机械基础 作者 陈长生 05常用机构.ppt

1．按凸轮形状分类按凸轮形状分类有：盘形凸轮、圆柱凸轮及移动凸轮 。 凸轮机构分类 2．按从动件未端形状分类 1）尖顶从动件 2）滚子从动件 3）平底从动件 3．按从动件运动形式分为类 直动从动件、摆动从动件。 4．按凸轮运动形式分为 转动凸轮、移动凸轮。 5．按使从动件与凸轮保持接触的锁合方式分为 1）力锁合 2）形锁合 实际应用中的凸轮机构通常是上述类型的不同综合。图示凸轮机构，便是直动从动件、平底、力锁合的盘形凸轮机构。 二、从动件常用运动规律 (一) 凸轮机构运动过程及有关名称 1．推程 当凸轮以等角速ω转动时，从动件尖顶被凸轮轮廓由A推至到B′，这一行程称为推程，凸轮相应转角δ0称为推程运动角。 2．远休止角　凸轮继续转动，从动件尖顶与凸轮的BC圆弧段接触，停留在远离凸轮轴心0的位置B’，称为远休止，凸轮相应转角δs称为远休止角。 3．回程 凸轮继续转动，从动件尖顶与凸轮轮廓CD段接触，由最远位置B’回至最近位置，在D点与凸轮接触。这一行程称为回程，凸轮相应转角δ0′，称为回程运动角。 4．近休止角 凸轮继续转动，从动件尖顶与凸轮的DA圆弧段接触，停留在离凸轮轴心最近位置A，称为近休止，凸轮相应转角δs′，称为近休止角。 (二) 位移线图 从动件的运动过程，可用位移线图表示。位移线图以从动件位移s为纵坐标，凸轮转角δ为横坐标。条位移线分别表示该机构推程、远休止、回程、近休止4个运动过程 。 由于凸轮以等角速ω转动，转角δ=ωt，ω是常数，故位移线图也可以时间t为横坐标。 (三) 从动件常用运动规律 从动件运动规律，反映的是从动件位移与凸轮转角之间的关系，可以用线图表示，也可以用运动方程表示。 1．等速运动规律 从动件推程或回程的运动速度为定值的运动规律，称为等速运动规律。 从动件在推程(或回程)开始和终止的瞬时，速度有突变，其加速度和惯性力在理论上为无穷大，致使凸轮机构产生强烈的冲击、噪声和磨损，这种冲击称为刚性冲击。因此，等速运动规律只适用于低速、轻载的场合。 2．等加速等减速运动规律 从动件在一个行程h中，前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律，称为等加速等减速运动规律。 这种运动规律会在机构中产生有限值的冲击力，这种冲击称为柔性冲击。因此，等加速等减速运动规律适用于中速、中载的场合。  3．简谐运动规律 当一质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上投影所形成的运动称为简谐运动。 此运动规律也存在柔性冲击，只适用于中速场合。但从动件作无停歇的升—降—升连续往复运动时，则得到连续的余弦曲线，运动中完全消除了柔性冲击，这种情况下可用于高速传动。 三、用图解法设计凸轮轮廓 反转法原理 假定给整个机构加上一个与ω相反的公共角速度-ω，这样凸轮就固定不动了，而从动件连同机架一起以公共角速度-ω绕O轴转动。同时从动件在导路中相对机架作与原来完全相同的往复移动。由于从动件尖顶始终与凸轮轮廓曲线接触，故从动件尖顶的运动轨迹，便是凸轮的理论轮廓线。 (一) 尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 已知从动件尖顶距凸轮回转中心的最小距离为30mm。当凸轮转动时，在0°～90°范围内从动件匀速上升20mm，在90°～180°范围内从动件停止不动，在180°～360°范围内从动件匀速下降至原处。试绘制此凸轮轮廓曲线。 作图步骤如下： （1） 选择适当的比例尺μL （2） 按区间等分位移曲线横坐标轴 （3）作基圆，作各区间的相应等分角线 （4）绘制凸轮轮廓曲线 （二） 滚子对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制 分为两步： 1．把从动件滚子中心作为从动件的尖顶，按照尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制方法，绘制凸轮的理论轮廓曲线。 2．以理论轮廓曲线上的各点为圆心，以已知滚子半径为半径作一族滚子圆，再作这些圆的光滑内切曲线C，即得该滚子从动件盘形凸轮的工作轮廓曲线。 四、凸轮设计中应注意的几个问题（一） 滚子半径的选择 为了防止运动失真,通常rT＜ρmin-3mm若由于滚子半径的结构等因素不能减小其半径时，可适当增大基圆半径rb以增大理论轮廓线的最小曲率半径。 （二） 凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角，是凸轮对从动件的法向力Fn与该力作用点速度v方向所夹锐角α。在工作行程中，当α超过一定数值，摩擦阻力足以阻止从动件运动，产生自锁现象。为此