凸轮机构间歇运动机构
4种常见的间歇运动机构
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。
不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构
外啮合不完全齿轮机构
内啮合不完全齿轮机构
常用外啮合的形式
二、凸轮式间歇机构ห้องสมุดไป่ตู้
图4-14所示是一种圆柱凸轮式间歇运动机构。这种机构的主动 轮l为具有曲线沟槽的圆柱凸轮，从动件2则为均布有柱销3的圆 盘。当主动轮1转动时，拨动柱销3，使从动圆盘2作间歇运动。 这种机构常用在轻载情况下的间歇运动(如火柴包装机)，间歇 运动的频率每分钟可高达1500次左右。
间歇机构的常见类型
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。
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。
凸轮间歇机构原理
凸轮间歇机构原理
凸轮间歇机构是一种通过凸轮运动来控制机械装置的工作的机构。
其原理是利用凸轮的几何形状和运动来实现间歇动作。
其结构包括凸轮、摇杆、推杆、活导杆等部件。
凸轮通常呈圆柱体形状，并固定在轴上。
凸轮的中心轴线与某一特定的点称为基准点，通过凸轮的旋转运动，基准点与凸轮的接触点会随着凸轮的旋转而改变。
摇杆是凸轮间歇机构中的重要组成部分，其一端与推杆相连，另一端与凸轮接触。
摇杆的作用是将凸轮的旋转运动转化为推杆的线性运动。
推杆是连接摇杆和活导杆的部件，其运动由摇杆的运动决定。
当凸轮旋转时，通过摇杆和推杆的传动，使得活导杆执行特定的间歇动作。
活导杆则负责在凸轮和工作装置之间传递动力或执行具体的工作。
凸轮的运动使得活导杆在不同的时间间隔内执行不同的运动，从而实现间歇动作的控制。
通过调整凸轮的形状和摆动角度，可以使得凸轮间歇机构实现不同的运动规律和间歇动作。
凸轮间歇机构广泛应用于各种机械装置中，如自动化生产线、机床等领域，实现不同工序的协调和控制。
凸轮间歇运动机构工作原理
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。
间歇运动机构名词解释
间歇运动机构名词解释
间歇运动机构是一种机械机构，它可以实现时停时运动的特点，通常被应用于进给机构、进料机构和转位分度的工作场合。
这种机构的特点是，当输入能量时，它可以通过驱动部件的旋转或往复运动来实现间歇运动，从而满足不同的工作需求。
其中，凸轮分割器是间歇运动机构的一种典型代表。
它通过马达不停地转动，带动凸轮连续运动，然后将凸轮上连续的运转转换成转塔上单一的滚子的转动。
在每个滚子转动到下一个滚子的时候，它会有一段儿时间是停止的，这就是凸轮分割器的原理。
另外，棘轮机构也是间歇运动机构的一种代表。
它由棘轮和棘爪组成，当棘爪推动棘轮时，它会在棘轮齿槽里面滑动，从而实现间歇运动。
棘轮机构通常被应用于机械表里面，因为它的加工难度较高，精度不高，所以很难被普及到我们的设计中。
除了以上两种机构，还有一些其他间歇运动机构，例如超越离合器配合齿轮齿条带气缸、直驱电机、减速平台、伺服电机加转盘轴承等。
在应用过程中，我们一般会根据精度要求、加工尺寸要求、成本和性能要求等因素来选择合适的间歇运动机构。
凸轮、间歇运动机构
凸轮是具变化半径的盘形构 件，其绕轴转动，推动推杆 有规律上下运动。 凸轮是具有曲线轮廓的构件， 其作往复运动，推动推杆作 直线运动。 凸轮是圆柱上底面有曲线轮 廓，其绕轴转动，推动推杆 有规律 推 杆 滚子 推杆 形 状 平底 推杆
机构最简单，易磨损，适用 于作用力不大、转速较低的 场合。 最常用，滚子与凸轮间为滚 动摩擦，磨损小，可用来传 递较大动力。 受力较平稳，凸轮与平底接 触面之间形成油膜，润滑较 好，常用于高速转动机械。
