第9章 凸轮机构.ppt

* §9-1 凸轮机构的类型和应用 第9章 凸轮机构 优点： 实现各种复杂的运动规律 结构简单、紧凑 设计方便 分类 缺点： 点、线接触，易磨损，不适合高速、重载，一般用于传力不大的场合，常作为控制机构用。 配气机构 进刀机构 凸轮机构分类 1、按照凸轮的形状分类 盘状凸轮 圆柱凸轮 2、按照从动件型式分类 尖顶、滚子、平底 凸轮机构分类 3、按照从动件运动分类 直动 摆动 4、按从动件的布置形式分 对心直动 偏置直动 力封闭凸轮机构 等宽凸轮 等径凸轮 主回凸轮 凹槽凸轮 5、按使凸轮与从动件始终保持接触的方法分 重力封闭 弹簧力封闭 几何封闭凸轮机构 凸轮机构分类 从动件运动规律 凸轮机构的命名 1、按照凸轮的形状分类 盘状凸轮 圆柱凸轮 2、按照从动件型式分类 尖顶 滚子 平底 3、按照从动件运动分类 直动 摆动 4、按从动件的布置形式分 对心直动 偏置直动 5、按照凸轮副保持方式分类 力封闭 几何封闭 滚子摆动从动件圆柱凸轮机构 凸轮机构分类 t ? s 0 A 凸轮转动与推杆运动 基圆(以凸轮轮廓最小向径为半径的圆)，基圆半径r0 ?0 ?01 ?0 ?02 r0 ?0 推程 ?01 远休止 ?0 回程 ?02 近休止 B C D ? h A’ 推程，推程运动角?0 远休止，远休止角?01 回程，回程运动角?0 近休止，近休止角?02 行程（升程），h 运动线图: 从动件的位移、速度、加速度随时间t或凸轮转角?变化的关系图 推杆位移 凸轮转角 推杆运动规律 凸轮转动与推杆运动 从动件运动规律 s ? 0 ?0 ?0 h v ? 0 a ? 0 -? ?+ +? -? 等加等减速 一次多项式运动规律（等速运动） ?0 推程 ?01 远休止 ?0 回程 ?02 近休止 特性：始点、末点刚性冲击 适用场合：低速轻载 从动件运动规律 s v a 二次多项式运动规律(等加速等减速运动) 特性：起、中、末点柔性冲击 适用场合：速度和载荷稍高 运动方程: h/2 等加速上升 h/2 等减速上升 推程h ? ? ? 4 推程运动方程: 从动件运动规律 二次多项式运动规律(等加速等减速运动) 1 9 h/2 h 0 ? s ?0 ?0/2 推程前半段： 当时间为→ 0 : 1 : 2 : 3 位移为 → 0 : 1 : 4 : 9 推程后半段： 当时间为→ 3 : 2 : 1 : 0 位移为 → 9 : 4 : 1 : 0 (0????0/2) (?0/2????0) 加速段 减速段 位移方程 速度方程 加速度方程 推程 凸轮运动角 从动件运动规律 三角函数运动规律 1）余弦加速度（简谐运动规律） 起、末点柔性冲击 选用 以从动件的行程h为直径画半圆，将此半圆分成若干等分。 h 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 S ? 作图: 2）正弦加速度（摆线运动） 无冲击 从动件运动规律 的圆沿纵轴作匀速纯滚动一圈，圆上一点A的轨迹，称为摆线。 S 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ? H h 2p A 作图: 运动规律的组合 满足工作对从动件的特殊运动要求 避免刚性、柔性冲击 尽可能降低vmax和amax 改进梯形加速度 a 0 ? s o ? v o ? a o ? ?0 h 等加速等减速 正弦曲线过渡 等速运动 正弦曲线修正 +? -? 从动件运动规律 从动件运动规律 推杆运动规律的选择 1.当机械的工作过程只要求推杆实现一定的工作行程，而对运动规律无特殊要求时: 可考虑选择圆弧、直线等简单的曲线，便于加工； 例：电话筒支架 2. 当机械的工作过程对推杆运动规律有确定要求时： 　无选择余地； 3. 对速度较高的凸轮机构，应考虑速度、加速度、跃度的最大值vmax 、amax、jmax vmax直接影响从动件系统的最大动能mvmax，若从动件突然被阻止，过大的动量会导致极大的冲击力，危及人身和设备安全； amax直接影响从动件系统的最大惯性力mamax ， amax愈大，惯性力愈大，作用在高副处的应力也愈大，机构的强度和耐磨性要求也愈高； jmax与惯性力变化相关，直接影响从动件系统的振动和工作平稳性； 从动件运动规律 推杆运动规律的选择 表9-1 常用运动规律的特性(p.158) 凸轮角速度、推程运动角，从动件升程相同的情况下， 对比最大速度、最大加速度、最大跃度 凸轮轮廓曲线设计 1、尖顶直动从动件盘形凸轮 机架（静止） 凸轮（?） 从动件（平动） 新机架 -?（凸轮回转中心） 平面运动 已知：基圆半