5-3-1 凸轮机构（课件）《机械基础》同步精品课堂（高教版·第三版）

5-3-1 凸轮机构 机械基础 同步精品课堂 高等教育出版社 1 平面四杆机构 运动副 凸轮机构 间歇运动机构 低副：转动副、移动副、螺旋副 高副：齿轮、凸轮… … 铰链四杆机构的形式、特点及应用 铰链四杆机构类型的判定 铰链四杆机构的演化形式 铰链四杆机构的基本特性 凸轮机构的组成、特点及类型 凸轮机构的基本参数 凸轮机构从动件常用的运动规律 平面凸轮轮廓曲线的绘制方法 凸轮机构的传力特性 棘轮机构的组成、特点和应用 槽轮机构的组成、特点和应用 常用机构 知识结构 任务描述 凸轮机构：组成、类型、应用、运动规律、运动特性、基本参数。 学习目标 1.掌握平面运动副的定义、类型及应用 2.掌握铰链四杆机构的组成、基本类型、特点及应用 3.掌握铰链四杆机构三种基本类型的组成条件 4.能判定铰链四杆机构的类型 5.掌握铰链四杆机构中急回特性和死点位置的内容和判断等运动特性 6.掌握铰链四杆机构的演化形式及应用 7.掌握凸轮机构的组成、特点、类型及应用 8.掌握凸轮机构从动件的运动规律 9.熟悉棘轮机构、槽轮机构的组成、特点、类型及应用 引入 凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪表和操纵控制装置中，例如内燃机配气机构。 凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是凸轮可以实现各种复杂的运动要求，而且机构简单、紧凑 凸轮机构组成特点 一、凸轮机构的组成、特点 1.凸轮机构的组成 凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。 2.凸轮机构的特点： （1）凸轮机构能使从动件获得较复杂的运动规律； （2）凸轮机构可以高速启动，动作准确可靠； （3）凸轮机构是高副机构，易磨损，寿命低； （4）凸轮机构制造和维修困难 3.凸轮机构的用途： 凸轮机构主要用于受力较小、要求从动件有严格运动规律的各种控制机构。 注意，凸轮机构的控制属于机械控制，结构复杂，磨损重，体积大，随着数控技术的发展，很多机械淘汰了机械控制。如数控车床淘汰了机械式的自动车床。 凸轮机构组成特点 凸轮机构的类型、特点及应用 1.按凸轮的形状分 (1)盘形凸轮 (2)移动凸轮 (3)圆柱凸轮 2.按从动件的型式分 (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分 移动（直线移动）和摆动 4.按凸轮与从动件锁合（返回）方式分 重力、弹簧、凹槽等等。 盘形凸轮又称为圆盘凸轮，它是凸轮的基本形式。盘形凸轮是一个绕固定轴转动且径向尺寸变化的盘形构件，其轮廓曲线位于外缘处。当凸轮转动时，可使从动杆在垂直平面内运动。 盘形凸轮的结构简单，应用最为广泛，但从动杆的形成不能太大，所以多用于行程较短的场合。 (1)盘形凸轮 凸轮机构的类型特点及应用 1.按凸轮的形状分 （2）移动凸轮 移动凸轮又称为板状凸轮。盘形凸轮回转中心趋向无穷远时就变成移动凸轮，可以相对机架作往复直线移动。当凸轮移动时，可推动从动杆得到预定要求的运动。 凸轮机构的类型特点及应用 （3）圆柱凸轮 圆柱凸轮是在圆柱端面上作出曲线轮廓，或在圆柱面上开有曲线凹槽。从动杆一端顶在端面上或夹在凹槽中，当凸轮转动时从动杆沿端面或沟槽作直线往复运动或摆动。这种凸轮与从动杆的运动不在同一平面内，因此是一种空间凸轮，可使从动杆得到较大的行程。主要适用于行程较大的机械。 凸轮机构的类型特点及应用 2. 按从动件的运动方式分类 （1）移动（直动）从动杆凸轮机构： 从动杆相对于机架往复移动 （2）摆动从动杆凸轮机构： 从动杆相对机架做往复摆动 凸轮机构的类型特点及应用 3.按从动杆端部的结构形式分类 （1）尖底式从动件：从动杆做成尖顶与凸轮轮廓接触。其构造简单、动作灵敏，但无论是从动杆还是凸轮轮廓都容易磨损，适用于低速、传力小和动作灵敏等场合，如仪表机构中。 凸轮机构的类型特点及应用 （2）滚子式从动件 从动杆顶端装有滚子。由于滚子与凸轮之间为滚动摩擦，所以凸轮接触摩擦阻力小，解决了凸轮机构磨损过快的问题，故可用来传递较大的动力。 凸轮机构的类型特点及应用 （3）平底式从动件 从动杆顶端做成较大的平底与凸轮接触。它的优点是凸轮对推杆的作用力始终垂直于推杆的底边，故受力比较平稳，而且凸轮与底面接触面较大，容易形成油膜，减少了摩擦，但灵敏性较差。 凸轮机构的类型特点及应用 三、凸轮机构的应用 内燃机的配气凸轮机构 当凸轮转动时，依靠凸轮的轮廓，使从动件（气门）向下移动打开气门，借助弹簧的作用力关闭，实现按预定时间打开或关闭气门，完成内燃机的配气动作。 1、内燃机配气机构 凸轮机构的应用实例 2、自动车床横刀架进给机构 当凸轮转动时，依靠凸轮的轮廓可使从动杆做往复摆动。从动杆上装有扇形齿轮，通过它可带动横刀架完成进刀和退刀的动作。 凸轮机构的应用实例 3、车床仿形机构 移动凸轮，可使从动杆沿凸轮轮廓运动，带动刀架进退，完成与凸轮轮廓曲线相同的工件外形的加工。 凸轮机构的应用实例 4、绕线机 摇动手柄使轴转动，同时使固连于轴上的蜗杆和线轴一起转动；通过蜗杆与涡轮减速带动凸轮缓慢转动，靠凸轮轮廓与从动杆（摆杆）上尖顶A之间的接触，推动从动杆绕B点摆动，其端部拨叉使导线均匀地绕在线轴上。 凸轮机构的应用实例 练习 1.凸轮机构由 、 与 组成。 2.( )一般为凸轮机构的主动件。 A.凸轮 B.从动杆 C.机架 3.结构简单，广泛应用于行程较短场合的是( ) A.盘形凸轮 B.移动凸轮 C.圆柱凸轮 D.圆锥凸轮 4.凸轮机构可实现各种复杂的运动要求。( ) 5.圆柱凸轮机构，凸轮与从动件在同一平面或互相平行的平面内运动。( ) 6.凸轮机构是高副机构，易磨损，适用于传递动力不大的场合。( ) √ A A × √ 机架 从动件 凸轮 小结 1.凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构； 2.凸轮机构的类型及应用； （1）按凸轮形状分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构，圆柱凸轮机构，圆锥凸轮机构。 （2）按从动件运动形式分为移动从动件凸轮机构，摆动从动件凸轮机构。 （3）按从动杆端部形状分为尖顶式从动杆凸轮机构、滚子式从动杆凸轮机构、平底式从动杆凸轮机构。 感谢观看 $$