凸轮机构及其他常用机构

常用机构的类型工作原理
机构是人类在生产和生活中创造的一种物理工具，它通过结构、运动和力的转换实现各种工作。

常用机构的类型和工作原理包括以下几种：
1.齿轮机构：由齿轮和齿轮组成，通过啮合传递转矩和动力。

2.链传动机构：通过链条连接的轴和齿轮传递动力，常见于自行车和摩托车等车辆中。

3.凸轮机构：通过凸轮和连杆实现线性或旋转运动，常见于汽车发动机中的气门机构。

4.摆线机构：通过与摆线齿轮啮合的摆线齿轮实现线性或旋转运动。

5.蜗杆机构：由蜗杆和蜗轮组成，通过螺旋传递转矩和动力，常见于电动工具和机床中。

6.滚柱机构：由滚柱和导轨组成，通过滚动运动实现线性运动，常见于工业机械和自动化设备中。

以上是常用机构的类型和工作原理，不同类型的机构在不同的应用中具有不同的优点和缺点，因此需要根据具体的需求进行选择和设计。

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简述凸轮机构的分类
凸轮机构是一种机械运动机构，由凸轮和其对应的凸轮跟随者组成，用于将旋转运动转化为直线或曲线运动。

根据凸轮的形状和凸轮轴的位置，凸轮机构可以分为以下几类：
1. 基本凸轮机构：基本凸轮机构是由一个凸轮和一个跟随者组成，常见的有滑块机构、凸轮摇臂机构和凸轮曲柄机构等。

2. 摆线凸轮机构：摆线凸轮机构的凸轮轮廓为摆线形状，它具有高精度、高速度和低噪音的特点，常用于自动售货机、打印机等。

3. 圆弧凸轮机构：圆弧凸轮机构的凸轮轮廓为圆弧形状，具有简单的结构和稳定的运动特性，常用于汽车发动机的气门控制等。

4. 心形凸轮机构：心形凸轮机构的凸轮轮廓为心形形状，能够实现复杂的运动轨迹，常用于织布机械和摇船机械等。

5. 椭圆凸轮机构：椭圆凸轮机构的凸轮轮廓为椭圆形状，能够实现连续变速运动，常用于工程机械和农业机械等。

6. 曲线槽凸轮机构：曲线槽凸轮机构的凸轮轮廓为曲线槽形状，能够实现非线性运动，常用于自动装配线和飞机起落架等。

以上只是凸轮机构的一些常见分类，实际上根据不同的应用需求和凸轮轮廓的设计，还可以产生更多不同类型的凸轮机构。

在各类机械中，常需要某些构件实现周期性的运动和停歇。

能够将主动件的连续运动转换成从动件有规律的运动和停歇的机构称为间歇运动机构。

而实现间歇运动的四种常用机构分别为：棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构和不完全齿轮机构。

一、棘轮机构棘轮机构的类型很多，从工作原理上可分为轮齿啮合式和摩擦式棘轮机构；从结构上可分为外啮合式和内啮合式棘轮机构；从传动方向上分为单向（单动和双动）式和双向式棘轮机构。

棘轮机构是把摇杆的摆动转变为棘轮的间歇回转运动。

其优点轮齿式棘轮机构运动可靠，棘轮转角容易实现有级调节，但在工作过程中棘爪在齿面上滑行，齿尖易磨损并伴有噪音，同时为使棘爪能顺利落入棘轮槽，摇杆摆角应略大于棘轮转角，这样就不可避免地存在空程和冲击，在高速时尤其严重，所以常用在低速、轻载下实现间歇运动。

摩擦式棘轮机构传递运动平稳、无噪声，棘轮转角可作无级调节。

图1 单向轮齿啮合式棘轮但由于运动准确性差，不宜用于运动精度要求高的场合。

在工程实践中，棘轮机构常用于实现间歇送进（如牛头刨床）、止动（如起重和牵引设备中）和超越（如钻床中以滚子楔块式棘轮机构作为传动中的超越离合器，实现自动进给和快速进给功能）等场合。

图2 摩擦式棘轮二、槽轮机构槽轮机构又称马尔他机构或日内瓦机构，也是常用的间歇运动机构之一。

普通平面槽轮机构有外接式槽轮机构（图3）和内接式槽轮机构（图4）两种类型。

它主要是由带有均布的径向开口槽的槽轮２、带有圆柱销Ａ的拔盘１以及机架组成。

图3 外接式槽轮机构图4 内接式槽轮机构槽轮机构的工作过程是：主动拨盘１上的圆柱销Ａ进入槽轮２上的径向槽以前，拔盘上的凸锁止弧α将槽轮上的凹锁止弧β锁住，则槽轮静止不动。

