5 其他常用机构（第1～4节）（课件）- 高一《机械基础》同步教学（机工版·第2版）

第5章 其他常用机构 其他常用机构 5.1　凸轮机构的类型和应用 5.2　从动件的常用运动规律 5.3　凸轮机构的压力角 *5.4　凸轮的结构与材料 引 言 在工程实践和日常生活中，除了常用平面连杆机构外，还广泛应用其他机构，如凸轮机构、棘轮机构和槽轮机构等。 图5-1 钉鞋机 右图为电影放映机的卷片机构，槽轮 上有四条径向槽，拨盘 1 转一周，槽轮 转 90°，影片移动一个画面并停留一定的时间，从而满足人眼视觉“暂留现象”的要求。 图5-2 电影放映机卷片机构 引 言 凸轮机构的类型和应用 凸轮机构是由凸轮、从动件和机架 组成的高副机构。 图5-3 凸轮机构运动简图 a）平面凸轮机构 b）空间凸轮机构 图5-4 用于内燃机 配气的凸轮机构 凸轮机构的类型和应用 凸轮机构的类型和应用 图5-5 靠模加工机构 图5-6 绕线机引线机构 凸轮机构的类型和应用 图5-7 机床自动进给机构 凸轮机构的类型和应用 图5-8 自动车床中的凸轮组 凸轮机构的类型和应用 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。 3).按推杆运动分：直动（对心、偏置）、 摆动 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。 4).按保持接触方式分：力封闭（重力、弹簧等） 几何形状封闭（凹槽、等宽、） 凸轮机构的类型和应用 名词术语： 凸轮再继续回转，从动件又开始下一轮“升一停一降一停”的运动循环过程。一般情况下，推程是凸轮机构的工作行程。 凸轮机构的工作过程 基圆、 推程运动角、 基圆半径、 推程、 远停程、远停程角、 回程运动角、 回程、 近停程角 r0 h B’ o t δ s δ01 δ01 δ02 δ02 δ0 δ0 δ’0 δ’0 ω A D C B 近停程、 从动件常用运动规律 从动件的位移s随时间 t （或凸轮转角δ）的变化规律，称为从动件的运动规律。 1.等速运动规律 从动件的运动速度为定值的运动规律，称为等速运动规律。以推程为例，可画出s-δ（ t ）线图。 图5-14 等速运动 规律的s-δ（ t ）线图 从动件常用运动规律 2.等加速等减速运动规律 从动件在推程的前半段为等加速，后半段为等减速的运动规律，称为等加速等减速运动规律。通常加速度和减速度的绝对值相等，前半段、后半段的位移也相等。 图5-15 等加速等减速运动 规律的s-δ（ t ）线图 从动件常用运动规律 凸轮机构的压力角 凸轮机构中，从动件的受力方向与它的运动方向之间所夹的锐角，称为凸轮机构的压力角，用α表示，如图所示 图5-16 凸轮机构的压力角 从动件所受的力 F 可分解为 F＇=Fcosα F＂＝Fsinα ( 5-1 ) 式中，F＇与从动件运动方向一致，是推动从动件运动的有效分力；而F＂与从动件运动方向垂直，只能增加从动件在移动导路中的摩擦阻力，称为有害分力。 由式（5-1）可知，随着α的增大，有效分力减小，而有害分力增大。当α增大到某一数值，F＂在导路中产生的摩擦阻力大于有效分力F＇时，则无论凸轮给从动件施加多大的力，都无法驱动从动件，这种现象称为“自锁”。 凸轮机构的压力角 凸轮的结构形式及与轴的固定方式 图5-17 凸轮轴 图5-18 平键联接 图5-19 圆锥销联接 图5-20 弹性锥套和螺母联接 凸轮的结构与材料 凸轮的材料应具有较高的强度和耐磨性，选材的主要依据是运动速度与承载大小。 载荷不大、低速时可选用 HT250 、HT300 、QT800 -2 、 QT9OO -2 等作为凸轮的材料，轮廓表面需经热处理，以提高其耐磨性。 中速、中载的凸轮常用 45、4O Cr、20Cr、20CrMn 等材料，并经表面淬火，使硬度达 55～60HRC 。 高速、重载凸轮可用 40Cr ，表面淬火至 56～60HRC ，或用38CrMoA1 ，经渗氮处理至 60～67HRC。 凸轮的结构与材料 知 识 小 结 知 识 小 结 本 章 结 束 实 例 分 析 图5-44　饸饹机中的棘轮机构 实 例 分 析 实 例 分 析 实 例 分 析 棘轮可双向运动 可变向的棘轮机构 A B’ B 棘轮可双向运动 可换向的棘轮机构 钉 鞋 机 P3 P31 压 饸 饹 盘形凸轮 移动凸轮　　 圆柱凸轮 凸 轮 机 构 尖顶从动件