§7-1凸轮机构的应用，间歇运动机构
【课程名称】
凸轮机构的应用，间歇运动机构
【教材版本】
李世维主编，中等职业教育国家规划教材――机械基础（机械类）。第2版。北京：高等教育出版社，2006。
【教学目标与要求】
一.知识目标
1.掌握凸轮机构的应用实例。了解凸轮机构的有关参数。
2.熟悉棘轮机构和槽轮机构的组成及运动特点。
二.能力目标
1.能够分析凸轮机构中的凸轮运动与从动件运动轨迹的关系。
2.熟悉常用棘轮机构与槽轮机构的间歇运动特性。
三.素质目标
1.善于从凸轮应用的实例中归纳总结出凸轮应用的规律。
2.能够分析棘轮机构和槽轮机构的运动特点和应用实例，培养善于理论联系实际的思维方式。
四.教学要求
1.熟悉几种常用的凸轮应用实例，让学生尽力举出所见到的应用凸轮机构工作的例子。
2.了解常用间歇运动机构的运动特点与应用。
【教学重点】
1.凸轮应用举例。讲授时重点放在为什么要选用凸轮机构，而不用四杆机构来代替。并注意凸轮机构的选型思考。
2.机构和槽轮机构的运动特点。
【难点分析】
1.根据工作条件来选择合适的凸轮机构。
2.机构和槽轮机构运动特点比较。
【教学方法】
应用课件，教具进行动态演示，讲授凸轮机构的应用，分析间歇运动机构的运动特点。
【学生分析】
实物与课件，教具的演示将会提高学生的学习兴趣，增强感性认识，提高教学效果。
注意从演示中让学生比较各种间歇运动机构之间的特点。
【教学资源】
1.吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2006。
2.教具，实物或课件。
【教学安排】
2学时
【教学过程】
一.导入新课
从上节课中已经知道凸轮机构的运动特点和常用类型，凸轮机构有着广泛的用途，如缝纫机，补鞋机这二种日常生活机械就是典型例子，电子自动配钥匙机也是一种。在工业生产中也应用很广。引出了本节课的内容。
二.新课讲授
1.凸轮机构的应用
通过书中四个实例的讲解，分别对三种类型的凸轮例举出应用实例，如学生能够举出自己见到的例子，那教学效果更好！讲授时注意分析比较不同例子的运动特点，从中更进一步地认识不同类型凸轮的运动特点。
2.棘轮机构与槽轮机构
从教具或课件的演示入手，比较得出这二种机构的各自组成，即连续转动而且是匀速转动的主动轮，将运动转化称断续的间歇运动的棘轮和槽轮，所不同的是棘轮的转角比较小，一般不大于45°，而槽轮的转角只能是90°，60°和45°几种，不能作任意调整。所以可根据从动轮的转角大小，来选择对应的间歇运动机构。
止回棘爪在起重机构中是必不可少的辅助元件，它保证了重物不
致于自动下落；可翻转的棘爪可使棘轮获得双向运动；双棘爪棘轮机构，可使棘轮的运动速度增加一倍。
三.小结
1.凸轮机构由于构件少，结构紧凑，在轻载的工作条件下，得到广泛的应用。
2.间歇运动机构是将连续转动转变成间歇的运动，按间歇运动的特点，可选用棘轮机构或槽轮机构，前者从动轮的转角可以在小范围内随意调整，而且转角较小；后者转角成固定的90°，60°和45°，不能任意调整。
四.布置作业
练习册
【课后分析】
文章编号:1004-2539(2002)04-0050-03 圆柱分度凸轮机构的设计及凸轮的数控加工 (山东大学自动化研究所, 山东济南 250061) 金作成 (山东诸城锻压机床股份有限公司, 山东诸城 262200) 陈龙宝 摘要 空间分度凸轮机构主要应用于冲压机械、包装机械、制药机械及需要固定转位的自动化机械 中。根据应用的场合、应用精度及分度数的不同,空间分度凸轮机构分为平行分度凸轮机构、弧面分度凸轮机构和圆柱分度凸轮机构3大类。本文主要介绍圆柱分度凸轮机构的设计及凸轮的数控加工。 关键词 圆柱分度凸轮 设计 数控加工 1 圆柱分度凸轮机构的设计 图1为圆柱分度凸轮机构的结构示意图,凸轮作 为主动轴,分度盘作为从动轴旋转。由于凸轮曲线是由曲线部分和直线部分组成,就形成了分度盘的间歇运动。圆柱分度凸轮机构尤其适用于分度数较多的自动机械中 。 图1 圆柱分度凸轮机构的结构示意图 1.1 分度数和分度角 分度数n 的大小是由所应用的自动机械决定的。这种形式的分度机构一般适合于n =6～60的情况。 