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机械设计中必须掌握凸轮机构的知识

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发表于 2018-5-16 22:05:12 | 显示全部楼层 |阅读模式

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今天我们聊聊在机械设计中,我们必须掌握的有关凸轮机构的知识!凸轮机构是机械中的一种常用机构,由凸轮、从动件和机架组成,他能实现机械自动控制。

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1、凸轮机构组成及特点

凸轮机构是由凸轮,从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动。与凸轮轮廓接触,并传递动力和实现预定的运动规律的构件,一般做往复直线运动或摆动,称为从动件。

2、凸轮机构的工作原理

由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽,有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等,其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线,因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触,有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,可实现任意运动,但尖端容易磨损,适用于传力较小的低速机构中。

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为了使从动件与凸轮始终保持接触,可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动,为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的,但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的,但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑,最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较,运动可靠,因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损,有噪声,高速凸轮的设计比较复杂,制造要求较高。

3、凸轮机构分类

凸轮机构的类型很多,通常按照凸轮和从动件的形状、运动形式分类。

3.1 凸轮形状可分为:盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮;

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▲盘形凸轮

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▲移动凸轮

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▲圆柱凸轮

3.2 从动件的分类:尖底从动件、滚子从动件和平底从动件。

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▲尖底从动件

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▲滚子从动件

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▲平底从动件

4、凸轮机构的优缺点:

优点:只要正确地设计凸轮轮廓曲线,就能使从动件实现任意给定的运动规律,且结构简单、紧凑、工作可靠、易于设计。

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缺点:由于凸轮机构属于高副机构,故凸轮与从动件之间为点或线接触,不便润滑、易于磨损。因此凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构。

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