凸轮机构的组成有:凸轮部件、从动部件和机架三个基本构件组成。凸轮机构是广泛应用于轻工业机器、纺织机器、食品加工设备、交通运输设备、机械传动等领域的一种高副机构。
凸轮结构各组成构件介绍
凸轮:凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件,常作为主动构件作往复直线运动或者等角速度回转运动。凸轮按外形特征可分为:盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮(也称为空间凸轮机构)。
从动件:从动件是随主动件运动而运动的构件,起传递运动或输出预期运动方式的作用。按从动件的形状特征可分为:尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件和曲面从动件。按从动件的运动形式分为移动从动件(分为对心和偏置两种)和摆动从动件。
机架:主要是对凸轮及从动件起到定位和固定的作用。
凸轮机构的分类
按凸轮的形状分类:
盘形凸轮机构:凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化向径的盘形零件。最是凸轮机构中应用最广,也是最基本的结构形式。
运动凸轮机构:凸轮呈板状,它相对于机架作直线移动,其主要是解决了盘形凸轮的转轴位于无穷远时的一种凸轮结构。
圆柱凸轮:将移动凸轮转换成圆柱体的形状,即构成了圆柱凸轮结构,此凸轮属于空间凸轮机构,凸轮与从动件之间的相对运动是空间运动。
按从动件形状来分类:顶尖式从动件凸轮机构;滚子式从动件凸轮机构;平底式从动件凸轮机构;曲低式从动件凸轮机构。
按从动件运动类型分类:直动从动件凸轮机构和摆动从动件凸轮机构。
按凸轮与从动件维持运动副接触的方式分类:力封闭方式凸轮机构和几何形封闭方式凸轮机构。
凸轮机构的工作原理及作用
原理:凸轮机构是由凸轮的回转运动或往复直线运动带动从动件作规定位移的往复运动或摆动的机构。
作用:凸轮机构主要作用是使从动杆按照工作要求完成各种复杂的运动,包括直线运动、摆动、等速运动和不等速运动。
凸轮机构的运动规律
一、凸轮轮廓曲线决定于位移曲线的形状,但在某些机械中,位移曲线由工艺过程决定。
二、凸轮的运动规律主要有:等速运动(即从动件在推程或回程作等速运动,存在刚性冲击);等加速或者等减速运动;简谐运动(余弦加速和正弦加速);组合型运动(诸如变形正弦加速度、变形梯形加速度和变形等速的运动规律等)。
凸轮机构的特点
优点:凸轮廓线变化,可使从动件实现各种复杂的运动规律;结构简单、紧凑,易于设计。
缺点:凸轮为高副接触(点或线)压力较大,点、线接触易磨损;凸轮轮廓加工困难,费用较高;行程不大。
凸轮机构的减磨损方法
磨损的主要原因是高副接触,应力较大,要减少磨损,可以采用以下几种方法:
1、设计的时候可用赫芝公式进行计算,应使计算应力小于许用应力。
2、选择合适的润滑方式和润滑材料。
3、凸轮机构应选择耐磨性材料,采用表面化学热处理和低载跑合措施,提高材料表面硬度。
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