三、间歇运动机构
棘轮机构 槽轮机构 凸轮间歇机构
不完全齿轮机构
将主动件的连续转 动，转化为从动件的周 期性间歇运动。
小结
本节课，我们学习了凸 轮机构和间歇运动机构，希 望大家通过学习能辨认各种 机构并熟悉各种机构的运动 效果。
凸轮机构
间歇运动机构
作业
观察两个运动构件的运 动，判断其属于哪种机构， 分别写出它们的主动件、从 动件和运动效果。
复习
常 用 机 构 连杆机构 凸轮机构
间歇运动机构
二、凸轮机构
组成
凸轮： 形状不规则的主动件 推杆： 随凸轮按一定规律 运动的从动件 机架
当凸轮绕定轴转动时， 推杆在凸轮上随凸轮的不同 形状作一定规律的往复直线 运动或摆动。
分类及运动特点
盘形 按 凸轮 凸 轮 移动 凸轮 形 状 圆柱 凸轮
第3章凸轮机构与间歇运动机构
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18
平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制过程
①把平底与导路的交点 A0看作尖顶从动件的 尖顶，按照尖顶从动件 凸轮轮廓的绘制方法， 求出理论轮廓上一系列 点A1、A2、A3、…； ②过这些点画平底的各 个位置A0B0、A1B1、 A2B2、A3B3、…； ③作这些平底的包络线， 便得到平底从动件凸轮 的轮廓曲线。
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33
3.4.2棘轮机构的应用
◆制动
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34
◆间歇送进
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35
◆超越、离合
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36
3.5间歇运动机构—槽轮机构
3.5.1棘轮机构的工作原理
典型槽轮机构的组成：由主动拨 盘、从动槽轮和机架等组成。 槽轮机构的工作原理：主动拨盘 连续转动，当主动拨盘的圆销A 未进入槽轮径向槽时，槽轮的内 凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡 住，静止不动；当主动拨盘的圆 销A进入槽轮径向槽时，槽轮受 圆销A驱动而转动。从而使槽轮 做间歇运动。
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4
图3-2 自动机床进刀机构
圆柱凸轮是一个具有曲 线轮廓或凹槽的构件， 被凸轮直接推动的构件 称为从动件（或称为推 杆）。凸轮通常作等速 转动，但也有作往复摆 动或者往复直线移动等 其他运动。从动件通过 凸轮的曲线轮廓与其以 高副接触从而获得预期 的运动，所以凸轮机构 是由凸轮、从动件和机 架三个基本构件组成的 高副机构。
max [ ]
[ ]
。
推程（工作行程）推荐的许用压力角为：
直动从动件 摆动从动件
[ ] 30
[ ] 35
0
~ 40
~ 45
0
0
0
回程（空回行程） [ ] 70 0 ~ 80 0
第4章凸轮机构及简谐运动机构
机械设计基础 —— 凸轮机构及间歇运动机构
三、对心直动平底从动件盘形凸轮
已知凸轮的基圆半径rmin，角速度ω 1和从动件 运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。
7’ 5’ 3’ 8’ 9’ 11’ 12’ 13’ 14’ 9 11 13 15
-ω 1
ω1
1’ 2’ 3’ 12 4’ 3 4 5’ 5 6’ 6 7 7’ 8 8’
1’
1 3 5 78
