《凸輪機構(gòu)與間歇運動機構(gòu)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《凸輪機構(gòu)與間歇運動機構(gòu)（42頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1 第三章 凸輪機構(gòu)與間歇運動機構(gòu) 【 能力目標(biāo) 】 【 案例導(dǎo)入 】 【 知識要點 】 3.1 凸輪機構(gòu)的類型和識別 3.2 凸輪機構(gòu)的運行特性分析 3.3 用圖解法設(shè)計盤行凸輪輪廓 3.4 間歇運行機構(gòu) 棘輪機構(gòu) 3.5 間歇運行機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 【 能力訓(xùn)練 】 本章小結(jié) 2 【 能力目標(biāo) 】 1. 熟悉凸輪機構(gòu)的分類、從動件運動規(guī)律及其特性。 2. 熟練掌握平面凸輪輪廓曲線的圖解法設(shè)計。 3. 了解滾子半徑、壓力角和基圓半徑之間的關(guān)系。 4. 熟悉間歇運動機構(gòu)的特點和應(yīng)用。 5. 掌握棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的工作原理和特點。 返回目錄 3 【 案例導(dǎo)入 】 當(dāng)向徑變化的凸輪輪廓 與氣門的平底
2、接觸時， 氣門產(chǎn)生向下開啟或向 上關(guān)閉的往復(fù)運動 (向 上運動是借助彈簧的彈 力作用 )；當(dāng)以凸輪回 轉(zhuǎn)中心為圓心的圓弧段 輪廓與氣門接觸時，氣 門將靜止不動。因此， 當(dāng)具有某種輪廓曲線的 凸輪 2連續(xù)轉(zhuǎn)動時，氣 門 1可獲得間歇的、按 預(yù)期規(guī)律的開閉運動 , 從而使內(nèi)燃機正常工作。 返回目錄 圖 3-1 內(nèi)燃機配氣機構(gòu) 4 3.1凸輪機構(gòu)的類型識別 3.1.1凸輪機構(gòu)的組成 、 特點和應(yīng)用 凸輪機構(gòu)廣泛應(yīng)用于自動機械和自動控制裝 置中 ， 它是一種常見的高副機構(gòu) ， 由 凸輪 、 從 動件 、 機架以及輔助裝置 組成 。 圖 3-2所示為一自動機床的進刀機構(gòu) 。 當(dāng)圓 柱凸輪 1回轉(zhuǎn)時 ，
3、其凹槽的側(cè)面迫使從動件 2做 往復(fù)擺動 ， 通過從動件 2上的扇形齒輪與固定 在刀架上的齒條嚙合 ， 控制刀架作進刀和退刀 運動 。 返回目錄 5 圓柱凸輪是一個具有曲 線輪廓或凹槽的構(gòu)件 ， 被凸輪直接推動的構(gòu)件 稱為從動件 （ 或稱為推 桿 ） 。 凸輪通常作等速 轉(zhuǎn)動 ， 但也有作往復(fù)擺 動或者往復(fù)直線移動等 其他運動 。 從動件通過 凸輪的曲線輪廓與其以 高副接觸從而獲得預(yù)期 的運動 ， 所以凸輪機構(gòu) 是由凸輪 、 從動件和機 架三個基本構(gòu)件組成的 高副機構(gòu) 。 返回目錄 圖 3-2 自動機床進刀機構(gòu) 圖 3-2 自動機床進刀機構(gòu) 6 凸輪機構(gòu)在自動送料機構(gòu) 、 仿形機床進刀機構(gòu) 、
4、內(nèi)燃機配氣機構(gòu) 、 汽車的凸輪式制動器以及印 刷機 、 紡織機 、 插秧機 、 鬧鐘和各種電氣開關(guān) 等傳力不大的控制裝置中得到廣泛應(yīng)用 。 如下 圖紡織機械里的繞線機構(gòu) 。 返回目錄 7 3.1.2凸輪機構(gòu)的類型 返回目錄 1、按凸輪形狀分類：盤形、圓柱、移動凸輪 8 返回目錄 2、從動件的形狀：尖頂 滾子、平底 3、從動件運動：移動、 擺動 9 3.2凸輪機構(gòu)的運動特性分析 凸輪機構(gòu)的基本名詞術(shù)語 基圓、基圓半徑 以凸輪輪廓最小向徑 rmin為半徑所作 的圓 稱為凸輪的 基圓 ， rmin 稱為 基圓半徑 。如 圖 所示。 從動件推程 、 升程 、 推程運動角 從動件在凸輪輪廓的 作用下由距
