摘要:在机械专业学习中,凸轮机构是绕不开的核心知识点,无论是后续的机械设计、机床操作还是设备维修,都离不开对它的理解。很多学习者刚接触时觉得 “分类太多记不住”“不知道不同类型有啥用”,今天就用直白的语言 + 实用场景,把凸轮机构的分类讲透,帮你轻松应对学习和实训!
在机械专业学习中,凸轮机构是绕不开的核心知识点,无论是后续的机械设计、机床操作还是设备维修,都离不开对它的理解。很多学习者刚接触时觉得 “分类太多记不住”“不知道不同类型有啥用”,今天就用直白的语言 + 实用场景,把凸轮机构的分类讲透,帮你轻松应对学习和实训!
一、按凸轮形状分:先搞懂 “核心部件长啥样”
凸轮是机构的 “指挥者”,它的形状直接决定了从动件的运动方式。这是最基础的分类,也是实训中最容易观察到的类型。
1. 盘形凸轮:机械里的 “基础款”
长相:像一个中间带孔的圆盘,边缘轮廓不是圆形(比如心形、弧形),通过绕中心旋转推动从动件运动。常见场景:汽车发动机的气门机构、打印机的送纸机构。实训时拆开机床的简单传动部件,大概率能看到它的身影。学习重点:结构简单、容易加工,是学习凸轮轮廓设计的入门案例,考试常考它的运动轨迹计算。2. 移动凸轮:把 “旋转” 变成 “直线推动”
长相:可以理解为把盘形凸轮 “拉直”,变成一块有曲线轮廓的平板,工作时它自己做往复直线运动(比如左右移动),带动从动件动。常见场景:机床的进给机构、自动送料机的推料装置。比如实训时用的小型冲压机,就可能用移动凸轮控制冲头的上下运动。学习重点:能将直线运动转化为复杂的从动件运动,维修时要注意它的滑动导轨是否磨损,影响精度。3. 圆柱凸轮:能实现 “更复杂的动作”
长相:像一个圆柱体,要么在圆柱端面上有曲线轮廓,要么在圆柱侧面开了螺旋状的凹槽,工作时绕圆柱轴线旋转,从动件在凹槽里跟着运动。常见场景:纺织机的纱线引导机构、机械手的抓取动作控制。比前两种能实现更复杂的 “多方向运动”,比如让从动件既上下又左右动。学习重点:加工难度稍大,但在自动化设备中很常用,实训时遇到多动作的机械臂,可以先想想是不是圆柱凸轮在起作用。二、按从动件端部结构分:看 “接触方式”,判断磨损和用途
从动件是 “执行者”,它和凸轮接触的部分(端部),直接影响机构的寿命和传力效果。这部分知识点,在设备维护和选型中特别重要。
1. 尖顶从动件:“精准但不禁用”
长相:从动件的顶端是尖的(比如一根细杆顶端磨尖),和凸轮是 “点接触”。特点:能精准跟随凸轮的复杂轮廓(哪怕轮廓有小凸起),但尖顶容易磨损,不能承受太大的力。常见场景:仪表机构(比如压力表里的小传动件)、低速运转的小型机械。实训时用的教学模型,很多会用这种,方便观察运动过程。学习重点:记住它 “传力小、易磨损” 的特点,实际工作中遇到高速、重载的设备,基本不会用它。2. 滚子从动件:“耐用又能扛”
长相:从动件顶端装了一个小滚轮(像轴承一样能转动),和凸轮是 “滚动接触”,不是滑动摩擦。特点:磨损小、能承受较大载荷,而且运动更平稳,是工业中用得最多的类型。常见场景:汽车的减震机构、机床的凸轮控制器、农业机械的播种机构。实训时拆的拖拉机、收割机部件,大概率能见到它。学习重点:维修时要检查滚轮的轴承是否缺油、有没有卡死,这是这类机构最容易出问题的地方。3. 平底从动件:“高效又好润滑”
长相:从动件顶端是一个平面(比如一块平板),和凸轮的轮廓面接触。特点:凸轮对从动件的作用力方向始终垂直于平底,传动效率高;而且接触面大,容易形成油膜,润滑效果好,工作很平稳。学习重点:它的平底不能有磨损或变形,否则会影响运动精度,维修时要注意检查平面度。三、按从动件运动方式分:看 “执行者怎么动”
这部分直接关系到机械的 “动作功能”,比如是直线推料还是摆动抓料,都和这个分类有关。
1. 直动从动件:“上下 / 左右直线跑”
特点:从动件沿着固定的导轨做直线运动,比如上下移动、左右滑动。细分:对心直动:从动件的运动中心线正好穿过凸轮的回转中心(比如简单的顶起机构);偏置直动:运动中心线和凸轮中心有一段距离(比如有些机床的进给机构,偏置能减少凸轮的压力角)。学习重点:考试常考 “偏置量对压力角的影响”,实训时调整导轨的位置,就能观察到从动件运动的变化。2. 摆动从动件:“绕轴来回摆”
特点:从动件不是直线动,而是绕着一个固定轴做往复摆动(比如钟摆一样,左右摆一定角度)。常见场景:颚式破碎机的破碎臂、自动门的开门机构、缝纫机的挑线杆。学习重点:要记住 “摆动角度” 这个参数,维修时调整凸轮轮廓,就能改变摆动的幅度,满足不同的工作需求。四、按锁合方式分:看 “凸轮和从动件怎么不分开”
如果凸轮和从动件中途 “脱开”,机构就会失效,所以 “锁合” 是保证机构正常工作的关键。
1. 力锁合:靠 “外力” 保持接触
常见类型:凹槽凸轮:凸轮上有凹槽,从动件的滚子卡在凹槽里,跟着凹槽运动;等径凸轮:凸轮理论廓线的两个等距曲线距离不变,从动件被 “夹” 在中间;等宽凸轮:凸轮的任意两条平行切线距离相等,从动件的平底始终贴紧凸轮。学习重点:这种方式更可靠,但加工要求高,损坏后修复难度大,实训时要注意保护凸轮的轮廓形状,不能磕碰。学习小贴士:记分类,先联 “实际场景”
很多学习者记不住分类,其实是没和 “真实机械” 结合起来。建议学习时:
看模型:在实训车间多观察凸轮机构模型,对着实物认 “形状”“端部”“运动方式”;拆部件:拆简单的机械(比如旧的打印机、小型电机),找一找里面的凸轮类型,对应课本知识点;想用途:记住 “什么样的场景用什么样的类型”,比如 “重载用滚子从动件”“高速用平底从动件”,比死记硬背更有效。凸轮机构不难,关键是 “理解它的作用”—— 它就是机械里的 “动作指挥官”,不同的分类,本质是为了满足不同的工作需求。把这些知识点吃透,后续学机械设计、做实训项目,都会更轻松!
来源:晓霞论科技