凸輪機(jī)構(gòu)與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu).ppt

1 第三章 凸輪機(jī)構(gòu)與間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 【 能力目標(biāo) 】 【 案例導(dǎo)入 】 【 知識(shí)要點(diǎn) 】 3.1 凸輪機(jī)構(gòu)的類型和識(shí)別 3.2 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)行特性分析 3.3 用圖解法設(shè)計(jì)盤行凸輪輪廓 3.4 間歇運(yùn)行機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu) 3.5 間歇運(yùn)行機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 【 能力訓(xùn)練 】 本章小結(jié) 2 【 能力目標(biāo) 】 1. 熟悉凸輪機(jī)構(gòu)的分類、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)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(jì)。 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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用。 5. 掌握棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)。 返回目錄 3 【 案例導(dǎo)入 】 當(dāng)向徑變化的凸輪輪廓 與氣門的平底接觸時(shí)， 氣門產(chǎn)生向下開(kāi)啟或向 上關(guān)閉的往復(fù)運(yùn)動(dòng) (向 上運(yùn)動(dòng)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(shí)，氣 門將靜止不動(dòng)。因此， 當(dāng)具有某種輪廓曲線的 凸輪 2連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣 門 1可獲得間歇的、按 預(yù)期規(guī)律的開(kāi)閉運(yùn)動(dòng) , 從而使內(nèi)燃機(jī)正常工作。 返回目錄 圖 3-1 內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu) 4 3.1凸輪機(jī)構(gòu)的類型識(shí)別 3.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成 、 特點(diǎn)和應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)械和自動(dòng)控制裝 置中 ， 它是一種常見(jiàn)的高副機(jī)構(gòu) ， 由 凸輪 、 從 動(dòng)件 、 機(jī)架以及輔助裝置 組成 。 圖 3-2所示為一 自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 。 當(dāng) 圓 柱凸輪 1回轉(zhuǎn)時(shí) ， 其 凹槽的側(cè)面迫使從動(dòng)件 2做 往復(fù)擺動(dòng) ， 通過(guò)從動(dòng)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(jìn)刀和退刀 運(yùn)動(dòng) 。 返回目錄 5 圓柱凸輪是一個(gè)具有曲 線輪廓或凹槽的構(gòu)件 ， 被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件 稱為從動(dòng)件 （ 或稱為推 桿 ） 。 凸輪通常作等速 轉(zhuǎn)動(dòng) ， 但也有作往復(fù)擺 動(dòng)或者往復(fù)直線移動(dòng)等 其他運(yùn)動(dòng) 。 從動(dòng)件通過(guò) 凸輪的曲線輪廓與其以 高副接觸從而獲得預(yù)期 的運(yùn)動(dòng) ， 所以 凸輪機(jī)構(gòu) 是由凸輪 、 從動(dòng)件和機(jī) 架三個(gè)基本構(gòu)件組成的 高副機(jī)構(gòu) 。 返回目錄 圖 3-2 自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 圖 3-2 自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 6 凸輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 、 仿形機(jī)床進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 、 內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu) 、 汽車的凸輪式制動(dòng)器以及印 刷機(jī) 、 紡織機(jī) 、 插秧機(jī) 、 鬧鐘和各種電氣開(kāi)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(jī)械里的繞線機(jī)構(gòu) 。 返回目錄 7 凸輪機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn) ： 只要適當(dāng)設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，就可以使 從動(dòng)件獲得各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、設(shè)計(jì)方便。 凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn) : 凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)、線高副接觸，易 磨損，故該機(jī)構(gòu)多用在要求準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期 運(yùn)動(dòng)規(guī)律且傳遞力不大的場(chǎng)合。 8 3.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的類型 返回目錄 凸輪可以按不同的屬性進(jìn)行分類。 1、按凸輪形狀分類：盤形、圓柱、移動(dòng)凸輪 9 3.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的類型 盤狀凸輪 :這種凸輪是 繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并具有變化 向徑的盤形零件 。它是凸輪最常見(jiàn)的形式。 移動(dòng)凸輪 ：當(dāng)盤形凸輪的 回轉(zhuǎn)中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn) 時(shí)， 凸輪相對(duì)機(jī)架做直線運(yùn)動(dòng)，這種凸輪稱為移動(dòng)凸 輪。 圓柱凸輪 ：這種凸輪可以認(rèn)為是將移動(dòng)凸輪首尾 相接卷成圓柱體而形成。 盤狀凸輪和移動(dòng)凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為 平面，屬于 平面凸輪機(jī)構(gòu) ；而圓柱凸輪與從動(dòng)件 之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng)，屬于 空間凸輪機(jī)構(gòu) 。 10 返回目錄 2、從動(dòng)件的形狀：尖頂 滾子、平底 3、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)：直動(dòng)、 擺動(dòng) 11 3.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的類型 從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形式： (1) 尖頂從動(dòng)件 ：尖頂能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從 動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)。但尖頂與凸輪之間是滑動(dòng)摩擦，易于磨損，故使 用傳力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)。 (2) 滾子從動(dòng)件 ：這種從動(dòng)件的端部裝有可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子，因而 摩擦較小，可傳遞較大的力，但零件多，滾子軸磨損后會(huì)產(chǎn)生噪音。 所以適用于重載和中、低速的凸輪機(jī)構(gòu)。 (3) 平底從動(dòng)件 ：這種從動(dòng)件與凸輪的輪廓表面的接觸面為一個(gè)平面。 平面與凸輪接觸處易形成油膜，故潤(rùn)滑良好，能大大減少磨損。當(dāng)不 考慮摩擦?xí)r，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力始終垂直了平底，從動(dòng)件受力比 較平穩(wěn)，傳動(dòng)效果好，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)中。缺點(diǎn)是不適用于輪 廓有內(nèi)凹的凸輪。 12 返回目錄 2、從動(dòng)件的形狀：尖頂 滾子、平底 3、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)：直動(dòng)、 擺動(dòng) 13 3.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的類型 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式： (1)直動(dòng)從動(dòng)件 ：從動(dòng)件相對(duì)于機(jī)架做往復(fù) 直線運(yùn)動(dòng)。 對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 從動(dòng)件導(dǎo)路的中心 線通過(guò)凸輪的回轉(zhuǎn)中心 。 偏置直動(dòng)從動(dòng)件機(jī)構(gòu) （圖 3-3a) (2)擺動(dòng)從動(dòng)件 ：從動(dòng)件按照一定的運(yùn)動(dòng)規(guī) 律繞自身軸作往復(fù)擺動(dòng)。 14 3.2凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析 凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語(yǔ) 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 3-4所示。 推程 、 升程 、 推程運(yùn)動(dòng)角 從動(dòng)件在凸輪輪廓的作用下 由距凸輪軸心最近位置被推到距凸輪軸心最遠(yuǎn)位置的過(guò)程 稱為從動(dòng)件的 推程 ， 在推程中從動(dòng)件所走過(guò)的距離 稱為從 動(dòng)件的 升程 h， 推程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 稱為 推程運(yùn)動(dòng)角 ， 如 圖 3-4所示 。 