凸轮机构的应用实例 PPT
《机械常识》课件-第五章 常用机构

机构。它们一般是通过改变铰链四杆机构某些
构件的形状、相对长度或选择不同构件作为机
架等方式演化而来的。
1.曲柄滑块机构
具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构称为曲
柄滑块机构。曲柄滑块机构由曲柄、滑块、连杆和机
架组成。曲柄做旋转运动,滑块做往复直线运动。
在做功行程中,
活塞3承受燃气压力
在气缸内做直线运
往复直线运动或往返摆动。
(3)圆柱凸轮机构
圆柱凸轮为一个有沟槽的圆柱体,它绕
中心轴做旋转运动。从动件在平行于凸轮轴
线的平面内做直线移动或摆动。
(4)端面圆柱凸轮机构
端面圆柱凸轮是一
端带有曲面的圆柱体,
它绕中心轴做旋转运动。
从动件在平行于凸轮轴
线的平面内移动或摆动。
2.从动件的端部形状
(1)尖端从动件
1.齿式棘轮机构的组成和工作原理
当主动件做连续往复
摆动时,棘轮做单向间歇
运动。
2.齿式棘轮机构的类型
齿式棘轮机构是通过装于定轴摆动
摇杆上的棘爪推动棘轮做一定角度间歇
转动的机构。齿式棘轮机构有外啮合式
和内啮合式两种。
(1)外啮合齿式棘轮机构
1)单动式棘轮机构
有一个驱动棘爪,只
有当摇杆朝着某一方向摆
动时才能推动棘轮转动,
而反向摆动则无法推动棘
轮转动。
2)双动式棘轮机构
有两个驱动棘爪,
当主动件做往复摆动时,
两个棘爪交替带动棘轮
朝着同一方向做间歇运
动。
3)可变向棘轮机构
棘爪可 绕销轴 翻转 ,
棘爪爪端外形两边对称,
棘轮的齿形制成矩形。使
用时,如果将棘爪翻转,
则棘轮反向转动。
第四章 凸轮机构

直动从动件凸轮机构
摆动从动件凸轮机构
7
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构分类 按从动件的形式分:
尖顶从动件凸轮机构
平底从动件凸轮机构
滚子从动件凸轮机构
8
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构分类
按凸轮与从动件保持接触的方式分类(锁合方式):
重力锁合
,t
h cos 2 2
2 2
,t
加速度曲线不连续,存在 柔性冲击。余弦加速度运动 规律适用于中低速中载场 合。
a
amax4.93h2Φ 2
,t
4.2 从动件的运动规律
3. 余弦加速度运动规律
v 5 h /20 4 3 6 2
速度线图
7 1
8 0
第四章 凸轮机构
4.1 凸轮机构的应用和类型
4.2 从动件的常用运动规律 4.3 凸轮机构的压力角
4.4 图解法设计凸轮轮廓
1
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构实例
内燃机配气机构
2
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构实例
自动机床进刀机构
3
4.1 凸轮机构的应用和类型
凸轮机构实例
绕线机构
4
4.1 凸轮机构的应用和类型
弹簧力锁合
槽道凸轮机构
等宽凸轮机构
力封闭凸轮机构
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
几何结构封闭凸轮机构
4.1 凸轮机构的应用和类型 凸轮机构的特点:
优点:只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件得到 所需的运动规律,并且结构简单、紧凑,设计方便。
缺点:凸轮廓线与推杆之间为点接触或线接触,易 磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
凸轮机构的应用实例

工厂自动化设备中的凸轮机构应用
1
冲压机
通过凸轮机构精确控制冲头的起伏和下压,实现对金属板材的切割、成型等操作。
2
装配线
通过凸轮机构控制自动化装配线上各种器械、工具等的动作和运动,实现生产制 造的自动管控。
3
搬运系统
通过凸轮机构管理自动化搬运系统,控制机器人和输送带等设备的动作和运动, 加快生产效率。
3
案例3:工业机器人
在工业生产线上使用凸轮机构控制机器人的动作,提高生产效率和生产质量。
包装行业中的凸轮机构应用
瓶盖机
通过凸轮机构自动打开和关闭瓶盖,提高工作 效率和生产质量。
充填机
通过不同形状和大小的凸轮,调整不同的流量 和充填速度,提高生产效率。
打包机
利用凸轮机构控制设备自动完成打包、定位和 封口的复杂工序,加快生产速度。
钢轨切割机中的凸轮机构应用
作用
凸轮机构用来操纵钢轨机床上的 切割刀具,通过其形状和动作来 控制切割深度、速度等参数。
特点
由于钢轨体积巨大,重量很重, 凸轮机构必须具有高承载能力和 噪声小的特点。
应用
广泛使用于铁路建设、工矿企业 和岛屿工程等领域。
工厂生产线中的凸轮机构应用
封装机械
凸轮机构控制设备的运动和位 移,实现物流流程中的自动化 精度控制。
3 应用前景
新材料、机器人、人工智 能、自然语言识别、区块 链等技术和应用和智能化 的发展,为凸轮机构应用 和发展带来了新的机遇和 挑战。
裹料机
凸轮机构可以控制裹料北京体育彩票网到食品, 提高裹料的精确度和均匀度。
其他应用
凸轮机构还可以应用在巧克力机、挂面机、粉 丝机、水饺机等食品加工设备中。
木工机械中的凸轮机构应用
第三章凸轮机构

