资源简介

(共12张PPT)
机械基础
（第七版）
1
2
3
8-1　凸轮机构概述
8-2　凸轮机构的类型及从动件端部形状
8-3　凸轮机构工作过程及从动件常用运动规律
第八章 凸轮机构
CONTENTS
在机器或机械设备中，许多场合需要构件做一些特殊的运动，凸轮机构可以使从动件准确地实现某种有规律的特殊运动。
一、凸轮机构的类型
凸轮机构分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构、圆柱凸轮机构和端面圆柱凸轮机构等。
盘形凸轮为径向尺寸变化的盘形构件，它绕固定轴做旋转运动。从动件在垂直于旋转轴的平面内做往复直线运动或往返摆动。
1．盘形凸轮机构
移动凸轮为一个有曲面的直线运动构件，在凸轮往返移动作用下，从动件可做往复直线运动或往返摆动。
2．移动凸轮机构
圆柱凸轮为一个有沟槽的圆柱体，它绕中心轴做旋转运动。从动件在平行于凸轮轴线的平面内做直线移动或摆动。
3．圆柱凸轮机构
端面圆柱凸轮是一端带有曲面的圆柱体，它绕中心轴做旋转运动。从动件在平行于凸轮轴线的平面内移动或摆动。
4．端面圆柱凸轮机构
二、从动件端部形状
凸轮与尖端从动件之间为点接触或线接触，能准确地实现任意运动规律。
1．尖端从动件
滚子从动件与凸轮接触的一端装有滚子，凸轮与从动件为滚子接触，有利于润滑。滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小。
2．滚子从动件
平底从动件与凸轮的曲线轮廓相切形成楔形缝隙，易于形成楔形油膜，润滑较好。
3．平底从动件
曲面从动件可避免因安装位置偏斜或不对中而造成的表面应力过大和磨损增大，兼有尖端从动件和平底从动件的优点。
（4）曲面从动件(共15张PPT)
机械基础
（第七版）
第八章 凸轮机构
8-1　凸轮机构概述
1
8-2　凸轮机构的类型及从动件端部形状
2
8-3　凸轮机构工作过程及从动件常用运动规律
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/CONTENTS
在机器或机械设备中，许多场合需要构件做一些特殊的运动，凸轮机构可以使从动件准确地实现某种有规律的特殊运动。
一、凸轮机构工作过程
凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮做等速旋转运动，从动件做往复移动。
对心外轮廓盘形凸轮机构的工作过程
1．升
　　当凸轮逆时针转过δ0 时，从动件由最低位置被推到最高位置，从动件运动的这一过程称为推程。
　　δ0称为推程运动角，从动件上升或下降的最大位移h称为行程。
2．停
　　凸轮转过δs时，从动件处于最高位置静止不动，这一过程称为远停程，δs称为远停程角。
3．降
　　凸轮转过δs时，从动件处于最高位置静止不动，这一过程称为远停程， δs称为远停程角
4．停
二、从动件常用运动规律
对心外轮廓盘形凸轮机构的从动件位移曲线
常用的从动件运动规律有等速运动规律和等加速、等减速运动规律。
1．等速运动规律
凸轮做等角速度转动时，从动件上升或下降的速度为一常数，这种运动规律称为从动件的等速运动规律。
按等速运动规律设计的凸轮机构，其从动件在推程开始、推程终止并转回程、回程结束的瞬间，速度有突变，会导致凸轮机构产生刚性冲击，造成强烈的噪声和磨损。因此，按等速运动规律设计的凸轮机构只适用于凸轮低速旋转、轻载的场合。
2．等加速、等减速运动规律
整个回程的前半段做等加速下降，后半段做等减速下降，这种运动规律称为等加速、等减速运动规律。
按等加速、等减速运动规律设计的凸轮机构，当凸轮顺时针转动时，从动件等加速上升（h/2）后变为等减速上升（h/2），到达推程最高点时上升的速度降为零，而后转入回程；回程的运动规律则是前半段行程为等加速下降，后半段行程为等减速下降，到达最低点时速度降为零。
从动件在整个运动过程中，速度没有发生突变，避免了刚性冲击。
按等加速、等减速运动规律设计的凸轮机构具有冲击小、运动平稳的优点，适用于凸轮转速较高和从动件质量较大的场合。
凸轮与滚子的常用材料及热处理(共18张PPT)
机械基础
