031凸轮机构组成与类型

1、Theory of Machines and Mechanisms 机机 械械 原原 理理 第三章第三章 凸轮机构凸轮机构 2 机械原理 温州大学机电工程学院 3-2 1 1 3 2 e 3.1 凸轮机构的组成和类型 第三章第三章 凸轮机构凸轮机构 凸轮凸轮是由具有曲线轮廓或凹槽的构件是由具有曲线轮廓或凹槽的构件 凸轮机构是由凸轮机构是由凸轮凸轮、从动件从动件和和机架机架 这三个基本构件所组成的一种这三个基本构件所组成的一种高副高副 机构机构，通过高副接触带动从动件实通过高副接触带动从动件实 现预期运动规律现预期运动规律 机架机架 从动件从动件 凸轮凸轮 凸轮机构的组成凸轮机构的组成 3 机械

2、原理 温州大学机电工程学院 3-3 当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照预定当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照预定 规律变化时，常用凸轮机构。凸轮可以通过高副接规律变化时，常用凸轮机构。凸轮可以通过高副接 触使从动件获得连续或不连续的任意预期运动触使从动件获得连续或不连续的任意预期运动 应用实例应用实例 内燃机配气机构 靠模车削机构 自动送料机构分度转位机构 自动进刀机构 各种电气开关等 4 机械原理 温州大学机电工程学院 3-4 e h 3 3 2 2 1 1 优点优点 可获得从动件可获得从动件 任意的预定运任意的预定运 动规律动规律, ,机构机构 简单紧凑简单紧凑 缺点缺点 高副

3、机构，易高副机构，易 于磨损，用于于磨损，用于 传递动力不大传递动力不大 的场合且凸轮的场合且凸轮 轮廓加工困难轮廓加工困难 高副高副 5 机械原理 温州大学机电工程学院 3-5 凸轮机构的类型凸轮机构的类型 摆动从动件凸轮机构 直动从动件凸轮机构 按从动件的运动分类按从动件的运动分类 按凸轮的形状分类按凸轮的形状分类 盘形凸轮机构 圆锥凸轮机构 圆柱凸轮机构 移动凸轮机构 6 机械原理 温州大学机电工程学院 3-6 滚子从动件凸轮机构 尖顶从动件凸轮机构 平底从动件凸轮机构 按从动件的形状分类 形锁合的凸轮机构力锁合的凸轮机构 按维持高副接触的方式分类 7 机械原理 温州大学机电工程学院 3

4、-7 盘形凸轮机构盘形凸轮机构 1 1 3 2 e 移动凸轮机构移动凸轮机构 这种凸轮是一个绕固定轴这种凸轮是一个绕固定轴 转动并且具有变化向径的转动并且具有变化向径的 盘形零件盘形零件 当盘形凸轮的转轴位于当盘形凸轮的转轴位于 无穷远处时，就演化成无穷远处时，就演化成 了图示的移动凸轮（或了图示的移动凸轮（或 楔形凸轮）。楔形凸轮）。凸轮呈板凸轮呈板 状状，它相对于机架作直，它相对于机架作直 线移动线移动 在以上两种凸轮机构中，凸轮与从动在以上两种凸轮机构中，凸轮与从动 件之间的相对运动均为平面运动，故件之间的相对运动均为平面运动，故 又统称为又统称为平面凸轮机构平面凸轮机构 8 机械原理

5、温州大学机电工程学院 3-8 圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构 圆锥凸轮机构圆锥凸轮机构 如果将如果将移动凸轮卷成圆柱体或圆锥移动凸轮卷成圆柱体或圆锥 体体即演化成圆柱凸轮或圆锥凸轮。即演化成圆柱凸轮或圆锥凸轮。 如左图示如左图示 在这两种凸轮机构中凸轮与从在这两种凸轮机构中凸轮与从 动件之间的相对运动是空间运动件之间的相对运动是空间运 动，故属于动，故属于空间凸轮机构空间凸轮机构 9 机械原理 温州大学机电工程学院 3-9 摆动从动件摆动从动件直动从动直动从动件件 1 1 3 2 e 直动（移动）从动件凸轮机构又可根直动（移动）从动件凸轮机构又可根 据其从动件轴线与凸轮回转轴心的相据其从动件轴线与凸

6、轮回转轴心的相 对位置分成对位置分成 对心对心和和偏置偏置两种两种 10 机械原理 温州大学机电工程学院 3-10 e 滚子从动件滚子从动件 凸轮机构凸轮机构 ee 尖顶从动件尖顶从动件 凸轮机构凸轮机构 平底从动件平底从动件 凸轮机构凸轮机构 11 机械原理 温州大学机电工程学院 3-11 力锁合凸轮机构力锁合凸轮机构 利用从动件的重量、弹簧力或其他外力使 从动件与凸轮保持接触 形锁合凸轮机构形锁合凸轮机构 依靠凸轮和从动件的特殊几何形状而始终 维持接触 12 机械原理 温州大学机电工程学院 3-12 等宽凸轮机构 等径凸轮机构 主回凸轮机构 凹槽凸轮机构 形锁合的凸轮机构形锁合的凸轮机构