5、凸輪軸心最近位置被推到距凸輪軸心最遠位置 的過程稱為從動件的 推程 ， 在推程中從動件所走過的距離 稱為從動件的 升程 h， 推程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 稱為 推程運動 角 ， 如 圖 所示 。 返回目錄 10 返回目錄 h A B O O r0 a b c D B a b c d S 基圓 回程運動角 近休止角 推程運動角 遠休止角 C 11 從動件常用的運動規(guī)律 返回目錄 1、等速運動規(guī)律 s()= CS ()=C a()= 0 特點 ： 1）剛性沖擊 從 動件在某瞬時速度 突變，其加速度及慣性力在理論上 均趨于無窮大。 2）只適用于低速輕載的凸輪機構(gòu)。 12 返回目錄 2、等加速等減速運動規(guī)律
6、s()= CS 2 ()=C a()= Ca （常數(shù)） 特點 ： 1）柔性沖擊 從 動件在 某瞬時加速度發(fā)生有限值 的突變所引起的沖擊。 2）適用于中、低速的凸 輪機構(gòu)。 13 返回目錄 3、間諧運動規(guī)律 s()=h(1-cos/0)/2 ()=C sin/0 a()= Cacos/0 特點 ： 1）僅在運動始末兩處有柔 性沖擊。 2）適用于高速凸輪機構(gòu)。 14 3.3用圖解法設(shè)計盤形 凸輪輪廓 返回目錄 15 返回目錄 3.3.1直動從動件盤形凸輪輪廓的設(shè)計 a)在凸輪輪廓作用下從動件向上移動 b)機架和從動件繞凸輪中心相對轉(zhuǎn)動 圖 3-8 反轉(zhuǎn)法原理 16 返回目錄 尖頂對心直動從動件盤形
7、凸輪輪廓的繪制過程 17 選取比例尺 ， 以 rmin為半徑作凸輪的基圓 ， 并把基圓與從動件導(dǎo)路的 交點 A0作為從動件尖頂?shù)钠鹗嘉恢?。 將位移圖線的推程運動角 t和回程運動角 h分為若干等份 ， 求得從動 件各分點的位移值 11、 22、 ， 如 圖 b所示 。 沿 -方向由從動件尖頂起始位置 A0處開始取角 t、 h、 s， 再將 t、 h 各分為與 圖 b相對應(yīng)的若干等份 ， 得 A1、 A2、 A3、 點 ， 連接 OA1、 OA2、 OA3、 ， 這些徑向線即為反轉(zhuǎn)后從動件導(dǎo)路所占據(jù)的各個位 置 。 分別以 A1、 A2、 A3 為起點從位移圖線上量取各個位移量使 A1A1=11
8、、 A2A2=22、 A3A3=33、 得反轉(zhuǎn)后尖頂所占據(jù)的一系列位 置 A1、 A2、 A3、 。 將 A0、 A1、 A2、 A3、 連成光滑曲線 ， 便是所要求的凸輪輪廓曲線 。 返回目錄 18 滾子直動從動件盤形凸輪 輪廓的繪制過程 滾子式可改善尖頂型從動件與凸輪 接觸處的摩擦、磨損情況，其凸輪 輪廓設(shè)計方法如右圖所示。把滾子 中心看作尖頂從動件的尖頂，按上 述方法求出一條理論輪廓 0，再以 0上各點為圓心，以滾子半徑為半 徑，作一系列圓，并作這一系列圓 的內(nèi)包絡(luò)線 ，就得到滾子從動件凸 輪的實際廓線。 返回目錄 19 返回目錄 平底 從動件盤形凸輪 輪廓的繪制過程 把平底與導(dǎo)路的交點
9、 A0看作尖頂從動件的 尖頂，按照尖頂從動件 凸輪輪廓的繪制方法， 求出理論輪廓上一系列 點 A1、 A2、 A3、 ； 過這些點畫平底的各 個位置 A0B0、 A1B1、 A2B2、 A3B3、 ； 作這些平底的包絡(luò)線， 便得到平底從動件凸輪 的輪廓曲線。 20 返回目錄 3.3.2盤形凸輪機構(gòu)設(shè)計基本參數(shù) 1、壓力角： 從動件與凸輪在 接觸點處的受力方向與其在 該點絕對速度方向之間所夾 的銳角 ser e ss eOP BD PD 22 00 d s / d t a n e r b s s 0 O D B P n n v F F F 21 許用壓力角： 為改善凸輪機構(gòu)的受力情況、提高 機械
10、效率，規(guī)定了允許采用的最大壓力角 。 推程 （工作行程）推薦的許用壓力角為： 直動從動件 擺動從動件 回程 （空回行程） m a x 00 8070 00 4535 00 4030 返回目錄 22 2 、 基圓半徑的確定 22 0 ) d s / d( es tg er 為保證凸輪機構(gòu)在整個運動周期中均 能滿足 ，應(yīng)選取計算結(jié)果 中的最大值作為凸輪的基圓半徑。 max 返回目錄 23 3、滾子半徑的選擇 外凸凸輪廓線 0r r 0 m i nm i n 0 m i n 返回目錄 24 滾子半徑大小對凸輪實際輪廓的影響 r T r T a a r T r T a ) b ) d )c ) 返回目