第三章凸轮机构§3-1凸轮机构的组成和类型一、凸轮机构的组成1、凸轮:具有曲线轮廓或沟槽的构件,当它运动时,通过其上的曲线轮廓与从动件的高副接触,使从动件取得预期的运动。
2、凸轮机构的组成:由凸轮、从动件、机架这三个大体构件所组成的一种高副机构。
二、凸轮机构的类型1.依照凸轮的形状分:空间凸轮机构:盘形凸轮:凸轮呈盘状,而且具有转变的向径。
它是凸轮最大体的形式,应用最广。
移动(楔形)凸轮:凸轮呈板状,它相关于机架作直线移动。
盘形凸轮转轴位于无穷远处。
空间凸轮机构:圆柱凸轮:凸轮的轮廓曲线做在圆柱体上。
2.依照从动件的形状分:(1)尖端从动件从动件尖端能与任意形状凸轮接触,使从动件实现任意运动规律。
结构简单,但尖端易磨损,适于低速、传力不大场合。
(2)曲面从动件:从动件端部做成曲面,不易磨损,利用普遍。
(3)滚子从动件:滑动摩擦变成转动摩擦,传递较大动力。
(4)平底从动件优势:平底与凸轮之间易形成油膜,润滑状态稳固。
不计摩擦时,凸轮给从动件的力始终垂直于从动件的平底,受力平稳,传动效率高,经常使用于高速。
缺点:凸轮轮廓必需全数是外凸的。
3.依照从动件的运动形式分:4.依照凸轮与从动件维持高副接触的方式分:(1)力封锁型凸轮机构:利用重力、弹簧力或其它外力使从动件与凸轮轮廓始终维持接触。
封锁方式简单,对从动件运动规律没有限制。
5、其它反凸轮机构:摆杆为主动件,凸轮为从动件。
应用实例:自动铣槽机应用反凸轮实现料斗翻转§3-2凸轮机构的特点和功能一.凸轮机构的特点一、优势:(1)结构简单、紧凑,具有很少的活动构件,占据空间小。
(2)最大优势是关于任意要求的从动件运动规律都能够毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。
2、缺点:由于是高副接触,易磨损,因此多用于传力不大的场合。
二.功能1、实现无特定运动规律要求的工作行程应用实例:车床床头箱中利用凸轮机构实现变速操纵2、实现有特定运动规律要求的工作行程应用实例:自动机床中利用凸轮机构实现进刀、退刀3、实现对运动和动力特性有特殊要求的工作行程应用实例:船用柴油机中利用凸轮机构操纵阀门的启闭4、实现复杂的运动轨迹应用实例:印刷机中利用凸轮机构适当组合实现吸纸吸头的复杂运动轨迹§3-3从动件运动规律设计一.基础知识1、从动件运动规律:从动件的位移、速度、加速度及加速度转变率随时刻或凸轮转角转变的规律。
凸轮设计

(2)凸轮基圆半径的确定
凸轮基圆半径的确定的原则是:应在满足αmax≤[α]的条件下, 合理地确定凸轮的基圆半径,使凸轮机构的尺寸不至过大。
先按满足推程压力角α≤[α]的条件来确定基圆半径r0, 即
(b)
(2)平底推杆凸轮机构的失真现象
当平底推杆凸轮机构出现失真现象时,可适当增大凸轮的基 圆半径r0来消除失真现象。
表 9-1
运动规律
等速运动 等加速运动 余弦加速度 正弦加速度
最大速度vmax 最大加速度amax 最大跃度jmax
(hω /δ0)×
(hω2/δ02)×
(hω2/δ02)×
适用场合
1.凸轮廓线设计的基本原理 无论是采用作图法还是解析法设计凸轮廓线,所依据的基本 原理都是反转法原理。 例9-2 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构 (1)凸轮的轮廓曲线与推杆的相对运动关系 当给整个凸轮机构加一个公共角速度-ω,使其绕凸轮轴心 转动时,凸轮将静止不动,而推杆则一方面随其导轨作反转运动, 另一方面又沿导轨作预期的往复运动。 推杆在这种复合运动中, 其尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓曲线。
d0=∠BOB=∠AOB1
远休止角d01:从动件停留 在离回转中心最远位置所对 应的凸轮转角。
d01=∠BOC=∠B1OC1
e
B
d0
A
d0
r0 O
d0
B
d01 B1
C1
C
D
回程运动角d0:从动件从离回 转中心最远位置回到最近位置 所对应的凸轮转角。
d0 =∠COD
近休止角d01 行程h h = AB'
凸轮机构 课件