（第七版）
第九章 其他常见机构
9-4　实训——参观生产现场
9-1　变速机构
9-2　换向机构
9-3　间歇运动机构
变速机构
9-1
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一、有级变速机构
有级变速机构是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得一定的转速级数的变速机构。
有级变速机构的特点
优点：可以实现在一定转速范围内的分级变速。变速可靠、传动比准确、结构紧凑。
缺点：高速旋转时不够平稳，变速时有噪声。
1．塔轮变速机构
塔带轮变速机构大多采用平带传动，也可以用V带传动。其优点是结构简单，传动平稳。但尺寸较大，变速不方便。
塔齿轮变速机构的特点是能用较少数目的齿轮获得较多的变速级数，结构简单紧凑。
2．滑移齿轮变速机构
改变滑移齿轮的啮合位置就可改变轮系的传动比，具有变速可靠、传动比准确等优点；但其零件种类和数量较多，变速有噪声。
车床主轴变速箱的传动系统
3．离合式齿轮变速机构
离合式齿轮变速机构的优点是可以采用斜齿轮或人字齿轮，使传动平稳；若采用摩擦式离合器，可在运转中变速。
缺点是齿轮始终处于啮合状态，磨损较快；离合器所占空间较大。
4．挂轮变速机构
挂轮变速机构通过更改不同齿数的挂轮来获得不同的传动比。
变速级数取决于备用齿轮中能相互啮合且满足中心距要求的齿轮副的对数。
在模数相同时，要求配换的各对挂轮齿数和相等。
CA6140 型卧式车床交换齿轮箱的挂轮变速机构
双联挂轮1固定在输入轴2上，双联挂轮6固定在输出轴5上，惰轮3空套在惰轮轴4上。
输入轴2的运动由双联挂轮1传给惰轮3，然后通过双联挂轮6经输出轴5输出。
CA6140 型卧式车床交换齿轮箱的挂轮变速机构
挂轮架8空套在输出轴5上。惰轮轴4固定在挂轮架8的直槽中。
通过调整惰轮轴在直槽中的位置可使惰轮3与双联挂轮6正确啮合。
通过调整挂轮架8摆动的位置可使惰轮3与双联齿轮1正确啮合。
挂轮变速机构的优点：
结构简单、紧凑。由于用作主动齿轮、从动齿轮的齿轮可以颠倒位置，所以用较少的齿轮可获得较多的变速级数。
挂轮变速机构的缺点：
变速麻烦，调整齿轮费时费力。该机构主要用于不需要经常变速的机械。
5．拉键变速机构
一个塔齿轮固定在轴Ⅰ上，与塔齿轮相互啮合的一组齿轮空套在轴Ⅱ上，两组齿轮始终保持啮合。
拉键2在片弹簧1的作用下压入某一齿轮的键槽中，实现该齿轮与轴的周向固定。在各空套齿轮之间有垫圈3，将各齿轮彼此隔开。
二、无级变速机构
机械式无级变速机构一般是依靠摩擦力工作，通过改变主动件和（或）从动件的传动半径使输出轴的转速实现无级变化。
1．滚子平盘式无级变速机构
主、从动轮靠接触处产生的摩擦力传动，传动比i＝R2/R1。
R2可在一定范围内任意改变，从动轴2可以获得无级变速。
2．钢球摩擦式无级变速机构
用一套操纵机构（常为蜗杆副）改变钢球转轴的偏转角度时，钢球与两锥盘的接触半径增大或减小，从而使从动轴实现无级变速。
通过轴向同步移动锥轮1a和2b，可改变工作半径R1和R2的大小，从而实现无级变速。
3．宽V带式无级变速机构(共7张PPT)
机械基础
（第七版）
换向机构
9-2
换向机构是指在输入轴转向不变的条件下，可使输出轴变换转向的机构。
常见类型有惰轮换向机构、采用离合器的换向机构和滑移齿轮换向机构等。
一、惰轮换向机构
1．有两个惰轮的换向机构
惰轮2工作，惰轮6不工作时，从动齿轮3与主动齿轮1的旋转方向相同。
惰轮2、惰轮6同时工作，此时从动齿轮3与主动齿轮1的旋转方向相反，实现换向。
２．有三个惰轮的换向机构
有三个惰轮的换向机构，该机构可以有分离、正转、反转三种状态。
二、采用离合器的换向机构
　　2．接通左边的离合器，齿轮1与轴I一起转动，动力通过齿轮1和齿轮6传递给轴Ⅲ，并使轴Ⅲ与轴I转向相反。
　　1．当离合器分离时，轴I上的动力无法传递给轴Ⅲ。
　　3．当接通右边的离合器时，齿轮3与轴I一起转动，动力通过齿轮3、惰轮4和齿轮5传递给轴Ⅲ，并使轴Ⅲ与轴I转向相同。
三、滑移齿轮换向机构
　　1．当主动齿轮2和从动齿轮4啮合，轴Ⅲ的转向与轴Ⅰ相反。
