凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計及應(yīng)用

1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用學(xué)院：機(jī)械學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械電子工程 班級：機(jī)電02班學(xué)號：20132712 姓名：王爽 2015年6月1日凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用作者：王爽 學(xué)號：20132712摘要凸輪機(jī)構(gòu)是一種典型的高副機(jī)構(gòu)，它具有機(jī)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠的特點(diǎn)。凸輪機(jī)構(gòu)可以通過合理設(shè)計凸輪的輪廓曲線，精確地完成各種功能，如實(shí)現(xiàn)預(yù)期的位置及動作時間要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律要求，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動和動力特性要求等。現(xiàn)在，隨著中國世界工廠地位的確立，越來越多的裝備被引進(jìn)來，也帶進(jìn)來了越來越多的凸輪機(jī)構(gòu)，如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、自動機(jī)械等應(yīng)用大量的凸輪機(jī)構(gòu)，各大公司的機(jī)械研發(fā)部門開發(fā)了很多優(yōu)良的凸輪運(yùn)動曲線?？梢赃@么說，由于凸輪機(jī)構(gòu)具

2、有獨(dú)特的機(jī)械特性而不斷擴(kuò)散到各個行業(yè)中。在機(jī)械高度發(fā)展的今天，很多機(jī)械構(gòu)件越來越模塊化，您可以隨手拿來就用，但凸輪機(jī)構(gòu)還不能這么做，您得計算、分析再設(shè)計，這個彎是繞不過去的。它廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械，特別是自動機(jī)械、自動控制裝置和裝配生產(chǎn)線中，如自動機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、印刷機(jī)和紡織機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：凸輪 輪廓曲線 應(yīng)用 包裝 印刷 自動 內(nèi)燃機(jī) 紡織機(jī) 構(gòu)成：凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動件、機(jī)架三個基本構(gòu)建組成功能：實(shí)現(xiàn)預(yù)期的位置及動作時間要求 實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律要求 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動與動力特性要求應(yīng)用分類：1. 按凸輪的形狀盤形凸輪：凸輪是繞固定軸轉(zhuǎn)動并具有變化向徑的盤形構(gòu)件。移動凸輪：盤形凸輪的軸心趨于無

3、窮遠(yuǎn)時就演化成了移動凸輪。圓柱凸輪：凸輪的輪廓曲線在圓柱體上，凸輪與從動件的相對運(yùn)動是空間運(yùn)動。 2.按從動件運(yùn)動副元素的形狀尖頂從動件：從動件的尖頂能與任意形狀的凸輪輪廓保持接觸，但尖頂易磨損，只適用于低速輕載的凸輪機(jī)構(gòu)中曲面從動件：從動件端部做成曲面形狀。滾子從動件：從動件端部安有滾子，使從動件與凸輪輪廓之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，傳動效率高，耐磨損，承載能力強(qiáng)，在實(shí)際工程中應(yīng)用最為廣泛。平底從動件：從動件以平面與凸輪接觸，接觸處易于形成油膜，潤滑狀況好，傳動效率高，但只適用于輪廓外凸的凸輪。3.按從動件的運(yùn)動形式移動從動件：從動件做往復(fù)運(yùn)動擺動從動件：從動件做往復(fù)擺動4.按保持接觸方式力

4、封閉：利用重力、彈簧力或者其他外力使從動件與凸輪保持接觸，如圖形封閉：利用高副本身的幾何形狀，使從動件與凸輪輪廓保持接觸，如圖重力鎖止凸輪機(jī)構(gòu) 配氣凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪 共軛凸輪 等徑凸輪應(yīng)用實(shí)例 內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動時，其輪廓曲線與氣閥的平底接觸，驅(qū)使氣閥按預(yù)期的規(guī)律往復(fù)運(yùn)動，并與活塞的運(yùn)動相協(xié)調(diào)，適時地啟閉閥門。等速運(yùn)動凸輪繞線機(jī)排線桿靠在心形凸輪外周上，是彈簧拉住加壓的。心輪的曲線是按繞線盤長度設(shè)計的，排線桿的來回是等速運(yùn)動，當(dāng)在兩端換向時速度發(fā)生突變，引成繞在兩端的線是成角形的。換向沖擊很大。為此我曾經(jīng)改過，但繞線亂了，改動是失敗的。為保證繞線筒上線的傾斜形狀，與心形凸輪

