凸轮机构的应用、组成及类型

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欢迎访问e展厅 展厅 2 工业设计/产品设计展厅 产品设计, 工业设计, 样件打样, 手板制作, 模型制作, ... 1. 凸轮机构的应用 气阀杆的运动规律规定了凸轮的轮廓外形。当矢径变化的凸轮轮廓与气阀杆的平底接触时，气阀杆产生往复运动；而当以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气阀杆接触时，气阀杆将静止不动。因此，随着凸轮的连续转动，气阀杆可获得间歇的、按预期规律的运动。 当圆柱凸轮回转时，凹槽侧面迫使构件摆动从动件摆动，从而驱使与之相连的刀架运动。至于刀架的运动规律则完全取决于凹槽的形状。 2. 凸轮机构的组成 由以上两例可知，凸轮机构一般有凸轮、从动件和机架三个构件组成。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。 3. 凸轮机构的特点 凸轮机构的优点是： 只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便，因此在自动机床、轻工机械、纺织机械、印刷机械、食品机械、包装机械和机电一体化产品中得到广泛应用。 凸轮机构的缺点是： 1) 凸轮与从动件间为点或线接触，易磨损，只宜用于传力不大的场合； 2) 凸轮轮廓精度要求较高，需用数控机床进行加工； 3)从动件的行程不能过大，否则会使凸轮变得笨重。 4. 凸轮机构的类型 1. 按凸轮的形状分： (1) 盘形凸轮: 它是凸轮的最基本型式。这种凸轮是一个绕固定轴线转动并具有变化矢径的盘形构件。 (2) 移动凸轮: 当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作往复移动(动画D08010201)，这种凸轮称为移动凸轮。 (3) 圆柱凸轮: 这种凸轮可认为是将移动凸轮卷成圆柱体而演化成的。 盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动；而圆柱凸轮与从动件之间的相对运动为空间运动，所以前两者属于平面凸轮机构，后者属于空间凸轮机构。 2. 按从动件的型式分: (1) 尖底从动件: 尖底能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意运动。但因尖底易于磨损，故只宜用于传力不大的低速凸轮机构中。 (2) 滚子从动件: 这种从动件耐磨损，可以承受较大的载荷，故应用最普遍。 (3) 平底从动件: 这种从动件的底面与凸轮之间易于形成楔形油膜，故常用于高速凸轮机构之中。 以上三种从动件亦可按相对机架的运动形式分为作往复直线运动的直动从动件和作往复摆动的摆动从动件。 3. 按凸轮与从动件维持高副接触（锁合）的方式分: (1) 力锁合: 利用从动件的重力、弹簧力或其它外力使从动件与凸轮保持接触。 (2) 几何锁合: 依靠凸轮和从动件的特殊几何形状而始终维持接触。 1) 凹槽凸轮机构: 其凹槽两侧面间的距离等于滚子的直径，故能保证滚子与凸轮始终接触。显然这种凸轮只能采用滚子从动件。 2) 共轭凸轮机构: 利用固定在同一轴上但不在同一平面内的主、回两个凸轮来控制一个从动件，主凸轮驱使从动件逆时针方向摆动；而回凸轮驱使从动件顺时针方向返回。 3) 等径凸轮机构和等宽凸轮机构: 其从动件上分别装有相对位置不变的两个滚子和两个平底，凸轮运动时，其轮廓能始终与两个滚子或平底同时保持接触。显然，这两种凸轮只能在1800范围内自由设计其廓线，而另1800的凸轮廓线必须按照等径或等宽的条件来确定，因而其从动件运动规律的自由选择受到一定限制。 几何锁合的凸轮机构可以免除弹簧附加的阻力，从而减小驱动力和提高效率。其缺点是机构外廓尺寸较大，设计也较复杂。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (2/15/2005)