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第4章凸轮机构
§4-1 凸轮机构的应用和类型
§4-2 从动件的常用运动规律
§4-3 凸轮机构的压力角
§4-4 图解法设计凸轮的轮廓
§4-5 解析法设计凸轮的轮廓
§4-1 凸轮机构的应用和类型
结构:三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。
作用:将连续回转=> 从动件直线移动或摆动。
应用:内燃机、牙膏生产等自
动线、补鞋机、配钥匙机等。
实例:
1. 内燃机配气机构; 2. 绕线机构;
; 4 .自动送料机构
凸轮机构是由凸轮、从动件、机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,多半为主动件,一般都作等速连续的转动,有时也作摆动或直线往复移动,而从动件的运动规律可以是连续的或间歇的往复移动或摆动。
凸轮机构是机械中的一种
常用机构,在自动化和半自
动化机械中应用非常广泛。
平面连杆机构是一种低副机构,一般只能近似地实现给定的运动规律,而且其设计也较为复杂。当从动件的位移、速度和加速度必须严格的按照预定规律变化时,尤其是当原动件作连续运动而从动件必须作周期性件间歇运动时,则采用凸轮机构最为简便。
应用实例:
1. 内燃机配气机构;
根据工作需要,不仅要求按时启闭气门,而且还要求按一定的加速度规律启闭气门。在这种情况下,如果采用连杆机构是很难满足这些要求,而采用凸轮机构却能很容易地实现。当具有径向尺寸变化的凸轮轮廓部份与气阀上端平面接触时,等速转动的凸轮1可迫使气阀2按一定运动规律启闭气门;当圆弧轮廓部分与气阀上端平面接触时,尽管凸轮连续等速转动,气阀却停歇不动,此时气门被关紧。
设计:潘存云
设计:潘存云
3
1
2
A
线
绕线机构
3
1
2
A
线
应用实例:
2. 绕线机构;
绕线机中用于排线的凸轮机构,当绕线轴3快速转动时,经齿轮带动凸轮1缓慢地转动,通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用,驱使从动件2往复摆动,从而使线能均匀地缠绕在绕线轴上
设计:潘存云
3
皮带轮
5
卷带轮
录音机卷带机构
1
放音键
2
摩擦轮
4
1
3
2
4
5
放音键
卷带轮
皮带轮
摩擦轮
录音机卷带机构
应用实例:
;
图3—3所示为录音机卷带装置中的凸轮机构。凸轮1随放音键上下移动。放音时,凸轮1处于图示最低位置,在弹簧6的作用下,安装于带轮轴上的摩擦轮4紧靠卷带轮5,从而将磁带卷紧。停止放音时,凸轮1随按键上移,其轮廓压迫从动件2顺时针摆动,使摩擦轮与卷带轮分离,从而停止卷带。
设计:潘存云
1
3
2
送料机构
应用实例: 4 .自动送料机构
图3—4为自动送料机构。当带有凹槽的凸轮1转动时,通过槽中的滚子,驱使从动件2往复移动。凸轮每回转一周,从动件即从储料器中推出一个毛坯,送到加工位置。
分类:1)按凸轮形状分:盘形、移动、
圆柱凸轮( 端面) 。
2)按推杆形状分:尖顶、滚子、
平底从动件。
特点:
尖顶--构造简单、易磨损、用于仪表机构;
滚子――磨损小,应用广;
平底――受力好、润滑好,用于高速传动。
上述几个例子说明,从动件位移、速度和加速度的规律完全取决于凸轮轮廓的形状。因此,
凸轮机构设计的主要任务:根据给定的从动件预定
运动规律,恰当的设计出凸轮的轮廓形状。
(1)盘形凸***形凸轮是一个绕固定轴转动并且轮廓向径变化的盘形零件,如图3—l和图3—2所示。它是凸轮的最基本型式。
(2)移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时,凸轮相对机架作直线运动,这种凸轮称为移动凸轮,如图3—3所示。
(3)圆柱凸轮将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮,如图3—4所示。
(1)尖顶从动件如图3—2所示,尖顶能与复杂形状的凸轮轮廓保持接触,因而能实现任意预期的运动规律。但尖顶与凸轮是点接触,磨损快,所以只宜用于受力不大的低速凸轮机构。
(2)滚子从动件如图3—3和图3—4所示,为了克服尖顶从动件的缺点,在从动件的尖顶处安装一个滚子,即成为滚子从动件。滚子和凸轮轮廓之间为滚动摩擦,耐磨损,可以承受较大载荷,所以是从动件中最常用的一种型式。
(3)平底从动件如图3—1所示,这种从动件与凸轮轮廓表面接触的端面为一平面。显然,平底不能与凹陷的凸轮轮廓相接触。这种从动件的优点是:当不考虑摩擦时,凸轮与从动件之间的作用力始终与从动件的平底相垂直。传动效率较高,且接触面间易于形成油膜,利于润滑,故常用于高速凸轮机构。
1
2
刀架
o
3).按推杆运动分:直动(对心、偏置)、摆动
4).按保持接触方式分:
力封闭(重力、弹簧等)
内燃机气门机构
机床进给机构
几何形状封闭(凹槽