n 太小时压力角太大,传动特性很差;n 过大时,结构 很复杂,分度盘尺寸过大,转动惯量限制其不能高速运转或消耗功率过大。n 确定之后,分度盘的分度角则为Q 10=Q h =360°/2n 。1.2 分度盘直径 分度盘的直径与机构的外形尺寸和分度数有关,从图1可见,从动滚子之间的距离H 应大于工作机构 的最大外形尺寸A 。留一定空隙的σ。一般σ=10mm ～20mm ,于是从动盘滚子中心的节圆半径可用下式计算 l = H 2sin πn = A +σ 2sin π n 1.3 滚子尺寸 滚子半径通常取r 1=(0.25～0.30)H 滚子宽度通常取b 1=(0.8～1.2)r 1 1.4 凸轮尺寸 凸轮尺寸的确定原则是在保证接触应力最大值小于许用应力的前提下,尽可能紧凑一些。根据压力角计算公式可推出,圆柱凸轮的基圆直径可由下式算出 D 2= 2H V m Q 2h tan a m 式中,V m 为最大无因次速度;a m 为最大压力角。 圆柱凸轮的外径则为D 2e =D 2+b 0,凸轮槽深度 h 一般应略大于滚子宽度b 0。在确定凸轮体宽度B 2 时,为了保证分度运动时的连续性,应有适当的啮合重叠段为宜。在图1所示的机构中,B 2的取值范围为2(1-r 1)>B 2>H 。1.5 中心距 中心距是凸轮中心线与分度盘中心线之间的距离。可以用下式求得 c =l cos π n ±a 式中,a 为凸轮中心线偏离滚子起始与终止位置中心连线的距离,一般情况下a =0。凸轮中心线与分度盘基准面的距离取决于凸轮体外径D 2e 、滚子销轴向尺寸和分度盘厚度等结构参数的选取,应尽量使凸轮外缘靠近分度盘底面,以减少滚子销轴的悬臂分度。1.6 结构形式 圆柱分度的结构形式大体分3种,一种是凸脊定位,另有偏凸脊定位,还有槽定位。由于凸脊定位精度高,所以凸脊定位形式较常见。1.7 凸轮的动程角与动静比 由于分度凸轮主要功能就是实现间歇运动,因此对动静比的要求就非常严格,对动程角也有一定要求。动程角的大小是由用户提出的。但是通常希望动静比 5 机械传动 2002年
一、选择题（每题2分，共40分） 1、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是。 A、惯性力难以平衡 B、点、线接触，易磨损 C、设计较为复杂 D、不能实现间歇运动 2、与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是。 A、可实现各种预期的运动规律 B、便于润滑 C、制造方便，易获得较高的精度 D、从动件的行程可较大 3、（）的磨损较小，适用于没有内凹槽凸轮轮廓曲线的高速凸轮机构。 A、尖顶式从动杆 B、滚子式从动杆 C、平底式从动杆 4、凸轮机构中，主动件通常做（） A、等速转动或移动 B、变速转动 C、变速移动 5、内燃机的配气机构采用了（）。 A、凸轮机构 B、铰链四杆机构 C、齿轮机构 6、从动件作等速运动规律的凸轮机构,一般适用于（）、轻载的场合。 A、低速 B、中速 C、K高速 7、从动件作等加速等减速运动的凸轮机构（）。 A、存在刚性冲击 B、存在柔性冲击 C、没有冲击 8、当要求转速级数多、速度变化范围大时,应选择（）变速机构。 A、滑移齿轮 B、塔齿轮 C、拉键 9、倍增速变速机构传动比按（）的倍数增加。 A、2 B、4 C、6 10、车床走刀箱常采用（）机构来调节走到速度。 A、倍增速变速 B、塔齿轮变速 C、拉键变速 11、卧式车床走刀系统采用的是（）换向机构。 A、三星轮 B、离合器锥齿轮 C、滑移齿轮 12、三星轮换向机构是利用（）来实现从动轴回转方向的改变。 A、首轮 B、末轮 C、惰轮 13、自行车后轴上的飞轮实际上就是一个（）机构。 A、棘轮 B、槽轮 C、不完全齿轮 14、在双圆销外槽轮机构中,曲柄每旋转一周，槽轮运动（）次。 A、1 B、2 C、4 15、电影放映机的卷片装置采用的是( )机构。 A、不完全齿轮 B、棘轮 C、槽轮 16、在棘轮机构中,增大曲柄的长度，棘轮的转角( )。 A、减少 B、增大 C、不变 17、在双圆柱销四槽槽轮机构中,当曲柄旋转一周,槽轮转过( )。 A、90° B、180° C、45° 18、六角车床刀具转位机构主要功能是采用( )机构来实现转位的。 