項目五凸輪機構(gòu)及其他常用機構(gòu)凸輪機構(gòu)5.1棘輪機構(gòu)5.2槽輪機構(gòu)5.３不完全齒輪機構(gòu)5.４項目五凸輪機構(gòu)及其他常用機構(gòu)送料機構(gòu)為一送料機構(gòu)，人們會問：它是怎樣實現(xiàn)送料的?5.１凸輪機構(gòu)

1.凸輪機構(gòu)的組成5.1.1

凸輪機構(gòu)的組成及應(yīng)用

1）組成如圖所示，件1稱為凸輪，做等速轉(zhuǎn)動，推動從動件2往復移動，因此凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架三個部分所組成的高副機構(gòu)。送料機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.1

凸輪機構(gòu)的組成及應(yīng)用

2）運動特點凸輪機構(gòu)可以將主動件凸輪的等速轉(zhuǎn)動變換為從動件的往復直線運動或繞某定點的擺動，并依靠凸輪輪廓曲線準確地實現(xiàn)所要求的運動規(guī)律。送料機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.1

凸輪機構(gòu)的組成及應(yīng)用

3）凸輪機構(gòu)優(yōu)缺點優(yōu)點：只要正確地設(shè)計凸輪輪廓曲線，就可以使從動件實現(xiàn)任意給定的運動規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。缺點：凸輪與從動件之間為點或線接觸，不易潤滑，容易磨損。因此，凸輪機構(gòu)多用于傳力不大的控制機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)。送料機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.1

凸輪機構(gòu)的組成及應(yīng)用圖為內(nèi)燃機配氣機構(gòu)。當主動件凸輪回轉(zhuǎn)時，使得氣門桿按照一定的要求做上下往復運動，控制氣門的開啟與關(guān)閉。內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)

2.凸輪機構(gòu)的應(yīng)用繞線機凸輪機構(gòu)圖為繞線機凸輪機構(gòu)。當主動件1凸輪回轉(zhuǎn)時，帶動從動件2（繞線桿）往復擺動，將線繞在等速轉(zhuǎn)動的軸3上。5.１凸輪機構(gòu)5.1.2

凸輪機構(gòu)的分類

1）盤形凸輪如圖所示，這種凸輪是一個徑向尺寸變化的盤形構(gòu)件，當凸輪1繞固定軸轉(zhuǎn)動時，可使從動件2在垂直于凸輪軸的平面內(nèi)運動。

1.按凸輪的形狀分

2）移動凸輪當盤形凸輪的徑向尺寸變得無窮大時，其轉(zhuǎn)軸也將在無窮遠處，這時凸輪將作直線移動，通常稱這種凸輪為移動凸輪，如圖所示。移動凸輪內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.2

凸輪機構(gòu)的分類

3）圓柱凸輪

凸輪為一圓柱體，它可以看成是由移動凸輪卷曲而成的。曲線輪廓可以開在圓柱體的端面也可以在圓柱面上開出曲線凹槽，如圖所示為一圓柱凸輪組成的送料機構(gòu)。

1.按凸輪的形狀分送料機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.2

凸輪機構(gòu)的分類有直動從動件和擺動從動件，如圖所示。根據(jù)從動件端部形狀不同將其分為：

1)尖頂從動件如圖a所示。結(jié)構(gòu)最簡單，而且尖頂能與較復雜形狀的凸輪輪廓相接觸，從而能實現(xiàn)較復雜的運動，但因尖頂極易磨損，故只適用于輕載、低速的凸輪機構(gòu)和儀表中。

2.按從動件的運動形式和端部形狀分尖頂從動件、滾子從動件及平底從動件5.１凸輪機構(gòu)5.1.2

凸輪機構(gòu)的分類

2)滾子從動件如圖b所示。在從動件的一端裝有一個可自由轉(zhuǎn)動的滾子。由于滾子與凸輪輪廓之間為滾動摩擦，故磨損較小，改善了工作條件。因此，可用來傳遞較大的動力，應(yīng)用也最廣泛。

2.按從動件的運動形式和端部形狀分尖頂從動件、滾子從動件及平底從動件5.１凸輪機構(gòu)5.1.2

凸輪機構(gòu)的分類

3)平底從動件如圖所示，從動件一端做成平底(即平面)，在凸輪輪廓與從動件底面之間易于形成油膜，故潤滑條件較好、磨損小。當不計摩擦時，凸輪對從動件的作用力始終與平底垂直，傳力性能較好，傳動效率較高，所以常用于高速凸輪機構(gòu)中。但由于從動件為一平底，故不適用于帶有內(nèi)凹輪廓的凸輪機構(gòu)。

