第三章凸轮机构

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1、 3-1 3-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型第三章第三章 凸轮机构凸轮机构 p.38p.38凸轮机构有三个构件：凸轮：凸轮：具有曲线轮廓的原动件从动杆：从动杆：运动规律受凸轮限制机架机架分类与应用分类与应用从动件常用运动规律从动件常用运动规律凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计（一）特点和应用（一）特点和应用凸轮凸轮：外型按一定运动规则建立起来的构件，对从 动件运 动起着决定性作用。优点优点: : 可实现各种复杂的运动要求,结构简单、紧凑缺点缺点：点、线接触，易磨损，不适合高速重载。 适传递运动，不宜传递动力。（二）分类（二）分类1 1）按照凸轮形状分类）按照凸轮形状分类2 2）按照凸轮的运

2、动方式分类）按照凸轮的运动方式分类滚子摆动从动杆圆柱凸轮机构滚子摆动从动杆圆柱凸轮机构3 3）按照从动件形状分类）按照从动件形状分类4 4）按照从动件运动方式分类）按照从动件运动方式分类：盘形、圆柱：旋转、移动：尖顶、平底、滚子：移动、摆动注意注意：设法使凸轮与从动件始终保持接触 重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。凸轮的轮廓线是按照从动件的运动规律来设计的 介绍常用的32从动件的常用运动规律 p.39（一）凸轮运动常用术语：（一）凸轮运动常用术语：图3-5 p.40 基圆：基圆：推程：推程：升程：升程：推程运动角推程运动角t：回程；回程运动角回程；回程运动角h远休止角远休止角s:近休止角近休止角s位

3、移位移2:以轮廓的最小向径所作的圆rmin基圆半径 从动件从离回转中心最近最远的这一过程。 与推程对应的凸轮转角。 从动件在最远不动转角BC: 最近位置不动的转角DA。 从动件移动的距离2 是时间的函数推程所移动的距离。( 二二 ) 从动件的运动规律从动件的运动规律凸轮的外型 2 (1)用运动线图来表示重点重点：如何根据从动件的运动规律（2 与1 函 数关系）作运动线图有几种？特点？ SVahtvvatt00lim等速运动、等加速等减速、简谐运动1等速运动等速运动 1.分析分析: 图3-6 凸轮作等速运动从动件也作等速运动V2=C启动瞬间:速度由0 V2, a 由0 终止瞬间:速度由V20 ,

4、 a 由0 刚性冲击例：已知从动件作等速运动,20mm，120,40,h120,s80,作运动线图。10mmS2112040120802.作运动线图作运动线图: 推程运动时间在启动与终止段用其它运动规律过渡适于低 速、轻载、从动杆质量不大，有匀速要求h取作图比例l二、等加速等减速二、等加速等减速 p.41 图3-7 每一行程（推程或回程）的前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动无速度突变，无刚性冲击a有有限值的突变柔性冲击中低速凸轮机构。 函数关系：函数关系：S2=a t2/2SVa推程推程: 等加速2h 12 t2 (3-3) 等减速2=h2h (t1)2 / t2 (3-4)回程回程:

5、 等加速2=h-2h 12 / h2 (3-5) 等减速2=2h (h 1)2 / h2 (3-6)作图作图：由(33)升程等加速升程等加速212/ t 2将t分为2份（前份为等加速，后份为等减速）对应的2X为（1X2、22X2、32X2.)h 1 : 4 : 9 : .取X=30149升程后半段等减速升程后半段等减速对应的对应的2X为为9 : 4 : 1当取X=4 1 : 4 : 9 : 16三三. 简谐运动简谐运动 p.42 图3-8分析分析: 点在圆周上作匀速运动, 它在这个圆的直径上 的投影所构成的运动。 凸轮作匀速运动, S2按余弦规律变化余弦加 速度运动始点与终点有柔性冲击。作图作

6、图: 图3-8注意注意: 实际上, 从动件在推、回程的运动规律并非相同。3-4 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓 p.44一一. . 直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制:相对运动原理相对运动原理（解析法、作图法）反转法：反转法：给整个机构加给整个机构加 -运动运动凸轮不动，机架反转，推杆作复合运动123456789按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓1.尖顶对心直动从动件杆盘形凸轮杆盘形凸轮:已知:r rminmin、h h、w1、从动杆运动规律凸轮转角从动杆运动 0 180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 30

7、0 360 下停程解: 1.作位移曲线.S2103600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 122.等份S2- 1图w10123456789103.作基圆4.-w 等份基圆得导轨5.量取相应位移6.作轮廓线注意比例一致注意比例一致112.滚子(对心直动)从动件: 按尖顶从动件作凸轮轮廓线0(理论轮廓) nn理论廓线0实际廓线以0各点为圆心作圆(滚子半径为径)作这些圆的包络线(实际轮廓)3.平底(对心直动)从动件 图3-14 p.46 按尖顶从动件作理论轮廓线A0,A1,A2,. w1rminLoAA0A1A2A3OAO二. 摆动从动件盘形凸轮 轮廓的绘制:

8、 图3-15过各点作作各位置的平底A0B0,A1B1,A2B2.作这些平底的包络线实际轮廓已知: rmin、LOA、w1 、从动件长LAB、 从动杆运动规律A0A1A2A3A4A5w1212223LAB 解:1.作位移曲线2.等份S- 图3.作基圆4.-w等份基圆得从动杆的回转中心5.量取相应转角6.作轮廓线210 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10B0B1B2OB3四 、 设 计 凸 轮 注 意 事 项四 、 设 计 凸 轮 注 意 事 项 1） 合理选择滚子的半径 = 0 - r ：实际轮廓的曲率半径； 0：理论轮廓的曲率半径；r：滚子半径。r r r 0 02）合理选用基圆半径失真失真要求 r r 0 0 0 0（压力角不宜过大）作业:设计一尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓, 已知凸轮作顺时针等速转动, 从动件推程作匀加速匀减速运动, 回程作简谐运动。已知 : rmin=35mm,h=40mm ,t=120, h=120,s=120小结:1.基本概念: 术语:推程,回程,推程(回程)运动角, 远(近)休止角,升程,基圆,向径 运动线图2.基本内容:凸轮,从动件的分类 三种运动规律线图的绘制 对心直动从动件盘形凸轮轮廓的图解法