返回目錄 15 3.2凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析 遠(yuǎn)休止角 s：當(dāng)凸輪以 BC圓弧段與尖頂接觸時(shí)，從動(dòng)件 處于最高位置而靜止不動(dòng)，該過(guò)程稱為遠(yuǎn)程休止，相應(yīng)的 凸輪轉(zhuǎn)角稱為遠(yuǎn)休止角 s。 回程和回程運(yùn)動(dòng)角 ：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件與凸輪 CD段接觸，由點(diǎn) C至 D，向徑逐漸減小，從動(dòng)件由最高位 C回到最低位置，該過(guò)程稱為回程運(yùn)動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角 稱為回程角 。 近休止角： 從動(dòng)件在 DA段接觸時(shí)，從動(dòng)件在最低位置靜 止不動(dòng)，該過(guò)程稱為近程休止，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角稱為近休 止角。 凸輪運(yùn)動(dòng)一周，從動(dòng)件就重復(fù)上述升 停 回 停 的循環(huán)過(guò)程。 偏距 ：從動(dòng)件的中心線偏離凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心 0的距離。 16 3.2凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析 從動(dòng)件的位移線圖 以直角坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件的位移， 橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角，則可以畫出從動(dòng)件 與凸輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系曲線，則為 從動(dòng)件 的位移線圖。 凸輪的輪廓形狀決定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 反之，從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪具 有不同的輪廓曲線形狀，因此在 設(shè)計(jì)凸輪 輪廓 之前應(yīng)首先 確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 17 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(yùn)動(dòng)角 近休止角 推程運(yùn)動(dòng)角 遠(yuǎn)休止角 C 18 從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 返回目錄 1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 凸輪以角速度勻 速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件以恒定的速度運(yùn)動(dòng)。 s()= CS ()=C a()= 0 特點(diǎn) ： 1）剛性沖擊運(yùn)動(dòng) 從動(dòng)件在某瞬時(shí)速度突 變，其加速度及慣性力在理論上均趨于無(wú) 窮大。 2）只適用于低速輕載的凸輪機(jī)構(gòu)。 19 返回目錄 2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 :凸輪以角速度勻速運(yùn)動(dòng)，從動(dòng) 件先做等加速運(yùn)動(dòng)后做等減速運(yùn)動(dòng)。 s()= CS 2 ()=C a()= Ca （常數(shù)） 特點(diǎn) ： 1）柔性沖擊 從動(dòng)件在 某瞬時(shí)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(jī)構(gòu)。 20 返回目錄 3、間諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 當(dāng)動(dòng)點(diǎn)在一圓周上做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由該在 此圓上直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 s()=h(1-cos/0)/2 ()=C sin/0 a()= Cacos/0 特點(diǎn) ： 1）僅在運(yùn)動(dòng)始末兩處有柔 性沖擊。 2）適用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。 21 3.3用圖解法設(shè)計(jì)盤形 凸輪輪廓 返回目錄 22 用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓 設(shè)計(jì)步驟 根據(jù) 機(jī)器的工作要求選定了 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 后，還要根 據(jù)凸輪傳力性能是否良好、凸輪輪廓是否便于加工、結(jié)構(gòu) 是否緊湊、運(yùn)動(dòng)的可靠性等因素，來(lái)進(jìn)行 凸輪輪廓曲線 的 設(shè)計(jì) 。 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的方法 ： 有圖解法和解析法。 解析法 用于精度要求較高的高速凸輪、 靠模凸輪等，計(jì)算量大，常常 利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 技術(shù) 。圖解法簡(jiǎn)單易行，可以滿足一般精度要求的機(jī)械設(shè) 計(jì)。 