2.按從動件的運動形式和端部形狀分尖頂從動件、滾子從動件及平底從動件5.１凸輪機構(gòu)5.1.3

凸輪和滾子材料

凸輪機構(gòu)的主要失效形式為磨損和疲勞點蝕，這就要求凸輪和滾子的工作表面硬度高、耐磨，對于經(jīng)常受到?jīng)_擊的凸輪機構(gòu)還要求凸輪芯部有較強的韌性。

一般凸輪的材料常采用40Cr(經(jīng)表面淬火，硬度為40～45HRC)，也可采用20Cr、20CrMnTi(經(jīng)表面滲碳淬火，硬度為56～62HRC)。

滾子材料可采用20Cr（經(jīng)滲碳淬火，硬度為56～62HRC)，也有的用滾動軸承作為滾子。5.１凸輪機構(gòu)5.1.4

從動件常用運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律是指從動件的位移、速度、加速度隨凸輪轉(zhuǎn)角Φ或時間t變化的規(guī)律。

5.１凸輪機構(gòu)5.1.4

從動件常用運動規(guī)律圖a為對心尖底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。以凸輪工作輪廓的最小向徑rb為半徑所作的圓稱為凸輪的基圓。當從動件的尖頂與凸輪工作輪廓上的A點接觸時，從動件處于上升的起始位置。當凸輪逆時針轉(zhuǎn)過角Φ0時，從動件尖頂被推到距凸輪轉(zhuǎn)動中心O最遠的位置B，這個過程稱為推程運動。推程中從動件推桿移動的距離h稱為從動件的行程，凸輪所轉(zhuǎn)過的角度Φ0稱為推程角。凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過Φs時，從動件在最遠處靜止不動，Φs稱為遠休止角。凸輪再轉(zhuǎn)過Φh時，從動件又由最遠位置回到起始位置，這個過程稱為回程，Φh稱為回程運動角。最后，當凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過Φs′時，從動件靜止不動，Φs′稱為近休止角，凸輪回轉(zhuǎn)一周完成一個升—?！怠５墓ぷ餮h(huán)。凸輪機構(gòu)遠停程和近停程可以沒有，但必須有推程和回程。凸輪機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.4

從動件常用運動規(guī)律凸輪推程和回程段的輪廓曲線決定于從動件的運動規(guī)律。從動件的常用運動規(guī)律很多，舉例如下：

1.等速運動運動規(guī)律凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，從動件在推程或回程的速度為一常數(shù)，這種運動規(guī)律為等速運動規(guī)律。由于從動件在運動開始和終止時速度有突變（由零變?yōu)橛邢拗担?，加速度瞬時無窮大，則有很大的沖擊，這種沖擊稱剛性沖擊。只適用于低速、輕載。凸輪機構(gòu)5.１凸輪機構(gòu)5.1.4

從動件常用運動規(guī)律

2.等加速度、等減速度運動規(guī)律凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，從動件在推程或回程中，先一半作等加速度運動，后一半作等減速運動，這種運動規(guī)律稱為等加速等減速運動規(guī)律。從動件在行程開始和結(jié)束時，加速度發(fā)生有限突變。從動件因此產(chǎn)生有限值的沖擊，這種沖擊稱為柔性沖擊。與等速運動規(guī)律相比沖擊的程度大為減小，故多用于中速、中載的場合。凸輪機構(gòu)5.2棘輪機構(gòu)5.2.1

棘輪機構(gòu)的組成和類型

1.棘輪機構(gòu)的組成及工作原理棘輪機構(gòu)由棘輪、棘爪、搖桿及機架組成，如圖a所示。曲柄搖桿機構(gòu)將曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成搖桿的往復擺動；當搖桿4順時針擺動時，裝在搖桿4上的主動棘爪2嚙入棘輪1的齒槽中，從而推動棘輪順時針轉(zhuǎn)動；當搖桿逆時針擺動時，主動棘爪2在棘輪的齒背上滑過，此時，棘輪1在止回爪5的作用下停止不動，扭簧3的作用是將棘爪2貼緊在棘輪1上。在搖桿4做往復擺動時，棘輪1作單向間歇運動，其運動簡圖如圖b所示。棘輪機構(gòu)及其運動簡圖5.2棘輪機構(gòu)5.2.1