11、錄 25 0r r 0 m i nm i n 0 m i n 實際廓線出現(xiàn)交叉，從動件 不能準確地實現(xiàn)預(yù)期的運動 規(guī)律 運動失真 返回目錄 26 運動失真 原因： 避免方法： 滾子半徑的選擇 考慮結(jié)構(gòu)、強度與運動規(guī)律等因素 rm i n0 m i n0 m i n0 增大增大 )8.0(減 小 滾 子半 徑 br rr 返回目錄 27 返回目錄 3.4間歇運動機構(gòu) 棘輪機構(gòu) 3.4.1棘輪機構(gòu)的工作原理 28 一 、 棘輪 類型 返回目錄 組成： 擺桿、棘爪、棘輪、止動爪。 工作原理： 擺桿往復(fù)擺動，棘爪推動棘輪間 歇轉(zhuǎn)動。 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運動可靠、轉(zhuǎn) 角可調(diào)。 缺點： 工作時有
12、較大的沖擊和噪音，運動精 度較差。適用于速度較低和載荷不大的場 合。 29 返回目錄 只能夠?qū)崿F(xiàn)單向間歇運動 外接棘輪機構(gòu) 30 返回目錄 內(nèi)接棘輪機構(gòu) 31 返回目錄 雙向式棘輪機構(gòu) 棘爪可翻轉(zhuǎn)的矩形棘齒可以獲得不同轉(zhuǎn)向的間歇運動。 32 返回目錄 雙動式棘輪機構(gòu) 運動特點：搖桿來回擺動都能使棘輪向同一方向轉(zhuǎn)動。 33 a) 加調(diào)節(jié)搖桿 b)加遮板 圖 3-19 調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角的方法 返回目錄 34 返回目錄 3.4.2棘輪機構(gòu)的應(yīng)用 制動 35 返回目錄 間歇送進 36 返回目錄 超越、離合 37 返回目錄 3.5間歇運動機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 3.5.1棘輪機構(gòu)的工作原理 典型槽輪機構(gòu)的組成： 由
13、主動撥 盤、從動槽輪和機架等組成。 槽輪機構(gòu)的工作原理： 主動撥盤 連續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)主動撥盤的圓銷 A 未進入槽輪徑向槽時，槽輪 的內(nèi) 凹鎖住弧被構(gòu)件 1的外凸圓弧卡 住， 靜止不動；當(dāng)主動撥盤的圓 銷 A進入槽輪徑向槽時，槽輪受 圓銷 A驅(qū)動而轉(zhuǎn)動。從而使槽輪 做間歇運動。 38 返回目錄 3.5.2槽輪機構(gòu)的特點及應(yīng)用 槽輪機構(gòu)的特點： 槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)位迅速，效率較高， 工作可靠，能較平穩(wěn)、間歇地進行換位。與 棘輪機構(gòu)相比運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但因圓柱銷突然進 入與脫離徑向槽，傳動存在柔性沖擊，不適 用于高速場合。制造與裝配精度要求較高， 且槽輪轉(zhuǎn)角大小不能調(diào)節(jié) 39 一般用于轉(zhuǎn)速不很高的自動機械、
14、輕工機 械或儀器儀表中。 電 影 放 映 機 的 送 片 機 構(gòu) 返回目錄 40 【 能力訓(xùn)練 1】 1問題提出 (1)尖頂偏置直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制； (2)如何測量該機構(gòu)的壓力角； (3)若將尖頂從動件改為滾子從動件，試分析滾子半 徑、壓力角和基圓半徑對該機構(gòu)工作特性的影響。 返回目錄 41 【 能力訓(xùn)練 2】 1問題提出 試分析自行車的后軸上的飛輪結(jié)構(gòu)是什么機構(gòu) ？ 工 作原理如何 ？ 返回目錄 42 第 3章小結(jié) 本章內(nèi)容： 凸輪機構(gòu)的特點、類型與應(yīng)用；從動 件常用運動規(guī)律；凸輪廓線設(shè)計；設(shè)計凸輪機構(gòu) 應(yīng)注意的問題。 基本概念： 升程、基圓、推程角、回程角、從動 件運動線圖、剛性沖擊、柔性沖擊、反轉(zhuǎn)法 要求的技能： 能根據(jù)給定運動規(guī)律正確繪制從動 件位移線圖；能正確進行凸輪廓線的圖解設(shè)計。 返回目錄
凸輪機構(gòu)與間歇運動機構(gòu)