本章介紹圖解法設(shè)計(jì)一般精度的凸輪輪廓。 23 3.3.1直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的 設(shè)計(jì) 用圖解法繪制凸輪輪廓曲線所依據(jù)的方法是“反 轉(zhuǎn)法”。 采用反轉(zhuǎn)法繪制盤形凸輪工作輪廓的步驟： 1）確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 2）確定凸輪的轉(zhuǎn)速和基圓半徑； 3）選定繪制平面 凸輪與圖紙平面相對(duì)靜止， 且方便在圖紙上繪制； 4）反轉(zhuǎn)，即機(jī)架和從動(dòng)件繞凸輪中心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 24 返回目錄 3.3.1直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 1.反轉(zhuǎn)法作圖的原理 a)在凸輪輪廓作用下從動(dòng)件向上移動(dòng) b)機(jī)架和從動(dòng)件繞凸輪中心相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng) 圖 3-8 反轉(zhuǎn)法原理 25 返回目錄 尖頂對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制過(guò)程 （ 1）尖頂從動(dòng)件 26 選取適當(dāng)比例 （ 包括長(zhǎng)度比例和角度比例 ） ， 按 照從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 做相應(yīng)的 位移線圖 。 做凸輪基圓 ， 并確定從動(dòng)件的初始位置 。 在基圓上 ， 由從動(dòng)件尖頂起始位置 A0處開(kāi)始 ， 沿 - 方向分別取推程運(yùn)動(dòng)角 (900)、 遠(yuǎn)程休止角 (600)、 回程運(yùn)動(dòng)角 (1800)、 近休止角 (300)， 并將推程運(yùn) 動(dòng)角 (900)和回程運(yùn)動(dòng)角 (1800)與位移線圖對(duì)應(yīng)等 分 ， 在基圓上得 A1、 A2、 A3、 A4、 A5 諸點(diǎn) ， 自圓心做徑向線 。 返回目錄 27 沿各徑向自基圓取從動(dòng)件對(duì)應(yīng)位移線圖上的位 移量 ， 使 A1B1=11、 A2B2=22、 A3B3=33、 得反轉(zhuǎn)后尖頂所占據(jù)的一系列位置 B1、 B2、 B3、 。 將 A0、 B1、 B2、 B3、 連成光滑曲線 ， 便是 所要求的凸輪輪廓曲線 。 28 滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制過(guò)程 繪制方法類似： 滾子式可改善尖頂型從動(dòng)件與凸輪 接觸處的摩擦、磨損情況，其凸輪 輪廓設(shè)計(jì)方法如右圖所示。把滾子 中心看作尖頂從動(dòng)件的尖頂，按上 述方法求出一條 理論輪廓 0，再以 0上各點(diǎn)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(dòng)件 凸 輪的實(shí)際廓線 。 凸輪的 基圓半徑 是指 理論輪廓線的 最小向徑 。 返回目錄 29 返回目錄 平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制過(guò)程 繪制方法類似： 把平底與導(dǎo)路的交點(diǎn) A0看作尖頂從動(dòng)件的尖 頂，按照尖頂從動(dòng)件凸 輪輪廓的繪制方法，求 出理論輪廓上一系列點(diǎn) A1、 A2、 A3、 ； 過(guò)這些點(diǎn)畫平底的各 個(gè)位置 A0B0、 A1B1、 A2B2、 A3B3、 ； 作這些平底的包絡(luò)線， 便得到平底從動(dòng)件凸輪 的輪廓曲線。 30 返回目錄 3.3.2盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本參數(shù) 1、壓力角： 從動(dòng)件與凸輪在 接觸點(diǎn)處的 受力方向 與其在 該點(diǎn)絕對(duì)速度方向（ 運(yùn)動(dòng)方 向 ）之間所夾的銳角 ser e ss eOP BD PD 22 00 d s / d t a n 31 凸輪作用于從動(dòng)件的 法向力 Fn可分解為兩 個(gè)分力 ： Fx和 Fy。 Fr 沿導(dǎo)路方向推動(dòng)從動(dòng)件做有用公功，是有效分力， 除了克服工作阻力之外，還要克服導(dǎo)路的摩擦力； Fx 使從動(dòng)件壓緊導(dǎo)路，產(chǎn)生摩擦力，是有害力。 凸輪機(jī)構(gòu)自鎖現(xiàn)象 在 Fn一定的條件下，壓力角越大，有效分力越小，有害分 力越大。當(dāng)壓力角增大到某一數(shù)值時(shí)，必將出現(xiàn)有效分力 小于摩擦力的情況，這時(shí)，不論施加多大的力，都不能使 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。 凸輪上不同位置的壓力角值是不同的。 32 許用壓力角： 為改善凸輪機(jī)構(gòu)的受力情況、提高 機(jī)械效率，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(dòng)從動(dòng)件 擺動(dòng)從動(dòng)件 回程 （空回行程） m a x 00 8070 00 4535 00 4030 返回目錄 33 當(dāng)采用偏置從動(dòng)件時(shí)，如圖 3-13所示，對(duì) 于凸輪的同一位置，若凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)， 從動(dòng)件偏置在凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心左側(cè)時(shí)壓力角 較??