凸轮间歇运动机构工作原理
一、引言
凸轮间歇运动机构是一种将旋转运动转化为间歇性直线运动的机构，其主要应用于自动化生产线中的物料输送、分拣和装配等工作。本文将详细介绍凸轮间歇运动机构的工作原理。
二、凸轮间歇运动机构的组成部分
凸轮间歇运动机构由凸轮、摆杆、从动件和固定件四个部分组成。其中，凸轮是主要的传动元件，它通过旋转带动摆杆做往复直线运动，并使从动件在规定的时间内完成特定的工作。
三、凸轮间歇运动机构工作原理
1. 凸轮的旋转
当驱动电机启动时，通过传递装置驱使凸轮开始旋转。在旋转过程中，凸轮上的曲面不断地与摆杆接触并推挤它做往复直线运动。同时，从传递装置传递来的力也被传递到从动件上。
2. 摆杆做往复直线运动
在接触到曲面后，摆杆依靠其自身惯性和弹性受力变形等因素，开始做往复直线运动。这种运动的速度和方向都与凸轮的曲面形状和旋转速度有关。
3. 从动件完成特定的工作
在摆杆做往复直线运动的同时，从动件也随之做出相应的运动。通过合理设计凸轮曲面形状和摆杆长度、角度等参数，可以使从动件在规定时间内完成特定的工作，如物料输送、分拣和装配等。
4. 固定件起支撑作用
固定件是凸轮间歇运动机构中不可或缺的一部分，它起到支撑和固定摆杆、从动件等组成部分的作用。同时，固定件还可以通过调整位置和角度等参数来改变凸轮间歇运动机构的工作方式。
四、凸轮间歇运动机构的优缺点
1. 优点
(1) 凸轮间歇运动机构结构简单、可靠性高；
(2) 凸轮曲面形状容易调整，适应性强；
(3) 传递装置稳定，传递效率高；
(4) 可以根据实际需要灵活设计和布置。
2. 缺点
(1) 摩擦和磨损严重，需要定期维护保养；
(2) 凸轮曲面形状复杂，制造成本较高；
(3) 不能进行连续运动，只能进行间歇运动。
五、结论
凸轮间歇运动机构是一种重要的机械传动装置，主要应用于自动化生产线中的物料输送、分拣和装配等工作。其工作原理简单易懂，具有结构简单、可靠性高、适应性强等优点。同时，也存在摩擦磨损严重、制造成本高等缺点。在实际应用中，需要根据具体情况进行合理设计和布置。
第四章 凸 轮 机 构
在各种机器中，尤其是自动化机器中，为实现各种复杂的运动要求，常采用凸轮机构，其设计比较简便。只要将凸轮的轮廓曲线按照从动件的运规律设计出来，从动件就能较准确的实现预定的运动规律。本章将着重研究盘状凸轮轮廓曲线绘制的基本方法和凸轮设计中的相关问题。
§4—1 凸轮机构的应用与分类
一、凸轮机构的应用
凸轮机构的组成
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。从动件是被凸轮直接推动的构件。凸轮机构就是由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。
图4-1所示为内燃机配气凸轮机构。当具有一定曲线轮廓的凸轮1以等角速度回转时，它的轮廓迫使从动作2（阀杆）按内燃机工作循环的要求启闭阀门。
图4-2为自动机床上控制刀架运动的凸轮机构。当圆柱凸轮1回转时，凸轮凹槽侧面迫使杆2运动，以驱动刀架运动。凹槽的形状将决定刀架的运动规律。
内燃机，配气机构
凸轮一般作连续等速转动，从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。凸轮机构广泛用于自动化和半自动化机械中作为控制机构。但凸轮轮廓与从动件间为点、线接触而易磨损，所以不宜承受重载或冲击载荷。
凸轮机构的特点
1)优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，且机构简单紧凑。
2)缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
二、凸轮机构的分类
凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的形状、运动形式分类。
⒈按凸轮的形状分类
（1）盘形凸轮
它是凸轮的最基本型式。这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件，如图4-1。
（2）移动凸轮
当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮。
在以上两种凸轮机构中，凸轮与从动件之间的相对运动均为平面运动，故又统称为平面凸轮机构。
第四 章 凸轮机构
一、填空题
1、凸轮机构是凸轮、 和机架组成的高副机构。
2、凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成 副。
