首页 理论教育凸轮机构:常用的机械组件,广泛应用于机械运动控制中

凸轮机构:常用的机械组件,广泛应用于机械运动控制中

【摘要】:凸轮机构为机械常用机构,应用广泛。内燃机的活塞在活塞缸中的伸缩运动、缝纫机紧线机构中从动紧线爪的往复运动,都是通过凸轮机构实现的。凸轮机构通常由原动件凸轮1、从动件2和机架3组成,如图2-9所示。由于凸轮与从动件组成的是高副,所以是高副机构。图2-11所示为凸轮机构可以使机构5实现预期运动规律的往复移动。

凸轮机构为机械常用机构,应用广泛。内燃机的活塞在活塞缸中的伸缩运动、缝纫机紧线机构中从动紧线爪的往复运动,都是通过凸轮机构实现的。图2-7所示为内燃机内部机构,图2-8所示为缝纫机紧线机构。

凸轮机构通常由原动件凸轮1、从动件2和机架3组成,如图2-9所示。由于凸轮与从动件组成的是高副,所以是高副机构。凸轮机构可将凸轮的连续转动或移动转换为从动件的连续或不连续的移动或摆动,故可以实现许多复杂的运动要求,并且结构简单、紧凑而在各种机械,特别是自动机械中被广泛地应用。

图2-7 内燃机内部结构

图2-8 缝纫机紧线机构

1—圆柱凸轮;2—从动紧线爪

图2-9 凸轮机构运动简图

(a)平面凸轮机构;(b)空间凸轮机构
1—凸轮;2—从动件;3—机架

(1)凸轮机构的分类

凸轮机构按构件形状与运动形式分为不同类型。

①按凸轮的形状分类:盘形凸轮(凸轮的基本形式)、圆柱凸轮、移动凸轮。

②按从动轮的结构型式分类,如图2-10所示:尖端从动件,适用于作用力不大和速度较低的场合,如仪器仪表中的凸轮控制机构等;滚子从动件,因其为滚动摩擦,磨损较小,故应用广泛;平底从动件,润滑较好,适用于高速传动的机构。

图2-9 凸轮机构运动简图

(a)平面凸轮机构;(b)空间凸轮机构
1—凸轮;2—从动件;3—机架

(1)凸轮机构的分类

凸轮机构按构件形状与运动形式分为不同类型。

①按凸轮的形状分类:盘形凸轮(凸轮的基本形式)、圆柱凸轮、移动凸轮。

②按从动轮的结构型式分类,如图2-10所示:尖端从动件,适用于作用力不大和速度较低的场合,如仪器仪表中的凸轮控制机构等;滚子从动件,因其为滚动摩擦,磨损较小,故应用广泛;平底从动件,润滑较好,适用于高速传动的机构。

图2-10 从动轮的结构型式

③按从动件的运动形式分类:直动从动件与摆动从动件。

④按锁合方式分类:力锁合与形锁合。

(2)凸轮机构的应用

凸轮机构的结构简单紧凑,易于设计,只要适当地设计凸轮轮廓,就可以使从动件实现特殊的或复杂的运动规律;其缺点是凸轮轮廓曲线的加工比较复杂,且凸轮与从动件为点、线接触的高副机构,易磨损,不便润滑,故传力不大。在自动机或半自动机中,广泛应用着凸轮机构。

图2-11所示为凸轮机构可以使机构5实现预期运动规律的往复移动。利用图2-12所示的凸轮机构可以使构件4实现预期运动规律的往复摆动。而利用图2-13所示的双凸轮机构不仅可以使构件4实现预期的运动要求,而且可以使构件4上的F点按照所需要的轨迹运动。

图2-10 从动轮的结构型式

③按从动件的运动形式分类:直动从动件与摆动从动件。

④按锁合方式分类:力锁合与形锁合。

(2)凸轮机构的应用

凸轮机构的结构简单紧凑,易于设计,只要适当地设计凸轮轮廓,就可以使从动件实现特殊的或复杂的运动规律;其缺点是凸轮轮廓曲线的加工比较复杂,且凸轮与从动件为点、线接触的高副机构,易磨损,不便润滑,故传力不大。在自动机或半自动机中,广泛应用着凸轮机构。

图2-11所示为凸轮机构可以使机构5实现预期运动规律的往复移动。利用图2-12所示的凸轮机构可以使构件4实现预期运动规律的往复摆动。而利用图2-13所示的双凸轮机构不仅可以使构件4实现预期的运动要求,而且可以使构件4上的F点按照所需要的轨迹运动。

图2-11 实现预期运动的凸轮机构

图2-11 实现预期运动的凸轮机构

图2-12 往复摆动凸轮机构

图2-12 往复摆动凸轮机构

图2-13 双凸轮机构

凸轮机构中凸轮轮廓与从动件成的高副式点或线接触,难以形成润滑油膜,所以易磨损。一般凸轮多用在传递动力不大的场所。

图2-13 双凸轮机构

凸轮机构中凸轮轮廓与从动件成的高副式点或线接触,难以形成润滑油膜,所以易磨损。一般凸轮多用在传递动力不大的场所。