；若凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件偏置在 凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心右側(cè)時(shí)壓力角較小 出現(xiàn)壓力角大于或等于許用壓力角 時(shí)，可 將對(duì)心式改為偏置式從動(dòng)件 ，以減小推程 中的壓力角。 34 基圓半徑的選取 由圖 3-12可以看出： 從動(dòng)件的位移 S2; 凸輪 K點(diǎn)處的半徑為 r; rb為凸輪的基圓半徑， 則有： S2=r-rb 35 由圖 3-12圖中的速度多邊形可知： 由式 3-1可知，當(dāng) w1、 v2和 s2一定時(shí)，如果要減小壓力角， 就必須增大凸輪的基圓半徑。 36 壓力角和基圓半徑的關(guān)系 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同 時(shí)，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)相同 的轉(zhuǎn)角時(shí)，從動(dòng)件上 升相同的位移，基圓 較大的凸輪輪廓較平 緩，壓力角較小。 37 為了減小壓力角，宜取較大的基圓半徑； 為了使結(jié)構(gòu)緊湊，則應(yīng)盡可能較小基圓半 徑。 在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪的基圓半徑可根 據(jù)凸輪的結(jié)構(gòu)選取。 為保證凸輪機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中均能滿 足 ，應(yīng)選取計(jì)算結(jié)果中的最大 值作為凸輪的基圓半徑。 m a x 38 凸輪軸基圓半徑的選取 凸輪軸，基圓半徑應(yīng)大于軸的半徑和滾 子半徑之和，即 rbr+rr 當(dāng)凸輪與軸單獨(dú)制造時(shí) ,取 ： rb 1.8r+(10-20)mm 39 3、滾子半徑的選擇 滾子半徑的選擇，要綜合考慮滾子的結(jié)構(gòu)、 強(qiáng)度、凸輪輪廓曲線形狀等因素，特別是 不能因滾子半徑選得過(guò)大造成從動(dòng)件運(yùn)動(dòng) 規(guī)律失真。 40 3、滾子半徑的選擇 凸輪工作輪廓曲率半徑 和凸輪理論輪廓曲率半 徑 的之間的關(guān)系 ： 當(dāng)凸輪輪廓內(nèi)凹時(shí)： =+r， ，無(wú)論滾子半 徑取多大，凸輪輪廓總是光滑曲線，如圖 3-15a所 示，所以此時(shí)滾子半徑的大小不受限制。 當(dāng)凸輪輪廓外凸時(shí)， =-r， 0時(shí)，凸輪輪廓光 滑，如圖 3-15b所示； =0時(shí)，凸輪工作輪廓出現(xiàn) 尖點(diǎn)， 工作時(shí)極易磨損 ，如圖 3-15c所示； 0時(shí)， 凸輪工作輪廓出現(xiàn)交叉，加工時(shí)將被切掉，不能 實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這就是 運(yùn)動(dòng)失真 現(xiàn)象，如圖 3-15d所示； 41 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 42 滾子半徑大小對(duì)凸輪實(shí)際輪廓的影響 r T r T a a r T r T a ) b ) d )c ) 返回目錄 43 0r r 0 m i nm i n 0 m i n 實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉，從動(dòng)件 不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng) 規(guī)律 運(yùn)動(dòng)失真 返回目錄 44 運(yùn)動(dòng)失真 原因： 避免方法： 滾子半徑的選擇 r 0.80min 0min 3-5mm 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 45 返回目錄 3.4間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu) 3.4.1棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理 46 一 、 棘輪 類型 返回目錄 組成： 擺桿、棘爪、棘輪、止動(dòng)爪。 工作原理： 擺桿往復(fù)擺動(dòng)，棘爪推動(dòng)棘輪間 歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、運(yùn)動(dòng)可靠、轉(zhuǎn) 角可調(diào)。 缺點(diǎn)： 工作時(shí)有較大的沖擊和噪音，運(yùn)動(dòng)精 度較差。適用于速度較低和載荷不大的場(chǎng) 合。 47 返回目錄 只能夠?qū)崿F(xiàn)單向間歇運(yùn)動(dòng) 外接棘輪機(jī)構(gòu) 48 返回目錄 內(nèi)接棘輪機(jī)構(gòu) 49 返回目錄 雙向式棘輪機(jī)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(yùn)動(dòng)。 50 返回目錄 雙動(dòng)式棘輪機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：搖桿來(lái)回?cái)[動(dòng)都能使棘輪向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 51 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 52 返回目錄 3.4.2棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 :可用于進(jìn)給、制動(dòng)、 轉(zhuǎn)位分度和超越機(jī)構(gòu)。 