第五章 凸轮机构
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。本章仅讨论凸轮与从动件作平面运动的凸轮机构（称为平面凸轮机构）。
一、教学要求
1.了解凸轮机构的类型及各类凸轮机构的特点和适用场合，学会根据工作要求和使用场合选择凸轮机构的类型；
2.熟悉凸轮机构的几种常用的从动件运动规律；
3.熟练掌握反转法原理，并能根据这一原理设计各类凸轮的轮廓曲线；
4.掌握凸轮机构基本尺寸的确定原则。
二、教学重点与难点
凸轮的设计是该章的重点和难点。包括凸轮型式的选择，以及根据具体的工作要求确定从动件的运动规律，凸轮的基本尺寸和轮廓曲线，对设计出来的凸轮要校核它的强度等。
5.1 概述
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构，结构相当简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
5.1.1凸轮机构的应用
当需要主动件作连续等速运动，而从动件能按任意要求的预期运动规律运动时，应用凸轮机构最为简便。
图5.1 内燃机配气机构
在图5.1所示的内燃机配气机构中，当凸轮1等速转动，。其曲线的轮廓驱使从动件2（阀门）按预期的运动规律启闭阀门。
图5.2所示为一自动机床的进刀机构。当具有凹槽的2凸轮1等速转动时，通过槽中的滚子，图5.2自动机床进刀机构 驱使从动件2(扇形齿轮)往复摆动，从而推动装在刀架上的齿条3移动，实现自动进刀或退刀运动。
在绕线机中用于排线的凸轮机构。当绕线轴3快速转动时，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动．通过凸轮轮廓与尖顶4之间的作用．驱使从动件2往复摆动，因而使线均匀地缠绕在绕线轴上。
图5.3所示的仿形刀架也是一种凸轮机构。
图5.3 仿形刀架
间歇运动机构
名词解释
间歇运动机构
intermittent motion mechanism
间歇运动机构
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。常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构
间歇运动机构分类
间歇运动机构可分为单向运动和往复运动两类。
单向间歇运动机构
这种机构广泛应用于生产中，如牛头刨床上工件的进给运动,转塔车床上刀具的转位运动,装配线上的步进输送运动等。实现单向运动中的停歇是这种机构设计的关键。在机构运动过程中,当主动件与从动件脱离接触,或虽不脱离接触但主动件不起推动作用时，从动件便不产生运动。棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮单向间歇运动机构和擒纵机构等都用这种方法来实现间歇运动。在不完全齿轮机构中,主动轮1作等速连续转动，从动轮2作间歇转动。主动轮只在一段圆周上有4个齿，与这4个齿相啮合的从动轮要做出4个对应的齿间来实现一次间歇运动。从动轮转动一周,该机构完成4次间歇
间歇运动机构
运动，轮2共有16个齿间。轮2停歇期间，两轮的锁止弧起定位作用。凸轮单向间歇运动机构的主动件1是半径为的圆柱凸轮，从动件 2是在端面圆周上均布一圈柱销的圆盘。当凸轮按箭头所示方向转动时，凸轮的曲线槽推动柱销B,使圆盘向左转动;当柱销B运动到前一柱销A位置时,柱销C进入凸轮槽内。这时,凸轮槽位于凸轮圆柱体的圆周上，凸轮的转动不能推动柱销运动，故圆盘不动，从而完成一次间歇运动。此外，还有瞬时停顿的间歇运动机构。
往复间歇运动机构
在往复间歇运动的机构中，应用最广的是凸轮机构,其中还有其他常用的两种类型。①往复摆动间歇运动机构：它利用连杆上一点C 的一段近似圆弧[c1c2]来实现摇杆带停歇的往复摆动构件C1D 的一端通过铰链与连杆在C1点处联接，另一端通过铰链D与摇杆联接，并且铰链D必须位于圆弧[c1c2]的圆心处。当C点在虚线圆弧段上运动时,摇杆不动；C点在其轨迹的实线段上运动时,摇杆往复摆动一次。②往复移动间歇运动机构：它利用导杆上的一段圆弧导路来实现移动杆带停歇的往复直线运动
第5章 凸轮机构
（一）教学要求
1．了解凸轮机构的工作原理
2．掌握常用从动件运动规律及特性
3．掌握盘形凸轮轮廓的设计
4．了解凸轮机构的尺寸的确定
（二）教学的重点与难点
1．凸轮的工作原理
2．用反转法设计凸轮轮廓
3．凸轮的尺寸对其机构的影响
（三）教学内容
5.1概述
5.1.1 概念
1． 凸轮机构的组成：凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。
2．凸轮：是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件，它通过与从动什的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
3．特点：结构相当简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
4．凸轮机构的应用
例： 内燃机配气机构 （如下图所示）
靠模车削机构（如下图所示）
自动送料机构（如下图所示）
分度转位机构（如下图所示）
5.1.2 凸轮机构的分类
1、按照凸轮的形状分为：
(1)盘形凸轮
凸轮中最基本的形式。凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件，凸轮与从动件互作平面运动，是平面凸轮机构。
(2)移动凸轮
可看作是回转半径无限大的盘形凸轮，凸轮作往复移动，是平面凸轮机构。
(3)圆柱凸轮
可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的，从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动，是一种空间凸轮机构。
(4)曲面凸轮
当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮，它也是一空间凸轮机构。
2、按锁合方式的不同凸轮可分为：
(1)力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；
(2)几何锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
3、按从动件型式分为：
(1)尖顶从动件
(2)滚子从动件
(3)平底从动件
根据从动件运动型式不同分为直动从动件和摆动从动件。
5.1.3 凸轮和滚子的材料
凸轮机构的主要失效形式：磨损和疲劳点蚀
- 1 - 间歇机构的常见类型
间歇机构是指在机器或设备中，用于实现一定运动规律的机构。它利用了时间间隔的特性，使机器或设备在工作时能够实现一定的运动规律和运动方式。下面我们来了解一下间歇机构的常见类型。
1. 凸轮机构
凸轮机构是一种通过凸轮的形状和运动来实现运动规律的机构。它由凸轮、从动件和固定件组成，通过凸轮的运动，带动从动件以一定的规律运动。
2. 齿轮机构
齿轮机构是一种常见的间歇机构，它利用齿轮的运动来实现一定的运动规律。齿轮机构包括齿轮、从动件、固定件等组成，通过齿轮的运动带动从动件以一定的规律运动。
3. 连杆机构
连杆机构是一种通过连杆的长度和角度变化来实现一定的运动规律的机构。它由连杆、从动件和固定件组成，通过连杆的长度和角度变化，带动从动件以一定的规律运动。
4. 摆杆机构
摆杆机构是一种通过摆杆的运动来实现一定的运动规律的机构。它由摆杆、从动件和固定件组成，通过摆杆的运动，带动从动件以一定的规律运动。
5. 曲柄机构
曲柄机构是一种通过曲柄的旋转来实现一定的运动规律的机构。 - 2 - 它由曲柄、连杆、从动件和固定件组成，通过曲柄的旋转，带动连杆以一定的规律运动，从而带动从动件以一定的规律运动。
以上就是间歇机构的常见类型，它们广泛应用于各种机器和设备中，是机械设计工程师必须了解和掌握的知识。