A、槽轮 B、棘轮 C、齿轮 19、凸轮机构中的从动件的最大升距叫（） A.位移 B.导程 C.行程 D.升距 20、从动件作等速运动规律的位移曲线形状是（）。 A、抛物线 B、斜直线 C、双曲线 二、填空题（每空1分，共35分） 1、凸轮机构是副机构。 2、凸轮是一个具有或的构件。 3、凸轮机构主要由，和三个基本构件所组成。 4、凸轮机构从动杆的形式有从动杆，从动杆和从动杆。 5、凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮决定的。
毕业设计 题目弧面分度凸轮的设计 学院机械工程学院 专业工业工程 姓名冯堃 学号 20050407069 指导教师王红岩 二OO九年六月十日
弧面分度凸轮的设计 The Design of Roller Gear Indexing Cam 专业：工业工程 学生：冯堃 指导教师：王红岩 济南大学机械工程学院 二零零九年六月
目 录 摘 要 ............................................................i ABSTRACT .. (ii) 第一章 绪论 ...................................................- 1 - 1.1 课题研究的背景和意义 .................................................................. - 1 - 1.2 分度运动 .......................................................................................... - 1 - 1.3 从动系统的工作原理 ...................................................................... - 2 - 1.4 凸轮驱动系统分度机构 .................................................................. - 3 - 1.4.1精密分度凸轮机构的基本类型 ............................................... - 3 - 第二章 弧面凸轮设计中基本参数的确认 .............................- 5 - 2.1 弧面分度凸轮机构的基本形式与工作特点 ..................................... - 5 - 2.2 运动的必要条件——凸轮曲线的选择 ............................................. - 6 - 2.3 选择曲线时考虑的运动学参数 ......................................................... - 8 - 2.4 弧面分度凸轮机构的主要运动参数 ................................................. - 9 - 2.4.1 凸轮分度廓线头数Ｈ、转盘滚子数Ｚ与转盘分度书Ｉ之间的 关系 .................................................................................................................... - 9 - 2.4.2 凸轮与转盘在分度期与停歇期的运动参数 .......................... - 9 - 2.4.3动停比k 与运动系数τ ......................................................... - 10 - 2.4.4 啮合重叠系数ε .................................................................... - 10 - 2.5弧面分度凸轮机构的主要几何尺寸计算 ........................................ - 11 - 2.5.1凸轮节圆半径1p r ，转盘节圆半径2p r 与中心距C ............... - 11 - 2.5.2许用压力角p a ...................................................................... - 11 - 2.5.3转盘节圆半径2p r .................................................................... - 11 - 2.5.4滚子数z 、相邻两滚子轴线间夹角z φ、滚子半径ρ与宽度b . - 11 - 2.5.5凸轮的主要尺寸 ..................................................................... - 12 - 2.5.6装上滚子后转盘的尺寸 ......................................................... - 13 -
第六章间歇运动机构 一、教学目的和教学要求 1、教学目的：拓宽学生的知识面，使学生知道存在某一类机构。 2、教学要求 结合专业需要对棘轮机构、槽轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构、星轮机构等一些其他常用机构的工作原理、运动特点及其应用有所了解。二、本章重点教学内容及教学难点 重点：了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的组成、运动特点及其运动设计的要点。至于凸轮式间歇机构和星轮机构，只需了解它们的运动特点。 难点：如何组织教学内容，使学生没有杂乱无章之感。 §6-1 棘轮机构 一、棘轮机构的组成、工作特点及类型 棘轮机构的典型结构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架组成。可将主动摇杆连续往复摆动变换为从动棘轮的单向间歇转动。其棘轮轴的动程可以在较大范围内调节，且具有结构简单、加工方便、运动可靠等特点。但冲击、噪音大，且运动精度低。 棘轮上的齿大多做在棘轮的外缘上，构成外接棘轮机构，也有做在圆筒内缘上的，这时构成内接棘轮机构。 至于其他形式的齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构仅作为了解，以开阔眼界。
二、棘轮机构的设计要点 在设计棘轮机构时，首要的问题是确定棘轮轮齿的倾斜角，因为为了保证棘轮机构工作的可靠性，在工作行程时，棘轮应能顺利地滑入棘轮齿底。棘轮齿面倾斜角δ的确定：棘轮齿面倾斜角δ为齿面与轮齿尖向径的夹角。为了使棘爪能顺利地进入棘轮齿间，则要 求齿面总作用力R 对棘爪轴心的力矩方向应迫使棘爪进入棘轮齿底。即应满足条件： ?δ> （6-1） 其中?为摩擦角。
§6-2 槽轮机构 一、槽轮机构的组成、工作特点及类型 槽轮机构的典型机构是由由主动拨盘、从动槽轮及机架组成。可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的间歇转动。并具有结构简单、尺寸小、机械效率高、能较平稳地间歇转位等特点。 普通槽轮机构有外槽轮机构和内槽轮机构之分。为了满足某些特殊的工作要求，在某些机械中还用到一些特殊型式的槽轮机构，如不等臂长的多销槽轮机构、球面槽轮机构、偏置槽轮机构等。 二、普通槽轮机构的运动系数及运动特性 (1) 普通槽轮机构的运动系数 在单销外槽轮机构中，当主动拨盘回转一周时，从动槽轮运动时间d t 与主动拨盘转一周的总时间t 之比称为槽轮机构的运动系数，并以k 表示，即 z t t k d 1 21-== (6-2) 式中z ——槽轮的槽数。 如果在拨盘上均匀地分布n 个圆销，则当拨盘转动一周时，槽轮将被拨动n 次，则该槽轮机构的运动系数为 )1 21(z n k -= （6-3） 运动系数必须是大于零而小于1。 （2）普通槽轮机构的运动特性 主动拨盘以等速度1ω转动。当主动拨盘处在1?位置角时，从动槽轮所处的位置角2?、角速度2ω及角加速度2α分别为 )()]cos 1/(sin arctan[11112?α??α?λ?<<--= (6-4) )cos 21/()(cos 21112λ?λλ?λωω+--= (6-5)
