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机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用

  • 2022.12.13 16:01:23
  • 米思米
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凸轮、离合器、制动器都是被用作机械元件的零件。它们被用于包括身边汽车和双轮车在内的各种产品中,它在设计设备时不可或缺。让我们看一看它们各自的作用和用法。

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用 凸轮

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用

凸轮是将旋转或往复运动改变为其他方向的运动的机械元件。决定运动的凸轮轮廓形状叫做“凸轮轮廓”,与凸轮对应的零件通过沿着轮廓运动,由此能够再现机械设计人员事先决定的运动。它的主要用途是用于准确、反复地再现事先决定的复杂运动。其优点是结构简单,可靠性高,零件数量较少,在成本方面也有利。

凸轮种类繁多,下面介绍一下具有代表性的例子。

平面凸轮

• 板凸轮
通过使具有凸轮轮廓的板旋转或往复运动来控制运动。

槽凸轮
在板面上刻有凸轮轮廓的槽,通过使其旋转或往复运动来控制运动。

立体凸轮

• 鼓状凸轮
在圆筒的外周面上刻有凸轮轮廓的槽,通过使其旋转运动来控制运动。

• 端面凸轮
在圆筒的端面制成凸轮轮廓,通过使其旋转运动来控制运动。

汽车发动机是最贴近我们的生活的使用凸轮的产品。发动机是将新鲜的空气吸入气缸,与汽油等燃料混合成混合气体,通过活塞压缩使其爆发而产生力。控制这种空气的吸入和爆发后留下的废气的排出时机和排出量的零件是称为进排气阀的零件,而使它们运动的零件则称为凸轮轴。

它们是对应于各个阀门的平面-板凸轮被排列在同一个轴上的零件,由此来控制阀门的开闭时机和开度。凸轮还被用于其他用途,如机床和缝纫机等。

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用 离合器

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用

离合器是指将从两个位于同心轴上的动力传动轴中的其中一方(驱动侧)传来的动力在任意的时间和规定的条件下向另一方(被动侧)传递或切断传递的机械元件。

使用手动挡车考取了汽车驾照的人应该都操作过。汽车在行驶中会等待信号而停车,在停车时会由前行改为倒车。如果没有离合器,发动机的动力始终传递给车轮,在这种情况下每次都要停止发动机,非常不方便。不仅限于汽车,离合器还多用于设备在使用中临时关停或需立即重启的情况。因此离合器用于临时切断发动机或电动机等的动力。此外还有特殊的离合器,其仅传递单一方向的旋转,或在达到规定转速以上时才传递动力。

离合器种类繁多,在此介绍一下代表性的离合器。

• 嵌合式离合器(爪形离合器)
相互动力传递轴的端面上带有爪,通过使爪啮合或分离来控制传递动力。由于爪彼此互相啮合,只有在停止中或在极低速运行下才可以操作。用于双轮车的变速器等。

• 摩擦离合器
在动力传递轴的彼此端面上,使耐摩擦的零件相对,通过将它们按压在一起或分离开来控制动力的传递。由于在短时间内相互之间能够滑动,因此能够进行例如平稳启动或仅将部分动力传递给从动侧的控制。离合器是最常见的零件,包括汽车在内,广泛应用于双轮车、工业设备等。小型摩托车等使用的“离心离合器”也是摩擦离合器的一种。它在发动机转速大于一定值时离合器才合上。

• 流体离合器
这种离合器在动力传递轴的彼此端面上装有叶轮,使之彼此相对,将叶轮容纳在装满油等液体的箱体内。当驱动侧转动时,里面的油被带动一起旋转,动力也就被传递到从动侧。即使暂时停止从动侧,箱体中的油也会被搅拌,不至于连驱动侧都停止下来。在自动挡车的情况下,无需在意离合器。但在变速器内部使用了“变矩器”,它是流体离合器的一种。

• 单向离合器
仅在规定的单一方向上传递动力的特殊离合器。我们身边的例子是自行车的自由轮(在不蹬脚踏板时也可以利用惯性前行的机构)。

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用 制动器

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用

制动器是使机器减速或停止的机械元件。在汽车和自行车上都有使用,被人们所熟悉。多数情况下,它是利用摩擦将机械动能转化为热能来获得制动力(制动的力量)。

制动器种类繁多,下面介绍一下代表性的制动器。

• 带式制动器(带闸)
在卷筒外周缠上钢带,通过扭紧来获得制动力。制动力虽很大,但制动效果因环境而容易变化,因此多被用于操作感不太重要的用途。

• 圆筒式制动器
将被称为“制动片”的零件按压在圆筒的内周来获得制动力。被用于卡车的停车制动器和叉车的制动器。

• 盘式制动器
将“制动盘”按压在被称为衬块的零件上来获得制动力。“圆筒式制动器”的缺点在于容易因连续使用而积热,导致制动力下降。而“盘式制动器”在构造上易于散热,无需担心这点,因此目前已经成为汽车的标准制动器。

机械元件的基础!凸轮、离合器、制动器的作用 总结
凸轮、离合器、制动器在机械元件中,是被用于较复杂的设备的零件。在机械设计中,合理组合这些机械元件来制造具有所需要的性能和可靠性的产品至关重要。

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