第九章_凸轮机构及其设计2课件.ppt

* 第九章 凸轮机构及其设计 本章教学目的 ◆了解凸轮机构的分类及应用。 ◆了解推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则。 ◆掌握凸轮机构设计的基本知识，能根据选定的凸轮类型和推杆的运动规律设计出凸轮的轮廓曲线。 ◆掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则。 本章教学内容 凸轮机构的应用和分类 推杆的运动规律 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮机构基本尺寸的确定 本章重点 推杆常用运动规律的特点及其选择原则 盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计 凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系 本章难点 凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。 §9-1 凸轮机构的应用和分类 一．凸轮机构的组成及应用 1 .组成： ——高副机构 凸轮(Cam)——具有曲线轮廓或凹槽的构件 推杆(Follower)——被凸轮直接推动的构件 机架(Frame)——相对参照系 锁合装置——保证高副始终可靠接触的装置 内燃机配气机构 凸轮1、从动件2、机架、锁合装置4 2 .应用： 凸轮机构具有结构简单，可以准确实现要求的运动规律等优点，因而在工业生产中得到广泛的应用。 凸轮机构在机床中的应用 凸轮机构印刷机中的应用 等径凸轮的应用 分度凸轮的应用 3 .特点： 优点：1）可使从动件得到各种预期的运动规律。 3）从动件行程不宜过大，否则会使凸轮变得笨重。 2）加工比较困难。 缺点：1）高副接触，易于磨损，多用于传递力不太大的场合。 3）实现停歇运动 2）结构紧凑。 升 停 降 停 自动机走刀机构 自动送料机构 二.凸轮机构的分类 1、按凸轮的形状分： 平面凸轮(Plane Cam) 空间凸轮(Three-Dimensional Cam) 盘形凸轮(Plate cam) 移动凸轮(Wedge cam) 圆柱面凸轮(Cylindrical cam) 端面凸轮(Cylindrical cam) 2、按从动件端部型式分： 尖端从动件(knife-edge follower)——易磨损，承载能力低，用于轻载低速 滚子从动件(roller follower)——磨损小，承载能力较大，用于中载中速 平底从动件(flat-faced follower)——受力好，润滑好，常用于高速 3、按从动件的运动方式分： 直动从动件(Sliding follower) 摆动从动件(Oscillating follower) 对心(radial) 偏置(offset) 机构的命名——（3）+（2）+（1） 对心直动尖端从动件盘形凸轮机构 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构 4、按凸轮与从动保持接触的锁合装置分： (1)力锁合(force closure) 利用推杆的重力、弹簧力或其它外力使推杆始终与凸轮保持接触 (2)形锁合(profile closure) 利用凸轮与推杆构成的高副元素的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触 槽凸轮机构 等宽凸轮机构 等径凸轮机构 共轭凸轮机构 ?0 r0 §9-2 从动件常用运动规律 一. 基本概念 ? h ?01 ?02 ?0? 理论廓线(Pitch profile)——与尖端从动件相接触的廓线 基圆r0 (Base circle)——凸轮理论廓线上最小向径为半径所作的圆 行程h(?) (Displacement)——从动件运动的最大位移h(角度?) 推程(Rise) ，推程运动角?0 ? 回程(Return) ，回程运动角?0? 远休止(Outer dwell ) ，远休止角?01近休止(Inner dwell ) ，近休止角?02 实际廓线(Real profile)——与滚子或平底从动件相接触的廓线 压力角(Pressure angle) 二. 从动件常用运动规律 ★从动件的运动规律——从动件的运动（位移、速度和加速度）与时间或凸轮转角间的关系。 从动件的运动规律既可以用线图表示，也可以用数学方程式表示。若从动件的位移方程为s = f(?) ，则 速度方程 加速度方程 加速度跃动方程 类速度 类加速度 ★从动件常用运动规律 按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等，可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型： （1）升-停-回-停型 （2）升-回-停型 （3）升-停-回型 （4）升-回型 s O ? ?01 ?02 ?? 2? ? s O ? ?02 ?? 2? ? s O ? ?01 ?? 2? ? s O ? ?? 2? ? ◆多项式运动规律 ★一次多项式运动规律——等速运动 ★二次多项式运动规律——等加速等减速运动 ★五次多项式运动规律 ◆三角函数运动规律 ★余弦加速度运动规律——简谐运动规律 ★正弦加速度运动——摆线运动规律 ◆组合运动规律 说明：凸轮一般