第六章其他常用机构习题 6-1.棘爪の工作条件应为棘齿偏斜角φ_________摩擦角ρ。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 6-2.在棘轮、棘爪の几何尺寸计算中，齿槽夹角の经验值一般取为_______。 A.30°或35° B.45°或50° C.55°或60° D.65°或70° 6-3.人在骑自行车时能够实现不蹬踏板の自由滑行，这是________机构实现超越运动の结果。 A.凸轮 B.不完全齿轮 C.棘轮 D.槽轮 6-4.在单销の槽轮机构中，径向槽数目应为_________。 A.等于3 B.小于3 C.大于3 D.大于或等于3 6-5.销の槽轮机构中，槽轮机构の运动时间总是________静止时间。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 6-6.对于单销の槽轮机构，槽轮运动の时间和静止の时间之比应为_________。 A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.大于或等于1 6-7.四槽单销の槽轮机构の运动特性系数为________。 A. 0.2 B. 0.25 C. 0.3 D. 0.35 6-8.对于槽数z=3の槽轮机构，其圆销数目最多是________个。 A.2 B.3 C.4 D.5 6-9.在以下间歇运动机构中，________机构更适应于高速工作情况。 A.凸轮间歇运动 B.不完全齿轮 C.棘轮 D.槽轮 6-10.电影院放电影时，是利用电影放映机卷片机内部の_________机构，实现の胶片画面の依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景。 A.凸轮 B.飞轮 C.棘轮 D.槽轮 6-11为了使齿式棘轮机构の棘爪能顺利进入棘轮齿间，棘轮の棘齿偏斜角φ必须小于摩擦角ρ。（） 6-12.棘轮机构即能实现间歇运动，还能实现超越运动。（） 6-13.棘轮机构只能实现转角の有级性变化，而不能实现转角の无级性变化。（）6-14.摩擦式棘轮机构传动平稳、噪声小、可实现运动の无级调节；但其接触表面易发生滑动。（） 6-15.设计棘轮时，在按照强度要求确定模数之后，棘爪の长度可以由经验公式L=2πm计算。（） 6-16.对于单销槽轮机构，为保证槽轮运动，其运动系数应大于或等于零。（）6-17.单销槽轮机构の运动特性系数总是小于0.5。（） 6-18.无论何种槽轮机构，必然有槽数Z≧3。（） 6-19.槽轮の槽数越大，槽轮の尺寸也一定越大。（） 6-20.凸轮间歇运动机构常用于传递交错轴间の分度运动和需要间歇转位の机械装置中。（） 6-21.________________________________________________________________称为间歇运动机构。 6-22.间歇运动机构主要有以下四种_____________、______________、______________、___________________。 6-23.棘轮机构主要由______________、_______________、_________________。
