機械元件的基礎中的凸輪、離合器、制動器的作用

發布日期: 2023-09-12

凸輪、離合器、制動器都是被用作機械元件的零件。它們被用于包括身邊汽車和雙輪車在內的各種產品中,它在設計設備時不可或缺。讓我們看一看它們各自的作用和用法。

 

凸輪

在機械設計中,凸輪是將旋轉或往復運動改變為其他方向的運動的機械元件。

凸輪是將旋轉或往復運動改變為其他方向的運動的機械元件。決定運動的凸輪輪廓形狀叫做“凸輪輪廓”,與凸輪對應的零件通過沿著輪廓運動,由此能夠再現機械設計人員事先決定的運動。它的主要用途是用于準確、反復地再現事先決定的復雜運動。其優點是結構簡單,可靠性高,零件數量較少,在成本方面也有利。
凸輪種類繁多,下面介紹一下具有代表性的例子。

平面凸輪

? 板凸輪
通過使具有凸輪輪廓的板旋轉或往復運動來控制運動。

? 槽凸輪
在板面上刻有凸輪輪廓的槽,通過使其旋轉或往復運動來控制運動。

立體凸輪

? 鼓狀凸輪
在圓筒的外周面上刻有凸輪輪廓的槽,通過使其旋轉運動來控制運動。

? 端面凸輪
在圓筒的端面制成凸輪輪廓,通過使其旋轉運動來控制運動。

 

汽車發動機是最貼近我們的生活的使用凸輪的產品。發動機是將新鮮的空氣吸入氣缸,與汽油等燃料混合成混合氣體,通過活塞壓縮使其爆發而產生力??刂七@種空氣的吸入和爆發后留下的廢氣的排出時機和排出量的零件是稱為進排氣閥的零件,而使它們運動的零件則稱為凸輪軸。
它們是對應于各個閥門的平面-板凸輪被排列在同一個軸上的零件,由此來控制閥門的開閉時機和開度。凸輪還被用于其他用途,如機床和縫紉機等。

 

離合器

在機械設計中,離合器是指將從兩個位于同心軸上的動力傳動軸中的其中一方(驅動側)傳來的動力在任意的時間和規定的條件下向另一方(被動側)傳遞或切斷傳遞的機械元件。

離合器是指將從兩個位于同心軸上的動力傳動軸中的其中一方(驅動側)傳來的動力在任意的時間和規定的條件下向另一方(被動側)傳遞或切斷傳遞的機械元件。使用手動擋車考取了汽車駕照的人應該都操作過。汽車在行駛中會等待信號而停車,在停車時會由前行改為倒車。如果沒有離合器,發動機的動力始終傳遞給車輪,在這種情況下每次都要停止發動機,非常不方便。不僅限于汽車,離合器還多用于設備在使用中臨時關?;蛐枇⒓粗貑⒌那闆r。因此離合器用于臨時切斷發動機或電動機等的動力。此外還有特殊的離合器,其僅傳遞單一方向的旋轉,或在達到規定轉速以上時才傳遞動力。
離合器種類繁多,在此介紹一下代表性的離合器。

? 嵌合式離合器(爪形離合器)
相互動力傳遞軸的端面上帶有爪,通過使爪嚙合或分離來控制傳遞動力。由于爪彼此互相嚙合,只有在停止中或在極低速運行下才可以操作。用于雙輪車的變速器等。

? 摩擦離合器
在動力傳遞軸的彼此端面上,使耐摩擦的零件相對,通過將它們按壓在一起或分離開來控制動力的傳遞。由于在短時間內相互之間能夠滑動,因此能夠進行例如平穩啟動或僅將部分動力傳遞給從動側的控制。離合器是最常見的零件,包括汽車在內,廣泛應用于雙輪車、工業設備等。小型摩托車等使用的“離心離合器”也是摩擦離合器的一種。它在發動機轉速大于一定值時離合器才合上。

? 流體離合器
這種離合器在動力傳遞軸的彼此端面上裝有葉輪,使之彼此相對,將葉輪容納在裝滿油等液體的箱體內。當驅動側轉動時,里面的油被帶動一起旋轉,動力也就被傳遞到從動側。即使暫時停止從動側,箱體中的油也會被攪拌,不至于連驅動側都停止下來。在自動擋車的情況下,無需在意離合器。但在變速器內部使用了“變矩器”,它是流體離合器的一種。

? 單向離合器
僅在規定的單一方向上傳遞動力的特殊離合器。我們身邊的例子是自行車的自由輪(在不蹬腳踏板時也可以利用慣性前行的機構)。

 

制動器

在機械設計中,制動器是使機器減速或停止的機械元件。

制動器是使機器減速或停止的機械元件。在汽車和自行車上都有使用,被人們所熟悉。多數情況下,它是利用摩擦將機械動能轉化為熱能來獲得制動力(制動的力量)。
制動器種類繁多,下面介紹一下代表性的制動器。

? 帶式制動器(帶閘)
在卷筒外周纏上鋼帶,通過扭緊來獲得制動力。制動力雖很大,但制動效果因環境而容易變化,因此多被用于操作感不太重要的用途。

? 圓筒式制動器
將被稱為“制動片”的零件按壓在圓筒的內周來獲得制動力。被用于卡車的停車制動器和叉車的制動器。

? 盤式制動器
將“制動盤”按壓在被稱為襯塊的零件上來獲得制動力?!皥A筒式制動器”的缺點在于容易因連續使用而積熱,導致制動力下降。而“盤式制動器”在構造上易于散熱,無需擔心這點,因此目前已經成為汽車的標準制動器。

 

總結
凸輪、離合器、制動器在機械元件中,是被用于較復雜的設備的零件。在機械設計中,合理組合這些機械元件來制造具有所需要的性能和可靠性的產品至關重要。

 

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