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1、 主讲教师：陈 林 安徽省阜阳技师学院现代制造系 第九讲 凸轮机构 开始上课 凸轮泵 缝纫机 重点 1 l凸轮机构的分类 与特点 2 l凸轮机构工作过程 及传动件运动规律 难点 主要内容 多缸内燃机配气机构工作时，匀速回转的凸轮1迫使气 门3往复移动，以使气口开启或关闭；通过多个凸轮的协调动作 ，控制着各个气缸按预定规律完成进气和排气的工作循环。 动画演示1 一、凸轮机构的概述 动画演示2 内燃机配气机构 内燃机配气机构 凸轮机构依靠凸轮轮廓直接与从动件接触 ，迫使从动件作有规律的直线往复运动（直动）或 摆动。 凸轮机构示意 从动件 凸轮 机架 自动车床走刀机构 自动车床走刀机构 自动车床上的
2、走刀机构 靠模车削机构 靠模车削机构 二、凸轮机构的分类与特点 （一）凸轮机构的分类 （二）凸轮机构的应用特点 （一）凸轮机构的分类 按形状分 按从动件端 部形状和运 动形式分 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 2 尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件 盘形凸轮凸轮 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构 对心直动滚子从动件盘形凸轮机构 对心直动平底从动件盘形凸轮机构 尖顶摆动从动件盘形凸轮机构 滚子摆动从动件盘形凸轮机构 平底摆动从动件盘形凸轮机构 动画演示 (1)盘形凸轮 (2) 移动凸轮 (3)圆柱回转凸轮 (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 （2）摆动从动件
3、 （1）移动从动件 凸轮机构 （二）凸轮机构的应用特点 优点：结构简单紧凑，工作可靠，设计适当 的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运 动规律。 缺点：凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点 或线接触，不便于润滑，易磨损。 应用：多用于传力不大的场合，如自动机械 、仪表、控制机构和调节机构中。 凸轮机构的应用实例： 凸轮机构用于印刷机中 返回 凸轮机构用于转位设备 凸轮机构的应用实例： 返回 凸轮机构用于机加工 凸轮机构的应用实例： 返回 三、凸轮机构工作过程及从动件运动规律 （一）凸轮机构工作过程 （二）从动件常用的运动规律 （一）凸轮机构工作过程 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速 回转
4、运动，从动件作往复移动 凸轮回转时，从动件作“升停降停”的 运动循环。 凸轮机构工作过程 （二）从动件常用运动规律 位移线图 1等速运动规律 从动件上升（或下降）的速度为一常数。 等速运动规律 2等加速等减速运动规律 从动件在行程中先作等加速运动，后作等减 速运动。 等加速等减速运动规律 第十讲 其他常用机构 前面已经学过平面连杆机构和 凸轮机构。在生产和生活中，还有许 多其他常用机构，如，汽车中应用的 变速机构，机床中应用的换向机构， 电影放映机中应用的槽轮机构等。 不完全齿 轮应用于 计数器中 电影放映 机的核心 机构为槽 轮机构 一、变速机构 1、定义： 在输入转速不变的条件下，使输出轴
5、获得不同转速的传动装置。 2、分类： 有级变速机构、 无级变速机构 （一）有级变速机构 1、常用类型： （1）滑移齿轮变速机构 原理：轴为输入轴，通过改变各 滑移齿轮的啮合位置，可以 改变轮系的传动比，满足输 出轴变速的要求。 特点：具有变速可靠、传动比准确、零件种类和数量多、 变速有噪声等特点可在较大范围内变速，广泛用于 各类机床主轴。 1、常用类型： （2）塔齿轮变速机构 1-主动轴 2-导向键 3-中间齿轮支架 4-中间齿轮 5-拨叉 6-滑移齿轮 7-塔齿轮 8-从动轴 9、10-离合器 11-丝杠 12-光杠齿轮 13光杠 原理：主动轴上滑移齿轮通过中间轮与从动轴上塔齿 轮中任意一个
6、齿轮啮合。 特点：机构的传动比与塔齿轮的齿数成正比；传动比 成等差数列；常用于车床进给箱。 1、常用类型： （3）倍增变速机构 原理：改变滑移齿轮与固定齿轮的工作位置，可得到 不同的传动：1/8、1/4、1/2、1。 特点：传动比按2的倍数增加。 1、常用类型： （4）拉键变速机构 1-弹簧键 2-从动套筒轴 3-主动轴 4-手柄轴 原理：主动轴上齿轮固定，从动轴上齿轮空套，利用 弹簧键的嵌入，将主动轴的运动通过嵌入的一 对齿轮副及弹簧键传给从动轴。 特点：刚度低，不能传递较大的转矩。 2、有级变速机构的特点： 可以实现一定转速范围内的分级变速； 变速可靠； 传动比准确； 结构紧凑； 高速时不