3、凸轮按形状分为 凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。
4、凸轮按形状分为盘形凸轮、 凸轮和圆柱凸轮。
5、凸轮按形状分为盘形凸轮、移动凸轮和 凸轮。
6、按从动件与凸轮的接触形式可分为 从动件、滚子从动件和平底从动件三种类型。
7、按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件、 从动件和平底从动件三种类型。
8、在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中， 运动规律具有刚性冲击；
运动规律具有柔性冲击；而 运动规律无冲击。。
13. 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的
廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为
廓线。
14．当凸轮机构的压力角α大到某一数值时，不论推力为多大，都不能使从动件运动，则称凸轮机构发生了__________。
15．当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现现象。
16．在设计凸轮机构时，凸轮基圆半径取得愈 ，所设计的机构愈紧凑，但是压力角愈 ，使机构的工作情况变坏。
四、分析计算题
1、已知凸轮机构如图所示，试在图上标注：
（1） 凸轮的基圆半径rmin
（2） 从动件的升程h
（3） 推程运动角δt
（4） 回程运动角δh
（5） 远休止角δs
（6） 近休止角δs‘
（7） 当凸轮转过90°时，从动件的位移s
（8） 当凸轮转过180°时，机构的压力角α
（9） 从动件的升程h
（10） 推程运动角δt
（11） 回程运动角δh
4. 图示盘形凸轮机构中,已知凸轮为C为中心的圆盘。
1)．画出凸轮的基圆，并标出基圆半径r0；
2)．标出机构在图示位置时，从动件的位移s2；
机械设计基础教案
学习情境4 间歇运动机构
主讲教师 吴明清 指导教师
授课日期 授课班级 12模具机电
学习情境 任务5 认识间歇运动机构 学时 2
能力目标 根据实际选择应用间歇运动机构
训练项目 认识棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的类型及特点；掌握间歇运动机构的工作原理。
知识点 棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的类型及特点；
间歇运动机构的工作原理。
教学重点与难点
教学方法 任务驱动教学与典型案例讲解相结合
教学准备 课件，黑板，多媒体设备等。
检测与评价 教师评价与学生自评与互评相结合；职业能力(占70%)、职业素质(30%)；评价成绩采用百分制。
教案设计
工作过程 工作内容
课前组织
（5min） 1． 清点学生人数；
2． 检查授课环境；
3． 链接多媒体课件。
任务导入
（5min） 机械中尤其是自动机械中，有些运动并不是持续的，常要求某些执行构件实现周期性时动时停的间歇运动。如牛头刨床的工件进给运动，机械加工成品或工件输送运动，以及各种机器工作台的转位运动等。要实现这种运动，需要有能够实现这类动作的机构。请结合实际，阐述几种常见的间歇机构的特点及应用场合。
资讯
（30min）
2.1棘轮机构
棘轮机构是一种间歇运动时间可以调整的间歇运动机构，其传动形式属于啮合传动。图5-1所示为外啮合齿式棘轮机构。它由摆杆1、主动棘爪2、棘轮3、止回棘爪4和机架5、止回弹簧6组成。通常以摆杆为主动件、棘轮为从动件。当摆杆1连同棘爪2顺时针转动时，主动棘爪2在棘轮齿顶上滑过，进入棘轮的相应齿槽；当摆杆1逆时针转动时，主动棘爪推动棘轮转过相应的角度。为了防止棘轮跟随摆杆反转，设置止回棘爪4。这样，摆杆不断地作往复摆动，棘轮便得到单向的间歇运动。 机械设计基础教案
图5-1外啮合齿式棘轮机构
2.2槽轮机构
常用的槽轮机构如图5-9所示，槽轮机构由具有径向槽的槽轮2和具有圆销的构件1及机架所组成。当构件1的圆销C未进入槽轮2的径向槽时，由于槽轮2的内凹弧被构件1的外凸圆弧卡住，故槽轮2静止不动。圆销C开始进入槽轮径向槽的位置，这时槽轮2弧被松开，因而圆销C能驱使槽轮沿与构件1相反的方向转动。当圆销C开始脱出槽轮的径向槽时，槽轮的另一内凹弧又被构件1的外凸圆弧卡住，致使槽轮2又静止不动，直至构件1的圆销C再进入槽轮2的另一径向槽时，两者又重复上述的运动循环。这样，当主动构件1做连续转动时，实现从动槽轮2的单向间歇转动。
