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第三章 凸轮机构 凸轮机构的特点 ? 1、优点： (1)结构简单、紧凑，具有很少的活动构件，占据空间小。 (2)最大优点是对于任意要求的从动件运动规律都可以毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。 ? 2、缺点：由于是高副接触，易磨损，因此多用于传力不大的场合。 * * §3.1 凸轮机构的应用和类型 §3.2 从动件的常用运动规律 §3.3 凸轮机构的压力角 §3.4 图解法设计凸轮轮廓 §3.5 解析法设计凸轮轮廓 §3.1 凸轮机构的应用和类型 凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。 杆件上的弹簧是用于保持杆件与凸轮接触作用的。 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，他通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。 凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。 机架 凸轮 弹簧 从动杆 图3-1基本凸轮机构 §3.1 凸轮机构的应用和类型 示例一 内燃机配气机构 §3.1 凸轮机构的应用和类型 示例二 靠模车削机构 §3.1 凸轮机构的应用和类型 示例三 送料机构 §3.1 凸轮机构的应用和类型 1、按凸轮的形状和运动分类 (1)、盘形回转凸轮 凸轮呈盘状且有变化的向径。 它是凸轮最基本的形式， 结构简单，应用最为广泛。 凸轮机构的种类很多，有不同的性质和特点， 使用于不同情况。 §3.1 凸轮机构的应用和类型 (2)、移动凸轮 凸轮呈板状，它相对机架作直线移动。 移动凸轮用的主动件运动为移动； §3.1 凸轮机构的应用和类型 (3)、空间凸轮 它可以看成是将移动凸轮 卷绕在空间立体的外表面 上而形成的,最常见的是 圆柱凸轮。 其他空间凸轮机构还有： 圆锥凸轮 球面凸轮 鼓面凸轮 §3.1 凸轮机构的应用和类型 2、按从动件的形状分类 (1)、尖顶从动件 从动件尖端能够与任意 复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意运动规律，但尖顶处极易磨损,只适用于低速场合。 §3.1 凸轮机构的应用和类型 (2)、滚子从动件 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。 §3.1 凸轮机构的应用和类型 (3)、平底从动件 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。 但与之配合的凸轮轮廓须全部外凸。 §3.1 凸轮机构的应用和类型 按照凸轮的锁合方式可把凸轮分为以下几种： 力锁合 形锁合 §3.1 凸轮机构的应用和类型 为保证凸轮机构的正常工作，应设法使凸轮与 从动件始终保持接触。 ←重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。 §3.1 凸轮机构的应用和类型 3.2 常用的从动件运动规律 3.2.1 平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 图为对心尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮回转时，从动件重复升—停—降—停的运动循环。 从动件的位移s与凸轮转角a的关系可以用从动件的位移线图来表示，如右图所示。 3.2 常用的从动件运动规律 3.2.2 常用的从动件运动规律 等速运动 运动开始，v由0突变为 加速度a为 同理，运动结束 由于存在刚性冲击，如果单独使用这种运动规律，只适用于低速场合 a= -∞ 等加速—等减速运动 3.2 常用的从动件运动规律 3.2 常用的从动件运动规律 余弦加速度运动 3.2 常用的从动件运动规律 正弦加速度运动 由运动图可见，其速度和加速度曲线都是连续的，因此没有柔性冲击，故常用于高速凸轮机构。 3.2.3 从动件运动规律的选择 3.2 常用的从动件运动规律 在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要 求来确定。 对无一定运动要求，只需要从动件有一定位移量的凸轮机构。 对于高速机构，应减小惯性力、改善动力性能，可选用正弦加速度运动规律或其他改进型的运动规律。 3.3 凸轮机构基本尺寸的确定 3.3.1 凸轮机构的压力角 从动件的运动方向和凸轮作用于它的法向力Fn方向之间所夹的角a称为压力角。 由上述关系式知，压力角a愈大，有效分力Ｆy愈小，有害分力Ｆx愈大。当a角大到某一数值时，必将会出现FyFx的情况。这时，不论施加多大的Fn力，都不能使从动件运动，这种现象称为自锁。因此，为了保证凸轮机构的正常工作，必须对凸轮机构的压力角进行限制。 推荐压力角数值 移动从动件[a]=30 摆动从动件[a]=45 回程中，一般不会有自锁现象，压力角取值为 [a]=70～80 3.3凸轮机构基本尺寸的确定 3.3.2 基圆半径的确定 从传动效率来看，压力角越小越好，但压力角减小将导致凸