在提升機(jī) 做制動(dòng)器 這種制動(dòng) 器安全可靠， 使用方便。 53 返回目錄 間歇送進(jìn) 54 返回目錄 超越、離合 55 返回目錄 3.5間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 3.5.1棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理 典型槽輪機(jī)構(gòu)的組成： 由主動(dòng)撥 盤、從動(dòng)槽輪和機(jī)架等組成。 槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理： 主動(dòng)撥盤 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)主動(dòng)撥盤的圓銷 A 未進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，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(dòng)；當(dāng)主動(dòng)撥盤的圓 銷 A進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，槽輪受 圓銷 A驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。從而使槽輪 做間歇運(yùn)動(dòng)。 56 返回目錄 3.5.2槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)位迅速，效率較高，工作可靠， 能較平穩(wěn)、間歇地進(jìn)行換位。與棘輪機(jī)構(gòu)相 比運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但因圓柱銷突然進(jìn)入與脫離徑 向槽，傳動(dòng)存在柔性沖擊，不適用于高速場(chǎng) 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) 57 一般用于轉(zhuǎn)速不很高的自動(dòng)機(jī)械、輕工機(jī) 械或儀器儀表中。 電 影 放 映 機(jī) 的 送 片 機(jī) 構(gòu) 返回目錄 58 應(yīng)用舉例 用反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)，已知：從動(dòng) 件運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線如圖 3-24所示，推程運(yùn)動(dòng) 角 1=900，遠(yuǎn)程休止角 2=600，回程運(yùn)動(dòng) 角 3=1500，近程休止角 4=600，凸輪以等 角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，偏距為 e，基圓半徑為 rb。 分析：如圖 3-25所示。 1）以 rb為半徑做基圓，以 e為半徑作偏距圓。 2）作從動(dòng)件移動(dòng)方向與偏距圓的切點(diǎn) K。 59 應(yīng)用舉例 3）以 K點(diǎn)為反轉(zhuǎn)的起點(diǎn)，在偏距圓中標(biāo)出推程角 1，遠(yuǎn)程休止角 2，回程運(yùn)動(dòng)角 3，近程休止角 4。 4）在偏距圓中，將 1等分 3等分，將 3等分 6等分， 得到 10分點(diǎn)。過(guò)這些分點(diǎn)作偏距圓的切線，交于 基圓，得 B1、 B2、 B3、 B 10各點(diǎn)。 5）作位移線圖，按轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)得到 10個(gè)等分點(diǎn)。 60 應(yīng)用舉例 6）應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，量取從動(dòng)件在各切線對(duì)應(yīng) 位置上的位移，由位移線圖中量取從動(dòng)件 位移，得 A1、 A2， ，即 A1B1 11， A2B2=22， 將 B、 A1、 A2、 A 10連成光 滑曲線，即為所求凸輪輪廓曲線。 圖 3-25即為所求凸輪輪廓曲線的作圖過(guò)程。 61 【 能力訓(xùn)練 1】 1問(wèn)題提出 (1)尖頂偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制； (2)若將從動(dòng)件改為對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件，如何測(cè) 量該機(jī)構(gòu)的壓力角； (3)若將尖頂從動(dòng)件改為滾子從動(dòng)件，試分析滾子 半徑、壓力角和基圓半徑對(duì)該機(jī)構(gòu)工作特性的影 響。 返回目錄 62 【 能力訓(xùn)練 2】 1問(wèn)題提出 試分析自行車的后軸上的飛輪結(jié)構(gòu)是什么機(jī)構(gòu) ？ 工作原理如何 ？ 返回目錄 63 第 3章小結(jié) 本章內(nèi)容： 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、類型與應(yīng)用；從動(dòng) 件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律；凸輪廓線設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu) 應(yīng)注意的問(wèn)題。 基本概念： 升程、基圓、推程角、回程角、從動(dòng) 件運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律正確繪制從動(dòng) 件位移線圖；能正確進(jìn)行凸輪廓線的圖解設(shè)計(jì)。 返回目錄