第七章 凸轮机构(建议6课时)
一、考试要求
了解
理解
掌握
1.了解凸轮机构的分类、特点 和应用。
2.了解压力角、基圆半径、滚 子半径、行程等参数对机 构工作性能的影响。
理解压力角、基 圆半径、滚子半 径、行程等参数 的概念。
掌握从动件具有等速运动 规律和等加速等减速运动 规律凸轮机构的工作特点、 应用场合。
(5)该机构推程时必须满足α__≤__3_0_°。条件才
图6-9
能避免产生自锁现象,若不满足该条件时,
可以适当增大_基__圆__半__径___来满足要求。
【解题思路】 1.回忆凸轮机构应用特点和适用范围。 2.理解相关概念,运用概念和公式来进行有关计算。
【拓展训练】图6-10为组合机构的传动简图。单线蜗杆1的轴线与蜗轮2的轴线在空间
问题二
如图6-6所示的凸轮机构,已知圆盘凸轮逆时针方向转动,其半径r=25mm,凸 轮回转中心“O2”距圆盘几何中心“O1”的距离e=10mm,试解答下列问题:
1.指出实际轮廓线和理论轮廓线,画出基圆; 2.从动件的推程运动角为_1_8_0_度,回程运动角1. 为_1_8_0_度;画出当凸轮由图示位置转过90°后, 从动件的位移s,标出从动件的行程h,并求出 行程h=_____;20mm (3)分别画出在图示位置接触和在D点接触时 的压力角,当凸轮A、B两点与从动件接触时, 压力角为_0_度;
(2)要使该机构的从动件的运动规律为等加
速等减速,则必须改变凸轮的___轮__廓__形__状___,
此时该机构会产生_柔__性__冲击。
(3)该机构逆时针转过45º时,该机构将作
_上_升__(上升、下降)运动,在图中作出此时
的压力角。(略)
第八章 凸轮机构

第五章 凸轮机构
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结 束
§6—2 凸轮机构的工作原理
二、主要参数
1、转角
推程运动角δo:从动件从最近→最远时凸轮转过的角度 远休止角δs:从动件在最远处停止不动时,凸轮的转角。
回程运动角δo′:从动件从最远→最近时凸轮的转 角。
近休止角δs′:从动件在最近处停止不动时,凸轮的转角。
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结 束
原理:靠半径的变化推动从动件产生平面运动。
从动件在⊥于凸轮轴线的平面内运动。 应用:一般用于从动件行程或摆动较小的场合。
(2)移动凸轮:盘形凸轮r→∞演变而成。
*移动凸轮通常作往复直线移动 *常用于靠模仿型机械中。
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结 束
当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时,即 成为移动凸轮,移动凸轮通常作往复直线移动。
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§8—2 凸轮机构的工作原理
一、凸轮机构的工作过程和有关参数 二、从动件的常用运动规律
第五章 凸轮机构
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结 束
节目录
一、凸轮机构的工作过程和有关参数 推程(升程):从动件 从最近→最远的过程。
停程:从动件在最近或 最远处停止不动的过程。 回程:从动件从最远→ 最近的过程。
第八章 凸轮机构
§8—1 凸轮机构概述 §8—2 凸轮机构的工作原理
第五章 凸轮机构
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结 束
章目录
教学要求
1.了解凸轮机构的分类、应用及特点。
2.了解凸轮轮廓曲线的画法,熟悉常用 位移曲线的画法。 3、掌握基圆半径、行程、压力角等基本 参数的概念和它们对工作的影响。 4、掌握凸轮从动件的常用运动规律及其 特点和应用。
机械基础下册 第一篇 第三章 凸轮机构和间歇运动机构