15 14’ 14 13’ 13 12 11 9 10 12’
11’ 设计步骤： 10’ 9’ ①选比例尺μ l作基圆rmin。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。 ④作平底直线族的内包络线。
机械设计基础 —— 凸轮机构及间歇运动机构
四、摆动从动件盘形凸轮机构
已知凸轮的基圆半径rmin， 角速度ω 1，摆杆长度l以 及摆杆回转中心与凸轮 回转中心的距离d，摆杆 角位移方程，设计该凸 d 轮轮廓曲线。
4’ 3’ 2’ 1’ 1 2 3 4
A l
φ1
A1 ω 1
5’ 6’
7’ 8’ 5 6 7 8
A8
B’2 φ2 B’1 A2 B’3 B B2 B3 B 1 B’φ3 4 ω rmin 1 120° 4 B A3 90 ° B8 60 ° B5 B6 B’6
φ4
B’5 A4
A7
φ7
A6
B7 B’7
φ6
A
φ5
机械设计基础 —— 凸轮机构及间歇运动机构
4-4 凸轮机构设计中应注意的问题
一、压力角与凸轮的基圆半径 压力角α：从动件上受力方向与运动方向所夹的锐角。 受力分析（不计凸轮与从动件的摩擦）： α = α(t) Fy= Fn cosα Fx= Fn sinα
项目3凸轮与间歇运动机构
15，20， 20Mn2,20Cr,20CrMnTi GCr15 T10,T10A 38CrMoAl,35CrAl 滚子 20Cr,18CrMnTi T8,T10,GCr15 45,40Cr
一般精度仿形靠 模凸轮 高精度仿形靠模 凸轮 与钢制凸轮相配 与铸铁或钢制凸 轮相配 与铸铁凸轮相配
3.6 基础练习 1.凸轮机构的优缺点是什么？为什么凸轮机构在自动机械中得到了广泛的应用？ 2.比较顶尖、滚子和平底从动件的优缺点及应用场合？ 3.从动件的常见运动规律由哪几种？这种运动规律的动作适用哪种场合？ 3.7 实训提升 —— 请分析下图凸轮机构实现的输入与输出运动形态
图 3.1
内燃机配气机构
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 3.15
手动补鞋机外形与机构图
1.5 案例分析 下图是非规则表面常用的仿形加工机器——电动配钥匙机， 原版钥匙就类似一个扁平的 凸轮， 待配的钥匙被磨切削的轨迹与原版钥匙的齿形相对应。 几个来回就能磨削成一样的形 状，请分析其工作特点。
图 3.16
电动配钥匙机
1.6 知识拓展——凸轮机构的材料 凸轮机构是一种高副运动机构，其点线接触的特点，使我们选择材料的着眼点。从工 程实例看， 凸轮机构失效的主要形式是凸轮与从动件接触表面的疲劳点蚀和摩擦磨损。 因此 凸轮副材料应具有足够的表面接触强度和良好的耐磨性； 同时考虑到运动过程中， 从动件加 速度存在有限突变，会产生柔性冲击，材料必须由较好的韧性，不能脆硬。在工程设计中， 一般根据经济性获取材料，后辅以热处理的方式，来进行选材。 零件名 凸轮 材料 HT250,HT300, QT450-10,QT500-7 QT600-3,QT700-2,QT800 -2,QT900-2 45,40Cr,45Mn2 热处理 退火 等温淬火 HRC45~50 正火 使用场合 低速、轻载、大 型低精度凸轮 中速、中载、中 等精度的凸轮轴 低速、轻载、精 度较低的一般凸轮
凸轮与间歇运动机构
根据工作要求选择适当的凸轮和间歇运动机构类型，进行运动学和动力学分析， 确定机构尺寸参数，进行强度、刚度和稳定性校核，优化设计方案。
凸轮与间歇运动机构选型依据
01
02
03
04
工作要求
明确机构需要实现的运动规律 、精度、速度、加速度等性能
指标。
机构特性
了解不同类型凸轮和间歇运动 机构的运动特性、优缺点及适
凸轮机构作用
通过凸轮的旋转或往复运动，推 动从动件按预定规律运动，实现 机械自动化和精确控制。
凸轮类型与特点