5、同軸的齒輪與之相嚙合的小齒輪是有一定速比的，保證繞線筒的轉(zhuǎn)速和排線桿有一定的速比?？此坪唵卧O(shè)計還是復(fù)雜的。大齒輪和心輪的軸通過有鍵槽的軸端上裝的帶輪或手輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪嚙合驅(qū)動繞線筒，同時，心輪的轉(zhuǎn)動推動排線桿排線。圓柱凸輪輸送機(jī)如圖所示的巧克力輸送凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)帶有凹槽的圓柱凸輪等速轉(zhuǎn)動時，通過嵌入其槽中的滾子推動從動件作往復(fù)運(yùn)動，凸輪每轉(zhuǎn)動一周，從動件就從喂料器中推出一塊巧克力并將其送入待包裝位置。罐頭盒封蓋機(jī)構(gòu)如圖所示的罐頭盒封蓋機(jī)構(gòu)，原動件1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，通過帶有凹槽的固定凸輪3的高副導(dǎo)引從動件2的端點(diǎn)C沿預(yù)期的軌跡接合縫S運(yùn)動，從而完成罐頭盒的封蓋任務(wù)。 自動電阻壓帽機(jī)該機(jī)構(gòu)通過皮帶

6、輪帶動分配軸的轉(zhuǎn)動，整個工藝流程為：電阻體上料電阻體夾緊送帽壓帽。送料機(jī)構(gòu)將電阻胚料從料斗中取出送至壓帽工位，停歇一段時間，它要完成行程停歇回程停歇；夾緊機(jī)構(gòu)把電阻胚料夾緊定位（送料機(jī)構(gòu)返回原處），停歇，返回初始位置；壓帽機(jī)構(gòu)將電阻帽先快速送到加工位置，然后慢速壓到電阻胚料上，操作完成后壓帽機(jī)構(gòu)復(fù)原，加緊機(jī)構(gòu)退回，加工好的產(chǎn)品自由落到受料箱中。其它應(yīng)用關(guān)于凸輪動作與氣缸動作的比較1、結(jié)構(gòu)運(yùn)動特性： 凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，可以實(shí)現(xiàn)高速自動化。在自動機(jī)械中，雖然也可以使用氣動裝置，但氣動動作結(jié)束時沖擊較大，當(dāng)改變速度時，需要對節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)速度提高較大時，氣缸裝置顯然無能為力。而用凸

7、輪機(jī)構(gòu)可以獲得平穩(wěn)的運(yùn)動，當(dāng)速度改變時也可以保持同步。氣壓易受壓力系統(tǒng)影響，當(dāng)同一氣源的其他氣缸急速動作時，氣壓會下降，氣缸的動作也會產(chǎn)生變化，而凸輪始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。2、運(yùn)動的時序性： 氣缸的動作是一個接著一個的，必須是一個動作完成后才能進(jìn)行下一個動作。凸輪的位移（角度）與時間是確定的，動作是可以疊加的，一個動作未結(jié)束時可以開始下一動作，因此可以縮短循環(huán)時間。3、故障率： 設(shè)計良好的凸輪機(jī)構(gòu)可以使用到設(shè)備的終生，氣缸則無法達(dá)到此要求。4、動作變化性： 當(dāng)需要變化動作的次序與時間時，顯然凸輪機(jī)構(gòu)無能為力。凸輪機(jī)構(gòu)一旦設(shè)計使用，基本上是不可改變的（除了有些設(shè)計成可調(diào)角度的凸輪勉強(qiáng)能調(diào)整一點(diǎn)角度外），是剛性的。氣動則不然，可以通過PLC進(jìn)行調(diào)整，是柔性的。5、能耗 毫無疑問，凸輪的能耗要比氣缸裝置少，從能量的轉(zhuǎn)換來說，氣缸的能量是空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)換過來的，存在著轉(zhuǎn)換損失和管道的嚴(yán)重泄露。 關(guān)于凸輪機(jī)械與連桿機(jī)械的比較凸輪機(jī)械連桿機(jī)械比較容