◇ 尖顶从动件(图3-3) ◇ 滚子从动件(图3-1b) ◇ 平底从动件(图3-2)
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
Machinery Foundation
第一篇 机构及机械零件基础
第3章 凸轮机构和间歇性运动机构
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
目录
3.1 凸轮机构的应用和分类 3.2 从动件常用的运动规律及其选择 3.3 用作图法设计盘形凸轮的轮廓曲线 3.4 凸轮机构基本尺寸的确定 3.5 间歇运动机构
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3.2 从动件常用的运动规律及其选择
图3-5 凸轮与从动杆的运动关系
r min: 基圆半径
1 :匀角速
h :升距
t :推程角
:远休止角 s
h :回程角
' s
:近休止角
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
常用从动件运动规律
图3-9 反转法原理
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第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.3用作图法设计盘形凸轮的轮廓曲线
(一)尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 几何法步骤 第一步 选择适当的比例尺 ,取横坐标表示凸轮的转角,
纵坐标表示从动件的位移
第二步 按区间等分位移曲线横坐标值,确定从动件的相
优点
结构简单、紧凑,工作可靠
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当中的滚子驱动从动 件2往复移动,凸轮 1每转动一周,从动 件2即从喂料器中推
出一块巧克力并将 其送至待包装位置。
凸轮机构的应用实例
14
Bye Bye
机械手按预期的输出 特性装卸工件。
凸轮机构的应用实例
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罐头盒封盖机构
右图所示的罐头盒封盖
机构,是一个圆柱凸轮
机构凸轮机构。
原动件1连续等速转动,
通过带有凹槽的固定凸
轮3的高副导引从动件
2上的端点C沿预期的
轨迹——接合缝S运动,
从而完成罐头盒的封
盖任务。
凸轮机构的应用实例
13
在右图所示的巧克
力输送凸轮机构中
摆动平底从动件凸轮机构
摆动尖顶从动件凸轮机构
凸轮机构的应用实例
9
摆动滚子从动件凸轮机构
二、凸轮机构的一些应用实例
如图所示的内燃机配 气凸轮机构,是一个 盘形凸轮机构,原动 凸轮1连续等速转动, 通过凸轮高副驱动从 动件2(阀杆)按预 期的输出特性启闭阀 门,使阀门既能充分 开启,又具有较小的 惯性力
• (2)滚子从动件:为克服尖顶从动件的缺点,在尖顶 处安装一个滚子,即成为滚子从动件。它改善了从 动件与凸轮轮廓间的接触条件,耐磨损,可承受较 大载荷,故在工程实际中应用最为广泛。
• (3)平底从动件:平底从动件与凸轮轮廓接触为一平 面,显然它只能与全部外凸的凸轮轮廓作用。其优 点是:压力角小,效率高,润滑好,故常用于高速 运动场合。
凸轮机构的应用实例
6
根据运动形式的不同
• 以上三种从动件还可分为: • 直动从动件 • 摆动从动件 • 作平面复杂运动从动件
凸轮机构的应用实例
7
1)直动从动件
对心直动尖顶从动件凸轮机 构
偏直动尖顶从动件凸轮机 构
对心直动滚子从动件凸轮机构 凸轮机构的应用对实心例直动平底从动件凸轮机构
8
2)摆动从动件
凸轮机构的应用
Page ▪ 1
高鹏 讲
凸轮机构的应用实例
一、凸轮机构的分类
1.按凸轮的形状分类 1)盘形凸轮 2)移动凸轮(盘形凸轮的回转中心趋于无穷
远演化来的) 3)圆柱凸轮
凸轮机构的应用实例
2
1)盘形凸轮:它是凸轮的基本型式。是一个 相对机架作定轴转动或为机架且具有变化向 径的盘形构件
凸轮机构的应用实例
3
2)移动凸轮:
它可视为盘形凸轮 的演化型式。 是一个相对机架作 直线移动或为机架 且具有变化轮廓的 构件,
凸轮机构的应用实例
4
3)圆柱凸 轮
凸轮机构的应用实例
5
2、按从动件运动副元素形状分类
• (1)尖顶从动件:尖顶能与任意复杂凸轮轮廓保持接 触,因而能实现任意预期的运动规律。尖顶与凸轮 呈点接触,易磨损,故只宜用于受力不大的场合。
凸轮机构的应用实例
10
• 绕线轴3连续快速转 动,经蜗杆传动带 动凸轮1缓慢转动, 通过凸轮高副驱动 从动件2往复摆动, 从而使线均匀地缠 绕在绕线轴上。
绕线机排线凸轮机构
凸轮机构的应用实例
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冲床装卸料凸轮机构
• 可以看成是移动凸轮 机构,原动凸轮1固 定于冲头上,当其随
冲头往复上下运动时,
通过凸轮高副驱动从 动件2以一定规律往 复水平移动,从而使