7、够平稳，变速有噪音。 （二）无级变速机构 1、原理：依靠摩擦力来传递转矩，适当地改变主从动 件的转动半径，可使输出轴的转速在一定范 围内无级变化。 2、常用类型： （1）滚子平盘式无级变速机构 特点：结构简单，磨损严重。 2、常用类型： （2）锥轮端面盘式无级变速机构 1-锥轮 2-端面盘 3-弹簧 4-齿条 5-齿轮 6-支架 7-链条 8-电动机 特点：传动平稳，噪音低，结构紧凑，变速范围大。 2、常用类型： （3）分离锥轮式无级变速机构 1-电动机 2、4-锥轮 3-杠杆 5-从动轴 6-支架 7-螺杆 8-主动轴 9- 螺母 10-传动带 特点：传动平稳， 变速较可靠。 3、无级变速机
8、构的特点： 可以实现一定转速范围内的无级变速； 采用摩擦轮传动，传动比不准确； 工作平稳，噪音小。 二、变向机构 （一）定义： 在输入轴转向不变的条件下，使输出轴转向改变的机构。 （二）常见类型： 三星轮换向机构、离合器锥齿轮换向机构 1、三星轮换向机构 利用惰轮来实现从动轴回转方向的变换。 在图示位置，齿轮通过齿轮Z3带 动齿轮Z4，使齿轮z4按一定方向旋转 ，齿轮Z2空转。若手柄向下搬动，这 时Z1和Z3两齿轮脱开啮合，Z1和Z2进 入啮合，这样齿轮Z1通过齿轮2和3而 带动齿轮4，由于多了一个中间齿轮 Z2，当齿轮Z1的旋转方向不变，齿轮 Z4的旋转方向就改变了。 2离合器锥齿轮换向机构
9、 离合器左移接合时，从动轴转向向下； 离合器右移接合时，从动轴转向向上。 三、间歇机构 1、定义： 能够将主动件的连续运动转换成从动件的周期性运动或 停歇的机构 2、常见类型： 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。 （一）棘轮机构 棘轮机构分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。 1、齿式棘轮机构工作原理 （1）组成 棘轮1、棘爪2、机架 （2）原理 一般由曲柄摇杆机构带动棘爪作往复摆 动。当摇杆逆时针摆动时，棘爪被推动向逆 时针方向转过一个角度；当摇杆顺时针摆动 时，棘爪便在棘轮齿背上滑过，这时止回棘 爪阻止棘轮顺时针转动，故棘轮静止不动。 这样，当摇杆作连续摆动时，棘轮就作单向 的间歇运动。
10、2、齿式棘轮机构的常见类型及特点 （1）外啮合式 u 单动式棘轮机构：有一个驱动棘爪，当主动件按某一个方向摆动 时，才能推动棘轮转动。 2、齿式棘轮机构的常见类型及特点 （1）外啮合式 u 双动式棘轮机构：有两个驱动棘爪，当主动件作往复摆动时，有两 个棘爪交替带动棘轮沿同一方向作间歇运动。 直头棘爪钩头棘爪 2、齿式棘轮机构的常见类型及特点 （1）外啮合式 u 可变向式棘轮机构：可改变棘轮的运动方向。 2、齿式棘轮机构的常见类型及特点 （2）内啮合式：自行车后轴的“飞轮”机构。 3、齿式棘轮机构转角的调节 （1）改变棘爪的运动范围： 棘轮机构一般由曲柄摇杆机构带动，棘轮 转角的大小可通过调节曲
11、柄长度改变摇杆摆角的 方法调节，曲柄长度增大，摇杆摆角增大，棘轮 转角也增大；反之，减小。 棘轮转角=360x k/z，与棘爪往复一次推过的齿数有关 3、齿式棘轮机构转角的调节 （2）利用覆盖罩： 转动覆盖罩，遮挡部分棘齿，当摇杆带动 棘爪摆动时，棘爪在罩上滑动，没有推动相应的 齿，从而起到调节转角的作用。 4、摩擦式棘轮机构 原理：靠偏心楔块（棘爪）和棘轮 间的楔紧所产生的摩擦力来 传递运动。 特点：转角可无级调节； 传动噪音小；传递较大 载荷时易产生滑动。 （二）槽轮机构 1、槽轮机构的组成和工作原理 1拨盘 2圆销 3槽轮 外凸弧 内凹锁 止弧 （1）组成：带圆销的拨盘、槽轮、机架 （2
12、）原理：当主动件拨盘转动时，圆销由图所 示位置 进入槽轮的槽中，拨动槽轮转动，然后在图所示位置脱离 槽轮，槽轮因其凹弧被拨盘的凸弧锁止而静止。 2、槽轮机构的组成和工作原理 （1）单圆销外槽轮机构 主动拨盘每回转一周，圆销拨动槽轮 运动一次，且两轮转向相反。 （2）双圆销外槽轮机构 主动拨盘每回转一周，圆销拨动槽轮 运动两次，且两轮转向相反。静止时间减少。 （3）内啮合槽轮机构 主动拨盘每回转一周，且两轮转向相同。 结构紧凑，停歇时间较短。 3、槽轮机构的特点 结构简单， 工作可靠， 平稳性较好， 不可调节转角的大小， 不适用于高速场合。 （三）不完全齿轮机构 1、不完全齿轮机构的组成和工作原理 原理：不完全齿轮是由普 通渐开线齿轮演变而 成的。主动1的齿切 去了一部分，当主动 轮连续转动时，从动 轮2作间歇转动；停歇时轮1凸弧与轮2凹弧相配， 将轮2锁住。 特点：结构简单，工作可靠，传递力大，用于低速、轻载。
