機械原理凸輪機構

发布时间:

2019-12-15

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由凸輪的迴轉運動或往復運動推動從動件作規定往復移動或擺動的機構。凸輪具有曲線輪廓或凹槽﹐有盤形凸輪﹑圓柱凸輪(圖1兩種典型凸輪機構)和移動凸輪等﹐其中圓柱凸輪的凹槽曲線是空間曲線﹐因而屬於空間凸輪。從動件與凸輪作點接觸或線接觸﹐有滾子從動件﹑平底從動件和尖端從動件等。尖端從動件能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸﹐可實現任意運動﹐但尖端容易磨損﹐適用於傳力較小的低速機構中。為了使從動件與凸輪始終保持接觸﹐可採用彈簧或施加重力。具有凹槽的凸輪可使從動件傳遞確定的運動﹐為確動凸輪的一種。一般情況下凸輪是主動的﹐但也有從動或固定的凸輪。多數凸輪是單自由度的﹐但也有雙自由度的劈錐凸輪。凸輪機構結構緊湊﹐最適用於要求從動件作間歇運動的場合。它與液壓和氣動的類似機構比較﹐運動可靠﹐因此在自動機床﹑內燃機﹑印刷機和紡織機中得到廣泛應用。但凸輪機構易磨損﹐有噪聲﹐高速凸輪的設計比較復雜﹐製造要求較高。從動件運動規律在帶滾子的對心直動從動件盤形凸輪機構中﹐凸輪迴轉一周從動件依次作昇-停-降-停4個動作。從動件位移(或行程高度)與凸輪轉角(或時間)的關係稱為位移曲線。從動件的行程有推程和迴程。凸輪輪廓曲線決定於位移曲線的形狀。在某些機械中﹐位移曲線由工藝過程決定﹐但一般情況下只有行程和對應的凸輪轉角根據工作需要決定﹐而曲線的形狀則由設計者選定﹐可以有多種運動規律。傳統的凸輪運動規律有等速﹑等加速-等減速﹑餘弦加速度和正弦加速度等。等速運動規律因有速度突變﹐會產生強烈的剛性衝擊﹐只適用於低速。等加速-等減速和餘弦加速度也有加速度突變﹐會引起柔性衝擊﹐只適用於中﹑低速。正弦加速度運動規律的加速度曲線是連續的﹐沒有任何衝擊﹐可用於高速。為使凸輪機構運動的加速度及其速度變化率都不太大﹐同時考慮動量﹑振動﹑凸輪尺寸﹑彈簧尺寸和工藝要求等問題﹐還可設計出其他各種運動規律。應用較多的有用幾段曲線組合而成的運動規律﹐諸如變形正弦加速度﹑變形梯形加速度和變形等速的運動規律等﹐利用電子計算機也可以隨意組合成各種運動規律。還可以採用多項式表示的運動規律﹐以獲得一連續的加速度曲線。為了獲得最滿意的加速度曲線﹐還可以任意用數值形式給出一條加速度曲線﹐然后用有限差分法求出位移曲線﹐最后設計出凸輪廓線。