【机械原理课件】凸轮机构.ppt

第3章 凸轮机构 凸轮机构的组成与类型 从动件运动规律设计 凸轮轮廓的设计 凸轮机构基本尺寸的确定 凸轮机构的计算机辅助设计 3.1 凸轮机构的组成与类型3.1.1 凸轮机构的组成 1 ─凸轮 2 ─从动件 3 ─机架 3.1.2 凸轮机构的类型1. 按凸轮的形状分类 盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应用最为广泛 移动凸轮：凸轮相对机架做直线运动 圆柱凸轮：空间凸轮机构 2. 按从动件的形状分类 3. 按从动件的运动形式分类 4.按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类 (1) 力锁合─弹簧力、从动件重力或其它外力 (2) 型锁合─利用高副元素本身的几何形状 槽凸轮机构 槽两侧面的距离 等于滚子直径。 优点：锁和方式结构简单 缺点：加大了凸轮的尺寸和重量 等宽凸轮机构 凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都等于框架内侧的宽度。 等径凸轮机构 两滚子中心间的距离始终保持不变。 主回凸轮机构(共轭凸轮机构) 5. 反凸轮机构 3.1.3 凸轮机构的应用 例1：实现变速操纵 例2：实现自动进刀、退刀 例3：控制阀门的启闭 例4：印刷机的吸纸吸头 3.2 从动件运动规律设计3.2.1 凸轮机构的工作情况 基圆─以凸轮轮廓的最小向径rb所作的圆 升程─从动件上升的最大距离h 推程运动角Φ0 远休止角Φs 3.2.2 从动件常用运动规律 1.等速运动 2.等加速等减速(抛物线)运动 3.简谐运动(余弦加速度运动) 4.摆线运动(简介) 5. 3-4-5多项式运动(简介) 3.2.3 从动件运动规律的选择 1. 常用运动规律性能比较 2.从动件运动规律的选择原则 考虑因素： 对运动规律的要求 凸轮的转速（动力特性和便于加工） 3.2.4 从动件运动规律的组合 1.满足工作对运动规律的特殊要求； 2.为避免刚性冲击，位移曲线和速度曲线必须连续；而为避免柔性冲击，加速度曲线也必须连续。 3. 尽量减小速度和加速度的最大值。 3.3 凸轮轮廓的设计 3.3.1 基本原理（反转法） 3.3.2 图解法设计凸轮轮廓1. 移动从动件盘形凸轮(1)尖底从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件 2. 摆动从动件盘形凸轮 3.3.3 解析法(略)3.4 凸轮机构基本尺寸的确定3.4.1 移动滚子从动件盘形凸轮 (1) 压力角与许用值 (2) 凸轮基圆半径的确定 (3) 从动件偏置方向的选择 (4)凸轮轮廓形状与滚子半径的关系 外凸凸轮廓线 内凹凸轮廓线 运动失真 原因： 避免方法： 滚子半径的选择 考虑结构、强度与运动规律等因素 3.4.2 移动平底从动件盘形凸轮 运动失真 基圆半径的确定 避免运动失真 从动件偏置方向的选择 平地宽度的确定 3.5 凸轮机构的计算机辅助设计(略) 为了保证在所有位置从动件平底都能与凸轮轮廓曲线相切，凸轮廓线必须是外凸的。 基圆半径越大，压力角越小，但结构尺寸较大 凸轮逆时针回转，从动件右偏置 凸轮顺时针回转，从动件左偏置 实际廓线出现尖点 实际廓线出现交叉，从动件不能准确地实现预期的运动规律—运动失真 无论滚子半径多大，总能由理论轮廓求出实际轮廓。 凸轮出现过度切割的现象，从动件无法完全实现预期的运动规律。 原因？？？ 减小升程h 增大基圆rb 增大偏心e 基圆半径过小 从动件升程过大 机械原理—凸轮机构 高副机构 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 尖端从动件 曲面从动件 尖端能以任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。但尖端处极易磨损，只适用于低速场合。 磨损比尖端从动件小。 滚子从动件 平底从动件 凸轮与从动件之间为滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用于传递较大的动力。 从动件与凸轮之间易形成油膜，润滑状况好，受力平稳，传动效率高，常用于高速场合。但与之相配合的凸轮轮廓须全部外凸。 移动从动件 摆动从动件 移动从动件：从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线； 摆动从动件：从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。 缺点：从动件的运动规律的选择受到一定的限制，当180o范围内的凸轮廓线根据从动件运动规律确定后，其余180o内的凸轮廓线必须符合等宽原则 缺点： 从动件运动规律的选择受到一定的限制 优点：克服了等宽、等径凸轮的缺点 缺点：结构复杂，制造精度要求高 一个凸轮推动从动件完成正行程运动，另一个凸轮推动从动件完成反行程的运动 摆杆为主动件，凸轮为从动件 回程运动角 近休止角 从动件运动规律（从动件位移线图） 特点：