01
02
03
盘形凸轮
凸轮形状为圆盘形，具有 结构简单、紧凑、易于加 工和维修方便等特点。
移动凸轮
凸轮作往复直线运动，从 动件通过导轨或导槽与凸 轮接触，实现直线或曲线 运动。
圆柱凸轮
凸轮形状为圆柱形，从动 件沿凸轮轮廓作曲线运动， 适用于空间复杂运动。
凸轮与间歇运动机构
目 录
• 凸轮机构基本概念与分类 • 间歇运动机构概述及分类 • 凸轮与间歇运动机构组合设计 • 凸轮与间歇运动机构性能分析 • 凸轮与间歇运动机构应用领域探讨 • 总结与展望
01 凸轮机构基本概念与分类
凸轮机构定义及作用
凸轮机构定义
由凸轮、从动件和机架三个基本 构件组成的高副机构。
动力传递效率评估
评估凸轮机构在动力传递 过程中的效率，优化机构 设计以提高动力传递效率。
精度与稳定性评估
凸轮加工精度控制
控制凸轮的加工精度，确保凸轮轮廓曲线的准确性和一致性。
从动件定位精度评估
评估从动件在间歇运动过程中的定位精度，确保从动件能够准确地 停留在预定的位置上。
机构稳定性分析
机械基础下册 第一篇 第三章 凸轮机构和间歇运动机构
◇ 尖顶从动件（图3-3） ◇ 滚子从动件（图3-1b) ◇ 平底从动件（图3-2）
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
Machinery Foundation
第一篇 机构及机械零件基础
第3章 凸轮机构和间歇性运动机构
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
目录
3.1 凸轮机构的应用和分类 3.2 从动件常用的运动规律及其选择 3.3 用作图法设计盘形凸轮的轮廓曲线 3.4 凸轮机构基本尺寸的确定 3.5 间歇运动机构
Machinery Foundation
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
图3-5 凸轮与从动杆的运动关系
r min： 基圆半径
1 ：匀角速
h ：升距
t ：推程角
：远休止角 s
h ：回程角
' s
：近休止角
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.2 从动件常用的运动规律及其选择
常用从动件运动规律
图3-9 反转法原理
Machinery Foundation
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
3.3用作图法设计盘形凸轮的轮廓曲线
（一）尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 几何法步骤 第一步 选择适当的比例尺 ，取横坐标表示凸轮的转角，
纵坐标表示从动件的位移
第二步 按区间等分位移曲线横坐标值，确定从动件的相
优点
结构简单、紧凑，工作可靠
凸轮机构及间歇机构
rA ( rb2 e2 s)2 e2
A arctan
rb2 e2 arctan e
rb2 e2 s e
极坐标系 极轴 极点
极角 向径
A 0
O
A
A arctan
rb2 e2 e
arctan rb2 e2 s e
C0
C
rA ( rb2 e2 s)2 e2
K t d 21 t 2
2 / Z
槽轮
2
Z 2 2Z
单圆销外啮合槽轮机构的基本尺寸如上图示，其几何关系如下：
R a sin2 a sin( / Z ) s a cos2 a cos( / Z )
h s (a R r)
Z一般取4～6
二）棘轮机构
棘轮、棘爪、摇杆、机架、棘轮罩。
可以求得：
c0 h c1 4h / c2 2h / 2
s
h
2h 2
(
)2
v
4h 2
(
)
a
4h
2
2
同理可以求出回程的运动方程
这是n=2时从动杆的运规律图，
从图上可以看出：