棘輪機構(gòu)的組成和類型

2.棘輪機構(gòu)的類型棘輪機構(gòu)按工作原理可分為齒式棘輪機構(gòu)和摩擦式棘輪機構(gòu)兩大類。齒式棘輪機構(gòu)有外嚙合、內(nèi)嚙合兩種形式。按棘輪齒形分，可分為鋸齒形齒（用于實現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動的棘輪機構(gòu)）和矩形齒（用于實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動的棘輪機構(gòu)）兩種。圖所示為內(nèi)嚙合鋸齒形齒棘輪機構(gòu)在自行車后鏈輪的應(yīng)用。1為鏈輪（帶有內(nèi)棘齒），2為棘爪，3為后車輪，棘爪一端與后輪固定連接，另一端插入1的內(nèi)棘齒中，當鏈輪轉(zhuǎn)動時，通過棘爪與棘輪的嚙合，帶動3一起轉(zhuǎn)動；當鏈輪不轉(zhuǎn)動時，3繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時棘爪在棘輪的齒背滑過。鋸齒形齒棘輪機構(gòu)5.2棘輪機構(gòu)5.2.1

棘輪機構(gòu)的組成和類型

2.棘輪機構(gòu)的類型圖是控制牛頭刨床工作臺進與退的棘輪機構(gòu)，棘輪齒為矩形齒，棘輪2可用做實現(xiàn)雙向間歇轉(zhuǎn)動。需變向時，只要提起棘爪1，并將棘爪轉(zhuǎn)動180°后再放下就可以了?？刂婆ｎ^刨床工作臺進與退的棘輪機構(gòu)5.2棘輪機構(gòu)5.2.1

棘輪機構(gòu)的組成和類型變向也可用圖轉(zhuǎn)動棘爪來實現(xiàn)，其棘爪1設(shè)有對稱爪端，通過轉(zhuǎn)動棘爪1，棘輪2即可實現(xiàn)反向的間歇運動。轉(zhuǎn)動棘爪5.2棘輪機構(gòu)5.2.2

棘輪機構(gòu)的特點及應(yīng)用有齒的棘輪機構(gòu)運動可靠，從動棘輪容易實現(xiàn)有級調(diào)節(jié)，但是有噪聲、沖擊，輪齒易摩損，高速時尤其嚴重，常用于低速、輕載的間歇傳動。如牛頭刨床的橫向進給機構(gòu)、計數(shù)器；起重機、絞盤常用棘輪機構(gòu)使提升的重物能停在任何位置，以防止由于停電等原因造成事故。5.3槽輪機構(gòu)5.3.1

槽輪機構(gòu)的組成及工作原理

槽輪機構(gòu)，如圖所示。它是由槽輪2、帶有圓柱銷的撥盤1和機架組成。當撥盤1作勻速轉(zhuǎn)動時，驅(qū)使槽輪2作間歇運動。當圓柱銷進入槽輪槽時，撥盤上的圓柱銷將帶動槽輪轉(zhuǎn)動。撥盤轉(zhuǎn)過一定角度后，圓柱銷將從槽中退出。為了保證圓柱銷下一次能正確地進入槽內(nèi)，必須采用鎖止弧將槽輪鎖住不動，直到下一個圓柱銷進入槽后才放開，這時槽輪又可隨撥盤一起轉(zhuǎn)動，即進入下一個運動循環(huán)。槽輪機構(gòu)5.3槽輪機構(gòu)5.3.2

槽輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，能準確控制轉(zhuǎn)動的角度。常用于要求恒定旋轉(zhuǎn)角度的分度機構(gòu)中。缺點：1）對一個已定的槽輪機構(gòu)來說，其轉(zhuǎn)角不能調(diào)節(jié)。2）在轉(zhuǎn)動始、末加速度變化較大，有沖擊。應(yīng)用：應(yīng)用在轉(zhuǎn)速不高，要求間歇轉(zhuǎn)動的裝置中。如圖所示為六角車床刀架的轉(zhuǎn)位槽輪機構(gòu)，撥盤轉(zhuǎn)動一周驅(qū)使槽輪（刀架）轉(zhuǎn)動600。電影放映機卷片機構(gòu)中，用以間歇地移動影片。六角車床刀架的轉(zhuǎn)位槽輪機構(gòu)5.4不完全齒輪機構(gòu)5.4.1

不完全齒輪機構(gòu)的組成

不完全齒輪機構(gòu)，如圖所示，是由普通齒輪機構(gòu)演變而得的一種間歇運動機構(gòu)。不完全齒輪機構(gòu)的主動輪的輪齒不是布滿在整個圓周上