　　2．当从动齿轮向左滑移并与惰轮3啮合时，轴Ⅲ的转向与轴Ⅰ相同，从而实现换向。
8
4
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手柄
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X
Ⅲ
6
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2
T
×
3
I
Ⅲ(共28张PPT)
机械基础
（第七版）
当主动件做连续运动时，从动件产生周期性的运动和停歇的机构称为间歇运动机构（又称间歇机构）。
当液压缸7的活塞杆退回时，曲柄4逆时针转动，棘爪5从棘轮6的齿背上滑过，棘轮6不动，输送带3停止运动，灌注型砂。
当液压缸7的活塞杆伸长时，曲柄4顺时针转动，棘爪5插入棘轮6的槽中并带动棘轮转动，带动输送带3运动，实现砂箱的输送。
一、棘轮机构
棘轮机构是由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。
1．棘轮机构的组成和工作原理
当主动件做连续往复摆动时，棘轮做单向间歇运动。
2．常见棘轮机构
棘轮机构按照工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构。
齿式棘轮机构是通过装在定轴摆动摇杆上的棘爪推动棘轮做一定角度间歇转动的机构。齿式棘轮机构有外啮合齿式和内啮合齿式两种。
（1）齿式棘轮机构
1）外啮合齿式棘轮机构
有一个驱动棘爪，只有当摇杆朝着某一方向摆动时才能推动棘轮转动，而反向摆动则无法推动棘轮转动。
①单动式棘轮机构
②双动式棘轮机构
有两个驱动棘爪，当主动件做往复摆动时，两个棘爪交替带动棘轮朝着同一方向做间歇运动。
棘爪可绕销轴翻转，棘爪爪端外形两边对称，棘轮的齿形制成矩形。使用时，如果将棘爪翻转，则棘轮反向转动。
③可变向棘轮机构
2）内啮合齿式棘轮机构
棘轮的轮齿加工在轮子的内壁上，棘爪安装在内部的主动轮上。
当主动轮逆时针转动时，棘爪推动棘轮转动。
当主动轮顺时针转动时，棘爪在棘轮上滑过，不能推动棘轮转动。
（2）摩擦式棘轮机构
摩擦式棘轮机构是用偏心扇形楔块代替齿式棘轮机构中的棘爪，以无齿摩擦轮代替棘轮。
摩擦式棘轮机构分为外摩擦式棘轮机构和内摩擦式棘轮机构。
1）外摩擦式棘轮机构
外摩擦式棘轮机构可将摇杆的往复摆动转换为棘轮的单向间歇运动。
2）内摩擦式棘轮机构
摆轴带动棘爪逆时针转动时，由于摩擦力的作用使棘爪楔紧在摆轴与棘轮之间的狭隙处，从而带动棘轮一起逆时针转动。
当摆轴带动棘爪顺时针转动时，棘爪松开，棘轮静止不动。
3．棘轮机构的特点
（1）棘轮机构结构简单、容易制造、运动可靠，常用作防止转动件反转的附加保险机构。
（2）棘轮的转角和动停时间比可调，常用于机构工况经常改变的场合。
（3）由于齿式棘轮机构的棘轮是在驱动棘爪的突然撞击下启动的，在接触瞬间理论上是刚性冲击，工作平稳性较差，且产生较大的振动和噪声。此外，棘爪在棘轮齿背上滑行时会产生噪声并使齿尖磨损。
棘轮机构只能用于主动件速度不大、从动件行程需要改变的步进运动场合。
（4）当需要无级调节棘轮的转角时，则应采用摩擦式棘轮机构。摩擦式棘轮机构的优点是转角大小的变化不受轮齿限制，在一定范围内可任意调节转角，传动平稳、无噪声，动程可无级调节。
摩擦式棘轮机构靠摩擦力传动，会出现打滑现象，虽然可起到安全保护作用，但是传动精度不高，常用作超越离合器。摩擦式棘轮机构适用于低速轻载的场合。
4．棘轮机构的应用实例
（1）牛头刨床工作台间歇移动机构
主动轮7做匀速转动，通过曲柄摇杆机构带动棘爪支架6往复摆动，然后通过棘轮机构带动螺杆5做间歇转动，再通过螺旋传动机构使工作台做间歇进给运动。
若要改变横向进给量，可旋转螺杆8调整曲柄长度；若要改变横向进给的方向，可将手柄1提起，旋转180°后再放下。
（2）自行车飞轮机构
当链条带动小链轮逆时针转动时，小链轮内侧的棘齿通过千斤（棘爪）带动芯子逆时针转动，驱动自行车前行。