1）位移曲线为凸轮转角的二
次函数，为抛物线方程。
2）有（0，A，B，C，D）五 点的加速度有突变，因而从动
' 件的惯性力也有突变。由于加 速度的突变为一有限值，故惯 性力的突变也是有限值，对凸 轮机构的冲击也是有限的，故
称为柔性冲击。
二）.简谐运动规律
在运动始末点（A、E点），加速度有变化 －柔性冲击，只适于中速；当从动件作连续升降循环运动时，加速度曲线连续，
无冲击，可用于高速凸轮机构。
s h (1 2
v h
2
cos sin
凸轮机构间歇运动机构
※ 绘制从动件位移线图时，横坐标代表凸轮转角或时间，百
分比尺可任意选用，而不影响凸轮轮廓旳设计。对于直动从动件， 其纵坐标代表位移，它旳百分比尺最佳与凸轮轮廓旳百分比尺相同 ，以便在位移线图上直接截取线段绘制凸轮轮廓。对于摆动从动件 凸轮机构旳绘制，本教材未作要求，如需了解可参阅《机械原理》 教材。
§3-3. 图解法绘制凸轮轮廓
要求能应用反转法原理绘制直动从动件盘形凸轮机构旳凸 轮轮廓曲线。根据从动件旳位置，可将直动从动件盘形凸轮机 构分为对心和偏置两种构造（图3-5，图3-6）。
图3-5
图3-6
“反转法”设计凸轮轮廓旳 原理，见图3-7：
假设凸轮静止不动，从动
件 一 方 面 随 导 路 以 - ω1 转 动 ，
一、基本内容及学习要求
⒈ 基本内容 (1) 棘轮机构； (2) 槽轮机构。 ⒉ 学习要求 了解槽轮机构和棘轮机构旳类型、传动特点和 应用场合。 ⒊ 要点 本章旳要点是有关棘轮机构、槽轮机构旳传动 特点和应用场合。
第五章 间歇运动机构
间歇运动机构是：当主动件连续运动时，从动件出现周期性停 歇状态旳机构运动。间歇运动机构旳类型诸多，本章简介棘轮机构 和槽轮机构旳类型、特点和应用场合。
点；
b) 过原点O向左上方作射线OO与S2轴成某个合适旳角度； c) 将OO线段提成相等旳两段并按1∶4∶9对称分割；
d)连接OA，过OO线旳各分割点分别作OA旳平行线，与OA 线段分别相交，得1、2、…6；过1、2、…6点作横坐标旳 平行线，过坐标轴上旳分割点1、2、…6作纵坐标旳平行线，这些 线两两相应相交得1、2、…6点，将这些交点用光滑曲线相连， 即得到所求旳位移线图，见图4-4a。(注：等加速段和等减速段旳
第三章-凸轮及间歇运动机构
转动。
2、槽轮机构的类型
外啮合 槽轮机构
内啮合 槽轮机构
2、槽轮机构的类型
2、槽轮机构的类型
3、槽轮机构的特点及应用
特点： （1）结构简单，尺寸小，效率高 （2）能平稳的间歇转位 （3）有柔性冲击，适用于中速场合
应用： 蜂窝煤制作机、六角车床刀架转位机构
（1）蜂窝煤制作机
单 销 四 槽 槽 轮 机 构
（2）六角车床刀架转位机构
单 销 六 槽 槽 轮 机 构
一、凸轮机构的分类
1 1、按凸轮的形状分 2 2、按从动件端部形状分
3、按保持接触方式分
4
1、按凸轮的形状分
盘形凸轮
1、按凸轮的形状分
移动凸轮
1、按凸轮的形状分
圆柱凸轮
2、按从动件端部形状分
2、按从动件端部形状分
2、按从动件端部形状分
3、按保持接触方式分
力 锁 合
形 锁 合
二、凸轮机构的特点
凸轮及间歇运动机构
本章教学内容 ◆ 凸轮机构的分类、特点及应用 ◆ 槽轮机构的原理特点及应用 ◆ 棘轮机构的原理特点及应用
凸轮机构
当凸轮连续转动 时，推动气阀有 规律的启闭气门。
凸轮机构
机床进刀机构
当圆柱凸轮回转 时，通过凹槽驱 动从动件摆动， 从而驱使刀架运 动。
由以上两个例子可知：
凸凸轮轮是机一构个的具组有成曲：线轮 廓•1或─凹凸槽轮的构件，它运 动时，借助凸轮的轮廓， 使•2从─动从件动实件现预期的运 动•3规─律机。架
1、结构简单、紧凑、设计方便
2、可以实现任意复杂的预期运动
3、承载能力小，易磨损
广泛应用
间歇运动机构工作原理
间歇运动机构工作原理
间歇运动机构是通过一种特殊的机构结构，使得输入运动能够被转化为间歇式的输出运动。
