凸轮传动系统的设计与应用.doc

模块七 凸轮传动系统的设计与应用 【能力目标】1.根据运动规律要求，设计凸轮传动系统的能力 2.具备利用计算机设计凸轮机构的能力 【课程内容】1.凸轮传动系统的工作特点及设计计算方法， 2.凸轮从动件常用运动规律分析， 3.计算机辅助图解法设计方法。 【教学方法】根据实际从动件运动规律，利用计算机辅助设计凸轮轮廓并出图。 【教学手段】多媒体教学与计算机辅助设计应用相结合 【教学地点】多媒体教室、机构仿真实训室、创新实训室 【教学重点】凸轮的种类，其他常用机构的性质 【教学难点】图解法设计凸轮 【实践内容】反转法设计凸轮 【教学课时】理论2课时 实践2课时 【理论授课内容】 7.1 凸轮机构的特点与分类 凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。 凸轮机构的应用 ??? 　　　　　　　　靠模车削机构?????????????? 凸轮机构的分类 凸轮机构的类型很多，常就凸轮和从动杆的端部形状及其运动形式的不同来分类。 　　 (1) 按凸轮的形状分 　　 1)盘形凸轮(盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转) 　　　　　　　　　 2)移动凸轮(移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。) 3)圆柱凸轮(圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。) 4)曲面凸轮 按锁合方式的不同凸轮可分为：力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；形锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。 (2) 按从动杆的端部形状分 　　 1) 尖顶 这种从动杆的构造最简单，但易磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合(如用于仪表等机构中)。 　　 2) 滚子 滚子从动杆由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小，故可用来传递较大的动力，因而应用较广。 　　 3) 平底 平底从动杆的优点是凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，所以常用于高速传动中。 (3)按推杆的运动形式分 　　 1)移动 往复直线运动。在移动从动杆中，若其轴线通过凸轮的回转中心，则称其为对心移动从动杆，否则称为偏置移动从动杆。 　　 2)摆动 作往复摆动。 总结： 凸轮机构的组成 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。从动件是被凸轮直接推动的构件。凸轮机构就是由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。 　　 凸轮机构的特点 　　 1)优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，且机构简单紧凑。 2)缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。 7.5 其他常用机构 棘轮机构 一.棘轮机构的工作原理 组成 棘轮机构主要由摇杆、棘轮、棘爪和机架组成 工作原理 当摇杆3逆时针转动时，带动棘爪4插入棘轮5齿槽中，推动棘轮转过一定的角度，制动爪则在棘轮齿背表面滑过；当摇杆顺时针摆动时，带动棘爪在棘轮的齿背表面滑过，而制动爪则阻止棘轮跟随摇杆和棘爪作顺时针转动，保持棘轮静止不动。从而实现连杆连续往复摆动时，棘轮作单向间歇运动。 棘轮转角的调节 1.调节摇杆摆动角度的大小，控制棘轮的转角 2.用遮板调节棘轮转角 棘轮机构的特点与应用 特点 结构简单、制造方便、棘轮的转角在一定的范围内可调。 棘轮的转角误差较大，运转时易产生冲击和噪声，轮齿易磨损。 应用 适用于低速、轻载和每次转角不大的间歇运动场合。 棘轮机构还常用于机械的制动装置中。图示为卷扬机的制动安全装置。 卷扬机制动安全装置 棘轮机构的分类 外啮合棘轮机构 内啮合棘轮机构 　　　　 双动式棘轮机构 可变向棘轮机构 槽轮机构 槽轮机构的工作原理 组成 槽轮机构由主动拨盘、从动槽轮及机架等组成。 工作原理 当拨盘上的圆柱销没有进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁止弧面被拨盘上的外凸锁止弧面卡住，槽轮静止不动。当圆柱销进入槽轮的径向槽时，锁止弧面被松开，则圆柱销驱动槽轮转动。当拨盘上的圆柱销离开径向槽时，下一个锁止弧面又被卡住，槽轮又静止不动。由此将主动件的连续转动转换为从动槽轮的间歇运动 槽轮机构的特点及应用 特点 优点：结构简单、工作可靠、机械效率高，能较平稳、间歇地进行转位 缺点：圆柱销突然进入与脱离径向槽，传动存在柔性冲击。 应用 应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。如电影放映机中，实现间歇地移动影片；六角车床刀架转位机构。 螺纹机构 螺杆机构的工作原理 组成