§7-1凸轮机构的应用，间歇运动机构 【课程名称】 凸轮机构的应用，间歇运动机构 【教材版本】 李世维主编，中等职业教育国家规划教材――机械基础（机械类）。第2版。北京：高等教育出版社，2006。 【教学目标与要求】 一.知识目标 1.掌握凸轮机构的应用实例。了解凸轮机构的有关参数。 2.熟悉棘轮机构和槽轮机构的组成及运动特点。 二.能力目标 1.能够分析凸轮机构中的凸轮运动与从动件运动轨迹的关系。 2.熟悉常用棘轮机构与槽轮机构的间歇运动特性。 三.素质目标 1.善于从凸轮应用的实例中归纳总结出凸轮应用的规律。 2.能够分析棘轮机构和槽轮机构的运动特点和应用实例，培养善于理论联系实际的思维方式。 四.教学要求 1.熟悉几种常用的凸轮应用实例，让学生尽力举出所见到的应用凸轮机构工作的例子。 2.了解常用间歇运动机构的运动特点与应用。 【教学重点】 1.凸轮应用举例。讲授时重点放在为什么要选用凸轮机构，而不用四杆机构来代替。并注意凸轮机构的选型思考。 2.机构和槽轮机构的运动特点。 【难点分析】 1.根据工作条件来选择合适的凸轮机构。 2.机构和槽轮机构运动特点比较。 【教学方法】
应用课件，教具进行动态演示，讲授凸轮机构的应用，分析间歇运动机构的运动特点。 【学生分析】 实物与课件，教具的演示将会提高学生的学习兴趣，增强感性认识，提高教学效果。 注意从演示中让学生比较各种间歇运动机构之间的特点。 【教学资源】 1.吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2006。 2.教具，实物或课件。 【教学安排】 2学时 【教学过程】 一.导入新课 从上节课中已经知道凸轮机构的运动特点和常用类型，凸轮机构有着广泛的用途，如缝纫机，补鞋机这二种日常生活机械就是典型例子，电子自动配钥匙机也是一种。在工业生产中也应用很广。引出了本节课的内容。 二.新课讲授 1.凸轮机构的应用 通过书中四个实例的讲解，分别对三种类型的凸轮例举出应用实例，如学生能够举出自己见到的例子，那教学效果更好！讲授时注意分析比较不同例子的运动特点，从中更进一步地认识不同类型凸轮的运动特点。 2.棘轮机构与槽轮机构 从教具或课件的演示入手，比较得出这二种机构的各自组成，即连续转动而且是匀速转动的主动轮，将运动转化称断续的间歇运动的棘轮和槽轮，所不同的是棘轮的转角比较小，一般不大于45°，而槽轮的转角只能是90°，60°和45°几种，不能作任意调整。所以可根据从动轮的转角大小，来选择对应的间歇运动机构。 止回棘爪在起重机构中是必不可少的辅助元件，它保证了重物不
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
教学目地：1了解刺轮机构的工作原理和应用场合 2了解槽轮机构的工作原理和应用场合 3了解不完全齿轮机构和凸轮间歇运动机构的工作原理 教学重点：1刺轮机构的工作原理、运动特点 2槽轮机构的工作原理、运动特点 教学难点：槽轮机构的运动性能 第五章间歇运动机械 5.1 棘轮机构 5.1.1 棘轮机构的工作原理和类型 如图5-1a 所示，棘轮机构是由棘轮、棘爪及机架所组成。主动杆1空套在与棘轮3固连的从动轴上。驱动棘爪4与主动杆1用转动副A相联。当主动杆1逆时针方向转动时，驱动棘爪4便插入棘轮3的齿槽，使棘轮跟着转过某一角度。这时止回棘爪5在棘轮的齿背上滑过。当杆1顺时针方向转动时，止回棘爪5阻止棘轮发生顺时针方向转动，同时棘爪4在棘轮的齿背上滑过，所以此时棘轮静止不动。这样，当杆1作连续的往复摆动时，棘轮3和从动轴便作单向的间歇转动。杆1的摆动可由凸轮机构、连杆机构或电磁装置等得到。 按照结构特点，常用的棘轮机构有 下列两大类: 1.轮齿式棘轮机构 轮齿式棘轮机构有外啮合（图 5-1a）、内啮合（图5-1b）两种型式。 当棘轮的直径为无穷大时，变为棘条 （图5-1c），此时棘轮的单向转动变为 棘条的单向移动。 根据棘轮的运动又可分为： 图5－3 （1）单向式棘轮机构可分为单动 式和双动式两种，（图5-1）所示为单 动式棘轮机构，它的特点是摇杆向一个 方向摆动时，棘轮沿同方向转过某一角 度；而摇杆反向摆动时，棘轮静止不动。 图5-2所示为双动式棘轮机构，当摇杆 往复摆动时，都能使棘轮沿单一方向转 动。单向式棘轮采用的是不对称齿形， 常用的有锯齿形齿（图5-3a）、直线形 三角齿（图5-3b）及圆弧形三角齿（图 5-3c）。 图5－1
机电系统设计与分析课程 作业 间歇运动机构在工业中的应用 学院： 专业： 学号： 姓名：