间歇运动机构通常由凸轮和连杆构成。
凸轮是一种具有非圆形曲线轮廓的旋转元件，通过与其他机构部件的接触，使得输出轴的旋转遵循一种特定的规律，实现间歇运动。
间歇运动机构的工作原理可以分为几个步骤：
1. 输入运动：通过输入轴（通常是电机）提供旋转动力，使得凸轮开始旋转。
2. 凸轮形状：凸轮具有特定的曲线轮廓，根据设计要求，可以是任意形状，例如圆形、椭圆形、心形等等。
凸轮的曲线轮廓决定了输出轴的运动规律。
3. 连杆传动：凸轮表面的曲线轮廓与连杆相接触，通过连杆的运动，将凸轮的旋转运动转化为线性或者角度变化的运动。
4. 输出运动：通过连杆的运动，将其传递给输出轴，实现间歇运动。
输出轴可以根据需求进行各种类型的运动，例如往复运动、旋转运动等。
5. 间歇控制：根据特定的需求，可以通过控制凸轮形状、连杆长度等参数，来控制输出轴的间歇运动规律，实现特定的功能。
总的来说，间歇运动机构通过凸轮和连杆的相互作用，将输入运动转化为间歇式的输出运动，实现特定的机械功能。
这种机构广泛应用于各种机械装置中，例如发动机的气门控制、自动化生产线的工件传送等。
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⒈ 基本内容 (1) 凸轮机构的应用和分类
一、基本内容及学习要求
⒉ 学习要求 ⑴ 了解凸轮机构的应用和分类方法。
第一节 凸轮机构的应用和分类
一、凸轮机构的应用
二、工作原理和特点 三、凸轮机构的分类 1.按凸轮的形状分: （1）盘形凸轮
（2）移动凸轮 （3）圆柱凸轮 2.按从动件的型式分 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件
学习从动件常用运动规律时，应掌握如下基本定义（参 照教材图3-5a）：
① 盘形凸轮的基圆和基圆半径rb；
②
推程和推程运动角
；
h
③
远休止角
；
s
④ 回程和回程运动角h ；
⑤ 近休止角s ；
⑥ 从动件的升程h。
掌握等速运动规律 (图3-3 )和等加速等减速运动规律 位移(图3-4) 、速度和加速度线图的绘制方法。
§3-3. 图解法绘制凸轮轮廓
要求能应用反转法原理绘制直动从动件盘形凸轮机构的凸 轮轮廓曲线。根据从动件的位置，可将直动从动件盘形凸轮机 构分为对心和偏置两种结构（图3-5，图3-6）。
图3-5
图3-6
“反转法”设计凸轮轮廓 的原理，见图3-7：
假设凸轮静止不动，从动 件一方面随导路以-ω 1转动， 同时从动件又沿导路作往复运 动。可画出从动件的各对应位 置，顶点的运动轨迹就是凸轮 的轮廓曲线。
图3-7
(1) 滚子从动件盘形凸轮机构，在绘制凸轮轮廓时要把滚子中心 视为尖顶从动件的尖顶，按其作图方法绘出一条理论廓线β 0，再 以β 0上各点为圆心，以滚子半径为半径，画一系列小圆，然后作 这些圆的内包络线，便是滚子从动件盘形凸轮的实际廓线β。滚子 从动件盘形凸轮的基圆仍在理论轮廓上度量。这里需要说明的是， 在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，常会认为图3-8由理论廓线β 0 画一系列滚子，再作包络线求实际廓线β 的方法太麻烦，而采用从 理论轮廓上B0、B1、B2、B3 …, 沿相应导路截取线段等于滚子半径 得到各点，将这些点连接起来即可找到“实际轮廓曲线”。然而由 图4-4a可以看出，当从动件上升或下降时，实际轮廓线与滚子的切 点大多不在导路上。因此，上述作图方法是不正确的。
内燃机凸轮机构
2. 凸轮机构的特点 ⑴ 优点是：只需确定适当的凸轮轮廓就可使从动件得到任 意预期的运动规律，结构简单，体积较小，易于设计。
⑵ 缺点是：由于凸轮与从动件是高副接触，压力较大，易 磨损，故不宜用于大功率传动；又由于受凸轮尺寸限制，凸轮 机构也不适用于要求从动件工作行程较大的场合。
