常用机构辅导(2).doc

常用机构辅导（2）一、凸轮机构凸轮机构结构简单、设计方便，利用不同的凸轮轮廓曲线可使从动件实现各种给定的运动规律。因此，凸轮机构在多种机械，特别是在自动化机械中得到广泛的应用。凸轮机构一章主要讨论用图解法设计凸轮轮廓的基本方法以及与设计相关的几个问题。（一）从动件的运动规律1从动件位移线图由凸轮机构的工作原理可知，凸轮轮廓的形状决定了从动件的运动规律，而设计凸轮机构时，则是根据从动件的运动规律去确定凸轮的工作轮廓。为了表达从动件的运动规律和凸轮轮廓曲线两者之间的关系，我们引入了从动件的位移S和凸轮转角的关系曲线，即从动件位移线图。从动件位移线图是设计凸轮轮廓曲线的依据。为此，应掌握位移线图的画法，并了解凸轮机构运动循环中有关名词和概念，如升程、推程和回程、推程运动角和回程运动角、远休止角和近休止角等。2从动件的常用运动规律从理论上说，从动件的运动规律可任意给定。但在实际上，从动件运动规律还要受到机构的动力特性、运动失真、传力性能及结构特点等诸多条件的限制。教材中介绍了三种常用的从动件运动规律，供设计时选用。此外，还应掌握在给定行程h和推程运动角（或回程运动角）的条件下绘制各自位移线图的方法。对速度线图、加速度线图只要求一般了解。（二）图解法设计凸轮轮廓1反转法原理绘制凸轮轮廓曲线，需要使凸轮相对固定不动。为此给整个机构加上绕凸轮轴心的公共角速度（-），这样凸轮变成不动，而从动件一方面和机架一起以角速度（-）绕轴心转动，另一方面仍按给定运动规律相对于机架导路作往复移动。由于从动件底部始终与凸轮轮廓相接触，故反转过程中从动件底部的运动轨迹即为凸轮轮廓。上述绘制凸轮轮廓的方法称为反转法，其理论根据是相对运动原理，在整个机构上附加公共角速度后，机构中各构件之间的相对运动关系仍保持不变。2设计步骤及要求下面以对心尖底从动件的凸轮为例来讨论凸轮轮廓的设计方法和要点。（1）从动件位移量S的度量从动件位移量S在相应的位移线图上度量。这里，要特别注意的是位移线图中纵坐标S所取的比例。（2）凸轮转角的分度设计凸轮轮廓曲线，首先要按照一定比例画出基圆，确定从动件的起始位置及导路，然后即可进行凸轮转角的分度。（3）从动件位移量S的量取凸轮转角分度后，即可按位移线图在与凸轮转角相对应的导路位置上量取从动件位移量Si，以求得从动件尖底的轨迹。3理论轮廓与实际轮廓用以上方法求得的尖底从动件的凸轮轮廓称为理论轮廓。由于尖底从动件承载力低，且不耐磨损，在实际中经常采用滚子从动件或平底从动件。这时，相应的凸轮轮廓称为实际轮廓。改变从动件的端部结构只是为了改善凸轮机构的受力状况，不能因此而改变凸轮机构预期的从动件运动规律，所以实际轮廓必须根据相应的理论轮廓绘制。要注意的是凸轮轮廓必须与从动件端部形式相对应。对尖底从动件，实际轮廓即为理论轮廓；而由同样的理论轮廓求出的滚子从动件凸轮与平底从动件凸轮的实际轮廓并不相同。由此可知，凸轮的实际轮廓若不能与从动件端部形式相适应，则从动件的运动规律将发生变化而不能满足设计要求。（三）凸轮机构设计的几个问题1凸轮机构的压力角在凸轮轮廓曲线的某点上，凸轮对从动件的作用力方向与从动件运动方向之间所夹的锐角称为凸轮机构在该点上的压力角。压力角大，则机构的传力性能差，设计凸轮机构时应使最大压力角不超过许用值。2滚子半径的确定对于滚子从动件凸轮机构，如果滚子的尺寸选择不当，将使凸轮的实际轮廓不能完全实现原设计时所预期的运动规律，这就是运动失真现象。为避免发生运动失真现象，可采取如下措施：（1）调整从动件的有关尺寸对滚子从动件来说可选择较小的滚子尺寸，以满足。（2）加大基圆半径的尺寸当滚子半径r 不能取得太小时，加大凸轮基圆半径rb可使min随之增大，以满足滚子尺寸的要求。3基圆半径的确定基圆半径可先根据经验公式选择，再综合考虑传动效率、运动失真、结构紧凑与否等因素最终确定基圆尺寸。二、其他常用机构（一）棘轮机构在棘轮机构中，一般情况下棘爪是原动件，当工作棘爪连续摆动时，棘轮作间歇转动。当棘轮停歇时，止动棘爪可防止其逆转。只要棘轮的齿数Z足够多，则每次间歇转动的角度就可以很小；而且可根据工作要求调节棘轮转角的大小。（二）槽轮机构槽轮机构以拨盘为主动件，当拨盘匀速连续回转时，槽轮作间歇转动。当槽轮停歇时，靠槽轮和拨盘上的锁止弧定位。由于槽轮每次转过的角度取决于槽数Z，而槽轮的槽数又不能过多，所以槽轮机构只能用于转角较大的间歇转动。（三）凸轮式间歇机构凸轮式间歇运动机构是利用凸轮的轮廓曲线，通过对转盘上滚子的推动，将凸轮的连续转动变换为从动转盘的间歇转动的机构。它一般由主动凸轮、从动转盘和机架组成。凸轮式间歇运动机构的优点是结构简单，运转可靠，转位精确，转动平稳无噪声，适应高速运转的要求。（四）不完全齿轮机构不完全齿轮机构的优点是设计灵活，工作可靠，传递的力大，而且从动轮停歇的次数、每次停歇的时间及每次转过角度等设计参数的取值范围比较大；其缺点是从动轮在运动开始和终了时有较大的冲击，不宜用于高速传动。（五）螺旋机构1螺纹的主要参数（1）螺纹的直径尺寸螺纹的直径有大径、小径和中径之分。与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为螺纹大径，也称为公称直径，是螺纹的名义尺寸；与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相应的圆柱面直径称为螺纹小径，强度计算时应按小径计算螺杆的承载面积；螺纹中径则是螺纹牙槽宽和牙厚相等的假想圆柱面直径，用于几何计算和受力分析。（2）螺纹的螺距和导程螺距是相邻两螺纹相应点间的轴向距离P；而螺纹的导程则是同一条螺旋线上相邻两螺纹相应点间的轴向距离S。因此，导程S与螺距P的关系为S=nP。式中，n是螺纹的线数。导程是螺杆旋转一圈时，螺杆的轴向位移。（3）螺旋升角在中径圆柱面上螺旋线的切线与轴线垂面间的夹角称为螺旋升角，用表示，其计算式为=arctan S/d2(4)螺纹的牙型角和牙型斜角（）在轴剖面内螺纹两侧边之间的夹角称为牙型角，用表示；螺纹两侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角，用表示。2螺旋机构的应用螺旋副有两类用途，一类是利用螺旋副将需要相对固定的零件联接起来，称为螺纹联接；另一类是利用螺旋副把回转运动变为直线移动，称为螺旋传动。螺纹联接要求联接可靠，除有一定强度要求外，还要保证自锁，因而多用三角形螺纹。根据使用条件和牙型角不同，又可有普通螺纹，英制螺纹和管螺纹。螺旋传动平稳性好，能获得很大的机械效益，可实现自锁和具