第六章凸轮机构分析预案.ppt

第六章 凸轮机构 第一节 概述 第二节 从动件常用运动规律 第三节 图解法设计平面凸轮轮廓 第四节 解析法设计平面凸轮轮廓 第五节 凸轮机构基本尺寸确定 本章要求了解凸轮机构的组成、分类、应用；从动件常用的运动规律；凸轮轮廓的设计方法。 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。 难点：凸轮基圆半径与压力角的关系。 第一节 概 述 一、凸轮机构的应用 二、凸轮机构的特点 三、凸轮机构的分类 一、凸轮机构的应用 1、内燃机配气机构 2、绕线机排线机构 4、控制刀架运动的凸轮机构 5、封盖机构 具有曲线轮廓或凹槽的构件，称为凸轮，与凸轮保持接触的杆，称为从动件或推杆。 凸轮机构可将主动凸轮的等速连续转动变为从动件的往复直线运动或绕某定点摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。 凸轮多为主动件，通常作等速连续转动，从动件作连续或间歇往复摆动、移动或平面复杂运动。从动件的运动规律完全取决于凸轮轮廓或沟槽的形状。 凸轮机构是含有凸轮的一种高副机构。由凸轮、从动件和机架三个构件、两个低副和一个高副组成的单自由度机构。 二、凸轮机构的特点 1、优点： 多用性和灵活性。只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，即可使从动件获得各种预期的运动规律，并且结构简单、紧凑、工作可靠。 2、缺点： 凸轮轮廓曲线与从动件间为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工较困难，费用较高。 凸轮 盘形凸轮机构：凸轮呈盘状（或是有变化的向径），绕固定轴线回转，从动件在垂直于凸轮轴线的平面内运动。 移动凸轮机构：相当于盘形凸轮机构的轴线位于无穷远，凸轮相对于机架作往复直线运动。 圆柱凸轮机构：可视为移动凸轮卷成圆柱体而得，曲线轮廓可开在圆柱体端面上，也可在圆柱面上开曲线或凹槽。 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件 （1）直动从动件 二、从动件运动规律 所谓从动件运动规律，是指从动件在整个工作循环中，位移S、速度v、加速度a随时间 t 或凸轮转角φ变化的规律。从动件的运动规律与一定的凸轮轮廓相对应。也就是从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同的轮廓曲线。因此设计凸轮时，必须首先确定从动件的运动规律。 第三节 图解法设计平面凸轮轮廓 在设计凸轮廓线时，可假设凸轮静止不动，而使推杆相对于凸轮作反转运动，同时又在其导轨内作预期运动，做出推杆在这种复合运动中的一系列位置，则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓线。 已知凸轮的基圆半径为rb、偏距e，凸轮以等角速度沿逆时针方向回转，从动件的运动规律如图。 二、摆动从动件盘形凸轮 已知凸轮的基圆半径为rb、中心距a，从动件长度l，凸轮以等角速度沿逆时针方向回转，从动件的运动规律如图。 第四节 解析法设计平面凸轮轮廓 图为偏置直动从动件盘形凸轮机构。设已知偏距、基圆半径和从动件的运动规律。求凸轮轮廓曲线上各点的坐标。 凸轮轮廓曲线可以用极坐标和直角坐标表示。采用极坐标形式，把凸轮转动中心O作为极坐标原点，以OA0作为极角θ的坐标轴。 根据反转法原理，求凸轮轮廓曲线上任意一点A极角θA的向径rA。A点的极角为 对于e=0的对心在动从动件凸轮机构，由于δ0=δ=90°，则其凸轮轮廓曲线的极坐标方程为： 二、摆动从动件盘形凸轮轮廓 图示为摆动从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径、中心距、凸轮以等角速度逆时针方向转动、摆杆长度及其运动规律，用解析法求盘形凸轮轮廓曲线。 选用极坐标系，根据反转法原理，求轮廓曲线上点的极坐标参数方程。 凸轮轮廓上任一点A的向径为： A点的极角： 第五节 凸轮机构基本尺寸确定 一、凸轮机构的压力角的确定 二、基圆半径的确定 三、滚子半径的确定 根据力平衡条件： 当α增大到 2、压力角?的取值 推荐［ ? ］ 二、基圆半径的确定 确定凸轮基圆半径rb 三、滚子半径的确定 滚子半径rr必须小于外凸理论轮廓曲线的最小曲率半径ρmin、此外，rr还必须小于基圆半径rb。在设计时，应使rr满足以下经验公式： 1、尖顶从动件盘形凸轮机构中，基圆上至少有一点是轮廓线上的点。 （　） 2、凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动是指从动件在推程中按等加速运动，在回程中按等减速运动。 （×） 3、凸轮机构中，从动件运动规律一定时，凸轮的基圆半径越大，则压力角越大，传力效果越坏。