7、d d L L 13 机械原理 温州大学机电工程学院 3-13 3.2 凸轮机构的功能 实现无特定运动规律要求的工作行程实现无特定运动规律要求的工作行程 利用凸轮机构从动件能实现一定的工作行程的特点利用凸轮机构从动件能实现一定的工作行程的特点 实现有特定运动规律要求的工作行程实现有特定运动规律要求的工作行程 利用凸轮轮廓曲线实现复杂的从动件运动规律利用凸轮轮廓曲线实现复杂的从动件运动规律 实现对运动和动力特性有特殊要求的工作行程实现对运动和动力特性有特殊要求的工作行程 利用凸轮轮廓曲线实现复杂的从动件运动规律和动利用凸轮轮廓曲线实现复杂的从动件运动规律和动 力学性能力学性能 14 机械原理 温

8、州大学机电工程学院 3-14 实现对运动和动力特性有特殊要求的工作行程实现对运动和动力特性有特殊要求的工作行程 柴油机配气机构柴油机配气机构 15 机械原理 温州大学机电工程学院 3-15 本章节重点和要求本章节重点和要求 了解凸轮机构的分类和特点了解凸轮机构的分类和特点 了解凸轮机构的功能和应用了解凸轮机构的功能和应用 16 机械原理 温州大学机电工程学院 3-16 内燃机配气机构内燃机配气机构 17 机械原理 温州大学机电工程学院 3-17 靠模仿形车削机构靠模仿形车削机构 18 机械原理 温州大学机电工程学院 3-18 自动送料机构自动送料机构 19 机械原理 温州大学机电工程学院 3-

9、19 分度转位机构分度转位机构 20 机械原理 温州大学机电工程学院 3-20 自动进刀机构自动进刀机构 21 机械原理 温州大学机电工程学院 3-21 盘形凸轮机构盘形凸轮机构 当其绕固定轴转动时，可推动从动件在当其绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于垂直于 凸轮转轴凸轮转轴的平面内运动。它是凸轮的最基本型的平面内运动。它是凸轮的最基本型 式，结构简单，应用最广式，结构简单，应用最广 22 机械原理 温州大学机电工程学院 3-22 盘形凸轮机构盘形凸轮机构 23 机械原理 温州大学机电工程学院 3-23 盘形凸轮机构盘形凸轮机构 24 机械原理 温州大学机电工程学院 3-24 盘形凸轮机构盘

10、形凸轮机构 25 机械原理 温州大学机电工程学院 3-25 移动凸轮机构移动凸轮机构 26 机械原理 温州大学机电工程学院 3-26 进刀凸轮机构进刀凸轮机构 27 机械原理 温州大学机电工程学院 3-27 直动尖顶从动件直动尖顶从动件 28 机械原理 温州大学机电工程学院 3-28 摆动从动件摆动从动件 29 机械原理 温州大学机电工程学院 3-29 滚子摆动从动件凸轮机构滚子摆动从动件凸轮机构 为为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚 轮轮，把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚 动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用来传递较动摩擦

11、，因此摩擦磨损较小，可用来传递较 大的动力，故这种形式的从动件应用很广大的动力，故这种形式的从动件应用很广 30 机械原理 温州大学机电工程学院 3-30 尖顶从动件凸轮机构尖顶从动件凸轮机构 从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持 接触，从而使从动件实现任意的运动规律。这接触，从而使从动件实现任意的运动规律。这 种从动件结构最简单，但种从动件结构最简单，但尖端处易磨损尖端处易磨损，故只，故只 适用于适用于速度较低速度较低和和传力不大传力不大的场合的场合 31 机械原理 温州大学机电工程学院 3-31 平底从动件凸轮机构平底从动件凸轮机构 从动件与凸轮

12、轮廓之间为从动件与凸轮轮廓之间为线接触线接触，接触处易形成，接触处易形成 油膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦时，凸轮油膜，润滑状况好。此外，在不计摩擦时，凸轮 对从动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受对从动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受 力平稳，传动效率高，常用于高速场合力平稳，传动效率高，常用于高速场合 缺点：与之配合的凸轮轮廓缺点：与之配合的凸轮轮廓必须全部为外凸形状必须全部为外凸形状 32 机械原理 温州大学机电工程学院 3-32 重力锁合凸轮 33 机械原理 温州大学机电工程学院 3-33 凹槽凸轮机构 槽两侧面的距离等于滚子直径槽两侧面的距离等于滚子直径 优点：锁和方式结构简

13、单优点：锁和方式结构简单 缺点：加大了凸轮的尺寸和重量缺点：加大了凸轮的尺寸和重量 34 机械原理 温州大学机电工程学院 3-34 两滚子中心间两滚子中心间 的距离始终保的距离始终保 持不变持不变 缺点：缺点： 从动件运动规从动件运动规 律的选择受到律的选择受到 一定的限制一定的限制 35 机械原理 温州大学机电工程学院 3-35 凸轮廓线上任凸轮廓线上任 意两条平行切意两条平行切 线间的距离都线间的距离都 等于框架内侧等于框架内侧 的宽度的宽度 缺点：从动件的运缺点：从动件的运 动规律的选择受到动规律的选择受到 一定的限制一定的限制 当当180180度范围内的凸轮廓线根据从动件运动度范围内的凸轮廓线根据从动件运动 规律确定后，其余规律确定后，其余180