当拔盘圆柱销Ａ进入槽轮径向槽时，凸、凹锁止弧刚好分离，圆柱销可以驱动槽轮转动。

当圆柱销脱离径向槽时，凸锁止弧又将凹锁止弧锁住，从而使槽轮静止不动。

因此，当主动拨盘作连续转动时，槽轮被驱动作单向的间歇转动。

外接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相反；内接式槽轮机构的主动拨盘１与槽轮２转向相同，且传动平稳、占空间小，槽轮停歇时间较短。

常用机构在汽车中的典型应用
1. 连杆机构
连杆机构广泛应用于汽车发动机中,将活塞的往复运动转换为曲柄的旋转运动,从而驱动曲轴转动。

连杆机构的精确设计和制造对发动机的高效运转至关重要。

2. 凸轮机构
凸轮机构在汽车中应用广泛,如控制进气门和排气门的开闭、操作油泵和燃油泵等。

凸轮轴通过凸轮推动摇臂或推杆,实现间歇运动,是汽车发动机的核心部件之一。

3. 差速器
差速器是汽车传动系统中的关键机构,用于使驱动车轮在转弯时能以不同的速度旋转,避免打滑。

差速器通过行星齿轮机构实现动力的合理分配,确保车辆的操控性和稳定性。

4. 变速器
变速器是汽车传动系统中的重要组成部分,通过行星齿轮机构实现不同的传动比,使发动机在不同工况下工作效率最佳。

手动变速器和自动变速器都广泛应用于汽车中。

5. 转向机构
转向机构是汽车转向系统的核心,通过蜗杆蜗轮机构将方向盘的旋转运动转换为车轮的横向运动,实现车辆的转向操作。

转向机构的设计
直接影响汽车的操控性能。

6. 制动机构
制动机构是汽车的重要安全系统,通过机械或液压等原理使车轮产生制动力。

盘式制动器和鼓式制动器是汽车上常见的制动机构,确保车辆能够安全、可靠地减速和停车。

以上是常用机构在汽车中的一些典型应用,它们协同工作,使汽车能够高效、安全地运行。

机构的设计和制造对汽车的性能和可靠性至关重要。

常用的运动转动机构1、连杆机构
2、凸轮机构
3、摩擦传动机构(磨擦轴传动速比约1:2~1:4)
4、齿轮转动机构
5、带链转动机构(V型皮带传动速比可达到1:7，滚子链条在5m/s以下，所用的链轮通常必须在17齿以上，链轮所包含的角度以120度以上较佳)
机械运动1
将旋转运动变成摇摆运动机构
将旋转运动变成直线运动机构
将直线运动变成旋转运动机构
间歇旋转运动机构
间歇往复运动机构
机械运动2变速机构
逆转机构
减速机构
急回机构
变向机构
利用皮带的传动机构
机械运动3倍力机构
间歇进给机构
擒纵机构(间歇少量进给)
凸轮及其应用
联轴节
离合器
制动机构
直线运动机构
平行运动机构
循环轨迹运动机构
可变角速度比传动机构
进给机构。

凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，它通过凸轮的旋转运动来实现机械零件的运动。

凸轮机构的种类很多，按照其结构和运动特点可以分为以下几类。

一、摇杆凸轮机构摇杆凸轮机构是最简单的凸轮机构之一，它由凸轮、摇杆和连接件组成。

摇杆的一端与凸轮相接触，另一端与被控件连接。

当凸轮旋转时，摇杆随之运动，从而带动被控件做相应的运动。

摇杆凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机中的气门机构、印刷机中的压印机构等。

二、滑块凸轮机构滑块凸轮机构由凸轮、滑块和连接件组成。

滑块与凸轮相接触，通过滑块的运动来带动被控件做相应的运动。

滑块凸轮机构具有结构简单、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中，如车床、钳工机床等。

三、曲柄凸轮机构曲柄凸轮机构由凸轮、曲柄、连杆和被控件组成。

曲柄与凸轮相接触，通过曲柄的旋转运动来带动连杆做相应的往复运动，从而带动被控件做相应的运动。

曲柄凸轮机构广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机中的连杆机构、农机中的割草机构等。

四、凸轮滚子机构凸轮滚子机构由凸轮、滚子和被控件组成。

滚子与凸轮相接触，通过滚子的滚动运动来带动被控件做相应的运动。

凸轮滚子机构具有运动平稳、噪音小等优点，广泛应用于各种机械设备中，如纺织机中的绞车机构、印刷机中的印刷机构等。

五、凸轮齿轮机构凸轮齿轮机构由凸轮、齿轮和被控件组成。

齿轮与凸轮相接触，通过齿轮的转动运动来带动被控件做相应的运动。

凸轮齿轮机构具有结构紧凑、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中，如汽车发动机中的凸轮轴机构、机床中的进给机构等。