第二节 从动件的常用运动规律
掌握两种运动规律分别对机构产生的影响。除上述两种常用的运动 规律外，从动件的运动规律还有简谐运动规律（也称余弦运动规律 ）和摆线运动规律（也称正弦运动规律）等。简谐运动规律起点和 终点也有柔性冲击；而摆线运动规律对机构没有任何冲击。
※ 绘制从动件位移线图时，横坐标代表凸轮转角或时间，比
例尺可任意选取，而不影响凸轮轮廓的设计。对于直动从动件，其 纵坐标代表位移，它的比例尺最好与凸轮轮廓的比例尺相同，以便 在位移线图上直接截取线段绘制凸轮轮廓。对于摆动从动件凸轮机 构的绘制，本教材未作要求，如需了解可参阅《机械原理》教材。
轮回转一周的角度1=360°)，纵坐标为从动件的位移(与凸轮基
圆比例相同)，其升程 h=20mm；
⑵ 以相应的比例将横坐标分成 h=120°，s=90°， h=90°，s=60°；
三、典型实例分析
(3) 作从动件的位移线图
① 从动件在推程作等加速等减速运动，其位移线图按前述方 法及步骤绘制。
等速运动规律的线图、等加速等减速运动规律的位移线 图作图步骤，见图3-3和图3-4。
图3-3
图3-4
等加速等减速运动规律的速度曲线是连续的，不会出现刚性冲 击。但在图中A、B、C三处加速度曲线有突变，会产生有限值的惯 性力而导致柔性冲击。因此，这种运动规律只适用于中低速场合。
对于上述两种运动规律，应能熟练画出它们的位移线图，并能
程作等加速等减速运动，回程作等速运动。试用图解法绘制 凸轮的轮廓。
Байду номын сангаас
三、典型实例分析
解：见教材。 1．选定适当的比例尺，确定凸轮的回转中心O ，以rb为 半径作基圆，以e为半径作偏距圆，过偏距圆的K点作直线沿从 动件导路方向与偏距圆相切，此导路与基圆的交点A0便是从动 件滚子中心的初始位置； 2. 用相同的比例尺绘制从动件的位移线图，见图4-4a，绘 制步骤如下： ⑴ 作一直角坐标系，横坐标为凸轮转角(取任意长度表示凸
在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，由于设计不当，有时凸
轮实际轮廓会出现尖点或相交，此时可采取下列措施解决，以避 免凸轮机构运动失真：
① 通过减小滚子半径使凸轮轮廓在任何位置既不变尖又不 相交；
② 若滚子半径无法减小则应通过增大凸轮的基圆半径，以 保证凸轮实际轮廓的最小曲率半径大于零。
⑵ 凸轮机构的压力角
压力角指的是从动件上所受的法向力与受力点速度方向 间所夹的锐角。或从动件运动方向和接触轮廓法线方向所夹的
锐角，用 表示，见图3-10。
要求能用图解法确定从动件与凸轮轮廓在任意点接触时的 压力角大小。由于凸轮轮廓上各点的压力角是变化的，在设计
时应使最大压力角不超过许用值，即 max≤[]。
凸轮压力角.exe
图3-10
三、典型实例分析
例3-1 试设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。已
知凸轮以等角速度1逆时针方向转动，偏距e =10mm，凸轮
的基圆半径 rb= 50mm，从动件的升程h=20mm，滚子半径rT
=10mm，h=120 o，s=90 o，h=90 o，s=60 o。从动件在推
(2) 对于偏置从动件盘形凸轮机构的设计，正确地划分凸轮的 运动角是非常重要的，见图3-9。
图3-8
图3-9
§3-4 凸轮机构设计中应注意的几个问题 ⑴ 滚子半径的选择 运动失真产生的原因是当凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率
半径小于或等于滚子半径时，凸轮实际轮廓曲线发生相交或出现 尖点（尖点容易磨损），使从动件不能按原有的运动规律运动， 致使造成运动失真。
a) 沿1(t)轴将推程运动角h=120° 分为6等分，得1、2、…6