间歇运动机构在工业中的应用摘要：在自动化设备和半自动化设备中，往往需要某些机构来实现周期性的转位、间歇动作以及带有分度的动作，实现这种运动的机构称为间歇机构。它可以将连续运动转化为间歇移动或转动，从而使系统能在停歇段完成预定的工艺动作。自动机械向高速化、精密化、轻量化的方向发展，对间歇机构运动学与动力学性能的要求越来越高。凸轮间歇机构、棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮都是间歇运动机构，本文将从它们的结构特点、工作原理与应用场合做以分析。 关键词：间歇运动机构，工业应用 引言 随着当前机械产品向自动化方向的发展，各种各样的自动机械在机械产品中的地位日益显著。由于生产工艺的要求，有些机械需要其构件周期地运动和停歇。能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构，称为间歇运动机构。例如牛头刨床工作台的横向进给运动，电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。 按照这些要求，该执行机构应具有以下两个基本功能： （1）运动（位移或速度）缩小 （2）运动停歇 常见的间歇运动机构有：凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构。 1.凸轮机构 凸轮型间歇机构具有结构简单，能自动定位，动静比可任意选择的特点，更适用于要求高速、高分度精度的场合，因而成为现代间歇机构发展的主要方向。滚子齿形凸轮式间歇运动机构，工程上又称为凸轮分度机构，常见有圆柱分度凸轮机构和弧面分度凸轮机构等。1.1圆柱分度凸轮机构 圆柱分度凸轮机构，如图1.1所示。该机构由圆柱凸轮１、转盘２及机架组成。转盘上均匀分布着若干个滚子３，滚子轴线与转盘轴线相平行，凸轮轴线与转盘轴线垂直交错。当凸轮匀速转动时，转盘作单向间歇运动，转盘的运动完全取决于凸轮轮廓曲线的形状，凸轮轮廓线由分度段和停歇段组成。当凸轮回转时，其分度段轮廓推动滚子使转盘分度转位；当凸轮转到停歇段轮廓时，转盘上两相邻滚子跨夹在凸轮的圆环面突脊上使转盘停歇。设计时通常取凸轮槽数为１，转盘滚子数为6～12，滚子做成上大下小圆锥体，以改善磨损情况。 该机构分度盘上布置的滚子数较多，适用于要求分度数较多的场合（6～60分度）滚子表面一般为圆柱形，为了使滚子的接触表面磨损均匀，并且便于调整滚子与凸轮槽两侧面的间隙，也可采用圆锥形滚子。但当分度数增大时，分度盘转动惯量较大，机构中滚子与凸轮轮廓间的间隙较难补偿，容易产生横越冲击，刚度和啮合性能均不及弧面分度凸轮机构。圆柱分度凸轮机构能够实现大分度输出，特别适合于中、低速情况下要求在一个周期内停歇次数较多的场合，如灯泡机械、烟草机械和大输液罐装机械。
项目3设计内燃机配气机构凸轮轮廓轮廓曲线汽车上最常见的汽油机与柴油机都属于往复活塞式内燃机，内燃机工作时，气缸的内空气与燃料的混合气在点火装置的引燃条件下，产生燃烧、膨胀，高压气体推动曲柄连杆机构产生扭矩，再通过曲轴对外做功，使燃料的化学能转化为曲轴旋转的动能。往复活塞式内燃机的工作周期被分为进气、压缩、做功、排气共四个过程。通过进气与排气，将燃料与工作介质进行更换，执行和完成这一套动作的核心即是凸轮机构。本项目从了解内燃机配气凸轮机构入手，解读凸轮机构的功能和结构特点，然后学习盘形凸轮的手工和电子制图，最后 学习关于其它间歇运动机构的知识。任务1熟悉内燃机配气机构 1.1任务目标 【知识目标】 1.理解内燃机配气机构中凸轮机构的特点与功能原理； 2.理解凸轮与其它机构配合可实现的运动； 【技能目标】 1.能够根据凸轮形状分析运动轨迹； 【课时建议】 4学时 1.2任务引入 内燃机车配气机构是凸轮机构运动副最典型的应用场景之一，通过凸轮的旋转，配合从动件产生所需的规律性运动，有序控制适时开闭进气门和排气门，控制内燃机进气与排气。那么凸轮到底是一种什么样的零件，如何组成一类运动机构实现运动轨迹控制的呢？ 1.3相关知识点1.3.1内燃机工作时进出气门的工作过程描述 当发动机启动，启动马达带动曲轴旋转，随着活塞正常运转后，凸轮轴随即通过链条获得由曲轴输出的旋转动力，凸轮推动进、排气门上下往复式运动，形成开闭状态来吸入新鲜空气或释放燃烧后的废气。由于在凸轮两侧布置着进、排气门，所以当凸轮每旋转一周则会分别控制进、排气门各自开启一次，而当凸轮轴上的凸轮旋转脱离气门瞬间，气门就会失去推动力然后自动由弹簧关闭严密。在我们常见的四冲程（进气、压缩、做功、排气）发动机中，进、排气门仅分别在进气和排气冲程时开启，而在每个进、排气循环过程中，控制进、 图3.1内燃机配气机构
