凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(jí)：機(jī)電02班學(xué)號(hào)：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(hào)：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(jiǎn)單、緊湊、工作可靠的特點(diǎn)。凸輪機(jī)構(gòu)可以通過(guò)合理設(shè)計(jì)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(dòng)作時(shí)間要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性要求等。現(xiàn)在，隨著中國(guó)世界工廠地位的確立，越來(lái)越多的裝備被引進(jìn)來(lái)，也帶進(jìn)來(lái)了越來(lái)越多的凸輪機(jī)構(gòu)，如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、自動(dòng)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(kāi)發(fā)了很多優(yōu)良的凸輪運(yùn)動(dòng)曲線。可以這么說(shuō)，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(gè)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(lái)越模塊化，您可以隨手拿來(lái)就用，但凸輪機(jī)構(gòu)還不能這么做，您得計(jì)算、分析再設(shè)計(jì)，這個(gè)彎是繞不過(guò)去的。它廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線中，如自動(dòng)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(dòng) 內(nèi)燃機(jī) 紡織機(jī) 構(gòu)成：凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)建組成功能：實(shí)現(xiàn)預(yù)期的位置及動(dòng)作時(shí)間要求 實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)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(dòng)并具有變化向徑的盤形構(gòu)件。移動(dòng)凸輪：盤形凸輪的軸心趨于無(wú)

3、窮遠(yuǎn)時(shí)就演化成了移動(dòng)凸輪。圓柱凸輪：凸輪的輪廓曲線在圓柱體上，凸輪與從動(dòng)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是空間運(yùn)動(dòng)。 2.按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素的形狀尖頂從動(dòng)件：從動(dòng)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(dòng)件：從動(dòng)件端部做成曲面形狀。滾子從動(dòng)件：從動(dòng)件端部安有滾子，使從動(dòng)件與凸輪輪廓之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，傳動(dòng)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(dòng)件：從動(dòng)件以平面與凸輪接觸，接觸處易于形成油膜，潤(rùn)滑狀況好，傳動(dòng)效率高，但只適用于輪廓外凸的凸輪。3.按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式移動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件做往復(fù)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件做往復(fù)擺動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)，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(dòng)，并與活塞的運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，適時(shí)地啟閉閥門。等速運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)度設(shè)計(jì)的，排線桿的來(lái)回是等速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)在兩端換向時(shí)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(guò)，但繞線亂了，改動(dòng)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?jiǎn)單設(shè)計(jì)還是復(fù)雜的。大齒輪和心輪的軸通過(guò)有鍵槽的軸端上裝的帶輪或手輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)繞線筒，同時(shí)，心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)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(dòng)時(shí)，通過(guò)嵌入其槽中的滾子推動(dòng)從動(dòng)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，凸輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)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(dòng)件1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)帶有凹槽的固定凸輪3的高副導(dǎo)引從動(dòng)件2的端點(diǎn)C沿預(yù)期的軌跡接合縫S運(yùn)動(dòng)，從而完成罐頭盒的封蓋任務(wù)。 自動(dòng)電阻壓帽機(jī)該機(jī)構(gòu)通過(guò)皮帶

6、輪帶動(dòng)分配軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)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(shí)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(dòng)作與氣缸動(dòng)作的比較1、結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(dòng)化。在自動(dòng)機(jī)械中，雖然也可以使用氣動(dòng)裝置，但氣動(dòng)動(dòng)作結(jié)束時(shí)沖擊較大，當(dāng)改變速度時(shí)，需要對(duì)節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)速度提高較大時(shí)，氣缸裝置顯然無(wú)能為力。而用凸

7、輪機(jī)構(gòu)可以獲得平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度改變時(shí)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(dòng)作時(shí)，氣壓會(huì)下降，氣缸的動(dòng)作也會(huì)產(chǎn)生變化，而凸輪始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。2、運(yùn)動(dòng)的時(shí)序性： 氣缸的動(dòng)作是一個(gè)接著一個(gè)的，必須是一個(gè)動(dòng)作完成后才能進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作。凸輪的位移（角度）與時(shí)間是確定的，動(dòng)作是可以疊加的，一個(gè)動(dòng)作未結(jié)束時(shí)可以開(kāi)始下一動(dòng)作，因此可以縮短循環(huán)時(shí)間。3、故障率： 設(shè)計(jì)良好的凸輪機(jī)構(gòu)可以使用到設(shè)備的終生，氣缸則無(wú)法達(dá)到此要求。4、動(dòng)作變化性： 當(dāng)需要變化動(dòng)作的次序與時(shí)間時(shí)，顯然凸輪機(jī)構(gòu)無(wú)能為力。凸輪機(jī)構(gòu)一旦設(shè)計(jì)使用，基本上是不可改變的（除了有些設(shè)計(jì)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(dòng)則不然，可以通過(guò)PLC進(jìn)行調(diào)整，是柔性的。5、能耗 毫無(wú)疑問(wèn)，凸輪的能耗要比氣缸裝置少，從能量的轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，氣缸的能量是空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)換過(guò)來(lái)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