03机械设计基础-凸轮机构概论.ppt

内燃机 二、凸轮机构的分类 按凸轮的形状分 1. 盘形凸轮 a） 移动凸轮 b） 2. 圆柱凸轮 c） 按从动件的形状分 1. 尖底从动件 a） 2. 滚子从动件 b） 3. 平底从动件 c） 图３-8 等加速运动 三、简谐运动规律 点在圆周上作匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称为简谐运动，如图３-9a。前半程： 后半程 简谐运动规律位移线图的作法如下： 把从动件的行程h作为直径画半圆，将此半圆分成若干等份得1”、2”、3”、4”、...点。再把凸轮运动角也分成相应的等份，并作垂线11`、22`、33`、44`、...，然后将圆周上的等分点投影到相应的垂直线上得1`、2`、3`、4`、...点。用光滑的曲线连接这些点，即得到从动件的位移线图。 图３-9 简谐运动 四、改进型运动规律简介 为了消除位移曲线上的折点，可将位移线图作一些修改。如图３-10所示，将行程始、末两处各取一小段圆弧或曲线OA及BC，，并将位于曲线上的斜直线与这两段曲线相切，以使曲线圆滑。当推杆按修改后的位移规律运动时，将不产生刚性冲击。但这时在OA及BC这两段曲线处的运动将不再是等速运动。 图３-10 改进的等速运动位移曲线 思考：从动件的运动规律由什么决定？ 从动件的运动规律取决于凸轮的外廓． ? 根据工作条件要求，选定了凸轮机构的型式、凸轮转向、凸轮的基圆半径和从动件的运动规律后，就可以进行凸轮轮廓曲线的设计。凸轮轮廓曲线的设计有图解法和解析法。图解法简便易行、直观，但精确度低。不过，只要细心作图，其图解的准确度是能够满足一般工程要求的。解析法精确度较高，但设计工作量大，可利用计算机进行计算。 §３-3 盘状凸轮轮廓设计 图解法 凸轮机构工作时，通常凸轮是运动的。用图解法绘制凸轮轮廓曲线时，却需要凸轮与图面相对静止。为此，我们应用“反转法”，其原理如下： 图３-11 反转法原理 1．对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓 （4）将B0、B1、B2、...连成光滑的曲线，得要求凸轮轮廓（图３-12a）。 （1）按从动件运动规律作出位移线图（图３-12b），并将横坐标等分分段。 （2）沿?1反方向取角度?t、?h、?S，等分，得C1、C2、...点。连接OC1、OC2、...便是从动件导路的各个位置。 （3）取B1C1=11’、B2C2=22’、...得反转后尖顶位置B1、B2、B3、...。 其凸轮轮廓设计方法如图３-13所示。首先，把滚子中心看作尖顶从动件的尖顶，按照上面的方法画出一条轮廓曲线?0。再以?0上各点为中心，以滚子半径为半径，画一系列圆，最后作这些圆的内包络线?，它便是使用滚子从动件时凸轮的实际轮廓，而?0称为此凸轮的理论轮廓。由作图过程可知，滚子从动件凸轮轮廓的基圆半径rmin应当在理论轮廓上度量。 2．对心移动滚子从动件盘形凸轮 * 图３-1所示为内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角速度回转时，它的轮廓驱动从动件2（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。 一、凸轮机构的应用 凸轮机构能将主动件的连续等速运动变为从动件的往复变速运动或间歇运动。在自动机械、半自动机械中应用非常广泛。 §3-1 凸轮机构的应用和分类 第３章 凸轮机构 图３-1 内燃机配气凸轮机构 点击动画 图３-2所示为绕线机中用于排线的凸轮机构。当绕线轴3快速转动时，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱使从动件2往复摇动，因而使线均匀地绕在绕线轴上。 设计：潘存云 设计：潘存云 3 1 2 A 线 绕线机构 3 1 2 A 线 应用实例： 设计：潘存云 3 皮带轮 5 卷带轮 录音机卷带机构 1 放音键 2 摩擦轮 4 1 3 2 4 5 放音键 卷带轮 皮带轮 摩擦轮 录音机卷带机构 设计：潘存云 1 3 2 送料机构 图３-３所示为应用于冲床上的凸轮机构示意图。凸轮1固定在冲头上，当冲头上下往复运动时，凸轮驱使从动件2以一定的规律作水平往复运动，从而带动机械手装卸工件。 图３-３冲床上的凸轮机构 从以上所举的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮1、从动件2和机架3三个基本构件组成。从动件与凸轮轮廓为高副接触传动，因此理论上讲可以使从动件获得所需要的任意的预期运动。 凸轮机构的优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，结构简单、紧凑、设计方便。 缺点：运动副为点接触或线接触，易磨损，所以，通常多用于传力不大的控制机构。 按从动件的运动形式分类： （1）移动从动件：从动件相对机架作往复直线运动。 （2）偏移放置：即不对心放置的移动从动件，相对机架作往复直线运动。 （3）摆动从动件：从动件相对机架作往复摆动。