六、凸轮链条机构凸轮链条机构由凸轮、链条和被控件组成。

链条与凸轮相接触，通过链条的运动来带动被控件做相应的运动。

凸轮链条机构具有结构简单、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中，如食品机械中的输送机构、纺织机中的绞车机构等。

总之，凸轮机构是机械传动中常用的一种机构，它具有结构简单、运动平稳等优点，广泛应用于各种机械设备中。

凸轮机构的应用和分类凸轮机构是一种常见于机械工程领域的机构，它被广泛应用于各种机械系统中，如汽车发动机、起重机、工业生产线等。

凸轮机构是一种能够将旋转运动转化为直线运动的装置，它利用凸轮的运动，带动相应的机构运动。

凸轮机构的应用和分类，是一个非常重要的机械工程知识点，下面我们就来详细讨论一下这个问题。

凸轮机构的应用：凸轮机构在机械工程中的应用非常广泛，以下列举几个例子：1.汽车发动机中，凸轮机构用于控制气门的开闭。

2.起重机中，凸轮机构用于控制臂的升降和伸缩。

3.工业生产线中，凸轮机构用于控制机械手臂的运动。

4.印刷机中，利用凸轮机构控制覆盖印刷部件的橡皮辊的平移和压力。

5.普通柴油机中，利用凸轮机构控制喷油泵的柱塞运动。

凸轮机构的分类：凸轮机构可以根据凸轮的类型、传动方式、运动形式等多种方式进行分类，下面我们分别进行介绍：1.按照凸轮类型分类：（1）圆柱凸轮机构：凸轮为圆柱形，常见于发动机的气门机构。

（2）球柱凸轮机构：凸轮为球柱形，常见于重型机械的伸缩臂等。

（3）椭圆凸轮机构：凸轮为椭圆形，可以控制机械构件的速度和加速度，常用于机械加工。

（4）凸缘凸轮机构：凸轮为凸缘形，和环形凸轮不同的是，它的凸轮周长不是圆周，可以通过改变凸轮的外形来控制机构运动。

2.按照传动方式分类：（1）平面副凸轮机构：凸轮的轴线和从动件的轴线在同一平面内，例如喷油泵的凸轮机构。

（2）空间副凸轮机构：凸轮的轴线和从动件的轴线不在同一个平面内，例如空间伸缩臂。

3.按照运动形式分类：（1）转角运动凸轮机构：凸轮可以带动从动件做角度转动，例如喷油泵。

（2）轴向运动凸轮机构：凸轮可以带动从动件做轴向运动，例如发动机气门机构。

（3）直线运动凸轮机构：凸轮可以带动从动件做直线运动，例如冲压机的工作台。

总结：凸轮机构是机械工程中非常常见的机构之一，它具有将旋转运动转化为直线运动的功能，可以控制机械装置的运动，广泛应用于各种机械系统中，如汽车发动机、起重机、工业生产线等。

几种机构的优缺点：
1.槽轮机构：
1.结构简单 工作简单 在圆柱销进入啮合和退出啮合时 传动平稳。

2.启动和停止时加速度变化大 有冲击 不适合用于高速场合。

3.欲改变转角 则需要重新设计槽轮机构因此槽轮机构多用于不要求经常调整转角的运动中。

4.槽轮的槽数不宜过多 故每次的转角较大。

2.棘轮机构：
1.结构简单 制造方便 运动可靠
2.传动平稳 转角准确
3.噪声、冲击、磨损较大
4.适用于速度较低、载荷不大的场合
3.不完全齿轮机构：
1.结构简单 设计灵活 制造容易 工作可靠
2.从动齿轮在传动开始和终止时 速度有突变 会引起刚性冲击 只适用于低速轻载的工作场合。

3.在无齿部分 锁止圆弧能使从动齿轮静止。

4.导杆机构：
1.适当设计各杆的尺寸 可实现不同运动规律。

2.运动副为面接触 压强小 承载能力大 耐冲击。

3 几何形状多为平面或圆柱面 便于加工制造。

4.运动积累误差较大 影响传动精度 惯性力不好平衡而不适于高速传动。

5.凸轮机构：
1.设计简单 可实现从动件的复杂运动规律要求。

2.结构简单紧凑 控制准确有效。

3.性能稳定 故障少 维护保养方便。

4.凸轮与从动件为高副接触 易于磨损。

5.凸轮的轮廓曲线通常比较复杂 因而加工比较困难。

6.曲柄滑块机构：
1.由简单的构件和低副组成 故结构简单 易于制造 成本低廉。

2.承载能力大。

3.可以匀速 也可以不匀速 可以具有急回特性。