘轮作单方向间歇转动，从而使螺母6（工作台）作间歇进给运动。若改变驱动棘爪摆角，可以调节进给量；改变驱动棘爪的位置（绕自身轴线转过180o后固定），可改变进给运动的方向。图7724图78所示的棘轮机构可以用来实现快速超越运动。运动由蜗杆1传到蜗轮2，通过安装在蜗轮2上的棘爪3驱动与棘轮4固联的输出轴5按图示5方向慢速转动。当需要输出轴5快速转动时，可按输出轴5转动方向快速转动输出轴5上手柄，这时由于手动转速大于蜗轮转速，所以棘爪在棘轮齿背滑过，从而在蜗轮继续转动时，可用快速手动来实现输出轴超越蜗轮的运动。251 1、机构的组成、机构的组成通过，可以清楚地看到槽轮机构的基本组成。一、槽轮机构的组成及其工作原理一、槽轮机构的组成及其工作原理图7-14槽轮机构槽轮机构2 2、工作原理、工作原理 如上图所示，主动拨盘上的圆柱销进入槽轮上的径向槽以前，凸锁止弧将凹锁止弧锁住，则槽轮静止不动。圆柱销进入径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。27二、槽轮机构的基本类型及其应用二、槽轮机构的基本类型及其应用1、类型、类型常用的槽轮机构有两种类型：一种是外啮合槽轮机构，另一种是内啮合槽轮机构。 (1)外啮合槽轮机构：图7-14a 为外啮合槽轮机构。 (2)内啮合槽轮机构：图7-15为内啮合槽轮机构。图7-15292 2、应用举例、应用举例 槽轮机构结构简单，容易制造。但工作时有一定程度的冲击，故一般不宜用于高速转动的场合。图7-16为槽轮机构应用于电影放映机的间歇卷片机构中。图7-1630