当自行车下坡或脚不蹬踏板时，小链轮不动，但芯子由于惯性的作用仍按原方向转动，此时千斤（棘爪）在小链轮（棘轮）齿背上滑过，自行车继续前行。
（3）提升机带式制动器的棘轮机构
1）提升重物时，原动机通过传动轴8驱动卷筒9和棘轮5顺时针旋转。此时，制动轮4处于固定状态，棘爪从棘轮上滑过，机构的运动不受制约。
2）当重物在空中处于停止状态时，重物的重力通过传动轴8作用到棘轮5上，使棘轮5有逆时针转动的趋势。由于此时制动轮4处于固定状态，且棘爪6卡在棘轮5的牙槽中，阻止棘轮和卷筒逆时针旋转。
３）重物下降时，需要传动轴逆时针旋转。可将手柄1抬起，解除制动轮4的制动约束。由于重物的重力作用，使卷筒9、传动轴8、棘轮5、棘爪6和制动轮4一起逆时针转动。一旦需要停止时，只要将手柄1放下即可。
1．槽轮机构的组成和工作原理
二、槽轮机构
由槽轮、拨盘、装有圆销的曲柄和机架组成的步进运动机构称为槽轮机构。
（1）当装有圆销的曲柄2上的圆销未进入从动槽轮3的径向槽时，从动槽轮3上的内凹锁止弧被主动拨盘1上的外凸锁止弧卡住，从动槽轮3不动。
（2）当圆销要进入从动槽轮3上的径向槽时，主动拨盘1上的外凸锁止弧正好与从动槽轮3上的内凹锁止弧脱离接合，从动槽轮3受圆销的驱使而转动。
（3）当圆销在另一边离开径向槽时，内凹锁止弧又被卡住，从动槽轮3又静止不动。直至圆销再次进入从动槽轮3的另一个径向槽时，又重复上述运动。
2．槽轮机构的常见类型及运动特点
（1）单圆销外接槽轮机构
主动拨盘1每旋转一周，圆销拨动从动槽轮3运动一次，且从动槽轮与主动拨盘的转向相反。
（2）双圆销外接槽轮机构
主动拨盘1每旋转一周，从动槽轮3运动两次，减少了静止不动的时间。从动槽轮与主动拨盘的转向相反。
（3）内接槽轮机构
主动拨盘1旋转一周，从动槽轮3间歇地转过一个槽口，从动槽轮与主动拨盘的转向相同。
3．槽轮机构的应用特点
槽轮机构结构简单，转位方便，工作可靠，能准确控制槽轮转角。
但其转角的大小受到槽数限制，不能调节。在槽轮转动的始末位置处，机构存在冲击现象，且随着转速的增加而加剧，故不适用于高速场合。
三、不完全齿轮机构
由轮齿不布满整个圆周的齿轮作为主动轮的齿轮机构称为不完全齿轮机构。
不完全齿轮机构的主动齿轮做连续转动，从动齿轮做间歇转动。
不完全齿轮机构的特点是结构简单、工作可靠、传递力大；但工艺复杂，从动轮在运动的开始与终止位置有较大冲击，一般适用于低速、轻载的场合。(共9张PPT)
一、实训目的
通过参观机械加工生产现场，了解机械产品的设计和生产流程，机械加工的内容及加工特点，常用机床的类型、用途及加工工艺，体验机械加工的工作氛围，培养对机械加工的感性认识。
二、任务描述
根据企业产品生产流程参观企业生产现场，并了解以下内容：
1．企业对参观人员有哪些要求？生产车间有哪些安全文明生产规章制度？
2．所参观的企业主要生产什么产品？有哪些生产部门和工作岗位？
3．生产车间有哪些生产设备 其用途是什么？
4．机械生产岗位对生产工人有何技术要求？
三、任务实施
1．了解企业对参观人员的要求
一般情况下，为了安全和技术保密，企业是不允许人员随便进入工作现场参观的，所以参观企业的学生必须在教师带领下，并服从企业工作人员的安排，按照规定的路线参观。
2．了解车间的管理制度
为了提高管理效能，保证设备操作人员的安全和设备完好，提高生产效率，企业都会根据不同的工作岗位制定相关的规章制度，这也是参观学习的主要内容之一。
3．认识生产设备
通过参观学习，了解企业产品的种类、用途和加工工艺流程，以及主要生产设备的功能和用途。
常用机床的类型、特点及应用
车床是利用工件的旋转运动和刀具移动对零件进行加工，主要用于回转体工件的加工，如加工外圆柱面、圆锥面、球面及各种内孔等。
普通车床
数控车床
铣床是指用铣刀在工件上加工各种表面的机床，主要用于铣削平面和加工沟槽。铣削加工时，铣刀的旋转运动为主运动，工件或（和）铣刀的移动为进给运动。
普通铣床
数控铣床
加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻螺纹等多种工序。
加工中心

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