《四杆机构、凸轮机构及间歇机构》单元测试题 第Ⅰ卷（选择题共60分） 注意事项： 1、答案Ⅰ卷前，考生务必将姓名和准考证号填写在试卷指定的位置，并将考试科目、姓名、准考证号用2B铅笔涂写在答题卡上。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，不能答在试题卷上。 3、考试结束后，监考人员将本试卷和答题卡一并收回 一、单项选择（在每小题给出的四个备选项中，只有一个符合题目要求的，本大题共20小题，共60分） 1、直径为d=20mm的圆钢，两端拉力为30KN，则圆钢横截面上的正应力为A．15MPa B．7.5MPa C．95.5MPa D．60MPa 2、如图所示的机构为机构。 A．曲柄滑块B．导杆机构 C．摇块机构D．定块机构 3、已知力F=200N，与X轴的夹角为60°，力在两 坐标轴上的投影= F N，=y F N x A．120、172 B．172、150 C．100、172 D．150、120 4、当机构处于死点位置时，则 A．a=0°、η≤0 B．a=90°、η≤0 C．a=0°、η≥0 D．a=90°、η≥0 5、是一种自身不平衡、也不能用一个力来平衡的特殊二力系 A．力矩B．合力C．力偶D．合力矩6、平面连杆机构中，当行程速比系数时，机构具有急回特性 A．K＞1 B．K＜1 C．K≤1 D．K=1 7、下列运动副中属于高副的是 A．转动副B．移动副C．螺旋副D．齿轮副8、曲柄滑块机构出现最大压力角的位置是 A．曲柄与机架共线B．曲柄与滑块的导路中心垂直C．曲柄与连杆共线D．滑块的运动方向与连杆重合9、如图所示的杆件上的轴力求解为准确的是 A．N =20KN B．N AB=-20KN AB C．N =10KN D．N BC=-30KN BC 10、一偏心曲柄滑块机构的偏心距为50mm，曲柄的长度为150mm，连杆的长度为400mm，分别以曲柄和滑块为主动件时的最大压力角为
机械基础电子教案（26） 第6章常用机构 【课程名称】 凸轮机构的应用，间歇运动机构 【教材版本】 李世维主编，中等职业教育国家规划教材――机械基础（机械类）。第2版。北京：高等教育出版社，2006。 【教学目标与要求】 一．知识目标 1．掌握凸轮机构的应用实例。了解凸轮机构的有关参数。 2．熟悉棘轮机构和槽轮机构的组成及运动特点。 二．能力目标 1．能够分析凸轮机构中的凸轮运动与从动件运动轨迹的关系。 2．熟悉常用棘轮机构与槽轮机构的间歇运动特性。 三．素质目标 1．善于从凸轮应用的实例中归纳总结出凸轮应用的规律。 2．能够分析棘轮机构和槽轮机构的运动特点和应用实例，培养善于理论联系实际的思维方式。 四．教学要求 1．熟悉几种常用的凸轮应用实例，让学生尽力举出所见到的应用凸轮机构工作的例子。 2．了解常用间歇运动机构的运动特点与应用。 【教学重点】 1．凸轮应用举例。讲授时重点放在为什么要选用凸轮机构，而不用四杆机构来代替。 并注意凸轮机构的选型思考。 2．棘轮机构和槽轮机构的运动特点。 【难点分析】 1．如何根据工作条件来选择合适的凸轮机构。 2．棘轮机构和槽轮机构运动特点比较。 【教学方法】 应用课件，教具进行动态演示，讲授凸轮机构的应用，分析间歇运动机构的运动特点。 【学生分析】 1．实物与课件，教具的演示将会提高学生的学习兴趣，增强感性认识，提高教学效果。 2．注意从演示中让学生比较各种间歇运动机构之间的特点。 【教学资源】 1．机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2006。 2．吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2006。 3．教具，实物或课件。 【教学安排】 2学时（90分钟） 【教学过程】 一．导入新课 从上节课中已经知道凸轮机构的运动特点和常用类型，凸轮机构有着广泛的用途，