了解凸轮机构cams.PPT

第九章 凸轮机构及其设计（Cams and Its Design)? §9-1 凸轮机构的应用和分类 1、凸轮机构的应用 盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应用最为广泛 移动凸轮：凸轮相对机架做直线运动 圆柱凸轮：空间凸轮机构 等宽凸轮机构 凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都等于框架内侧的宽度。 等径凸轮机构 两滚子中心间的距离始终保持不变。 主回凸轮机构(共轭凸轮机构) （1）多项式运动规律 1）等速运动规律又称为一次多项式运动规律 §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定 1、凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角 从动件偏置方位的选择原则 * 目的： 掌握凸轮机构设计的基础知识，并能根据生产实际需要的运动规律设计凸轮机构。 要求： 1、了解凸轮机构(cams)的分类及应用 2、了解推杆(follower)常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则 3、能根据选定的凸轮类型和推杆的运动规律 设计凸轮的轮廓曲线(cam profile)。 4、掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题。 重点： 1、推杆常用运动规律的特点及其选择原则 2、盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计 3、凸轮基圆半径与压力角的关系 难点： ????? 本章的难点是反转法.反转法不仅是凸轮设计的基本方法,而且是凸轮机构分析常用的方法。 第九章 凸轮机构及其设计（Cams and Its Design)? 凸轮机构是一种由凸轮、从动件（推杆）和机架三个基本构件所组成的高副机构。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续的等速转动；当凸轮运动时，通过其曲线轮廓与从动件的高副接触，使从动件获得任意预期的运动规律。 凸轮机构的优点： 只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动规律； 结构简单，运动可靠。 缺点：从动件与凸轮接触应力大,易磨损 用途：载荷较小的运动控制 2、凸轮机构的分类(Classification of cams) 按凸轮的形状分 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 尖端能以任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。但尖端处极易磨损，只适用于低速场合。 按推杆（从动件）的端部形状分 1、尖顶从动件 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。 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。但与之相配合的凸轮轮廓须全部外凸。 2、滚子从动件 3、平底从动件 直动推杆：从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线； 摆动推杆：从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。 按推杆的运动形式分 摆动推杆 直动推杆 按推杆轴线与凸轮回转轴心的相对位置分 对心：在直动推杆中，若推杆轴线通过凸轮的回转轴线称为对心直动推杆。 偏置：在直动推杆中，若推杆轴线不通过凸轮的回转轴线称为偏置直动推杆。 按凸轮与推杆维持高副接触的方法分 1、力封闭（力锁合）─弹簧力、从动件重力或其它外力 2、型封闭（型锁合）─利用高副元素本身的几何形状 槽凸轮机构 槽两侧面的距离等于滚子直径。 优点：锁合方式结构简单 缺点：加大了凸轮的尺寸和重量 缺点：从动件的运动规律的选择受到一定的限制，当180o范围内的凸轮廓线根据从动件运动规律确定后，其余180o内的凸轮廓线必须符合等宽原则 缺点： 从动件运动规律的选择受到一定的限制 优点：克服了等宽、等径凸轮的缺点 缺点：结构复杂，制造精度要求高 一个凸轮推动从动件完成正行程运动，另一个凸轮推动从动件完成反行程的运动 §9-2 推杆的运动规律 1、推杆常用运动规律 特点：速度有突变，加速度理论上由零至无穷大，从而使推杆产生巨大的惯性力，机构受到强烈冲击——刚性冲击 适应场合：低速轻载 2）等加速等减速运动规律又称为二次多项式运动规律 特点：加速度曲线有突变，加速度的变化率(即跃度j)在这些位置为无穷大——柔性冲击 适应场合：中速轻载 由于加速度曲线无突变，凸轮机构既无柔性冲击也无刚性冲击。 3）五次多项式运动规律 增加多项式的幂次，可获得性能良好的运动规律 当质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上的投影所构成的运动规律—简谐运动 特点：有柔性冲击 适用场合：中速轻载(当从动件作连续运动时，可用于高速) （2）三角函数运动规律 1）简谐运动规律又称为余弦加速度运动规律 2）正弦加速度运动规律又成为摆线加速度运动规律 半径R=h/2π的滚圆沿纵座标作纯滚动，圆上最初位于座标原点的点其位移随时间变化的规律—摆线运动 特点：无刚性、柔性冲击 适用场合：适于高速 组合运动规律简介 运动规律组合应遵循的原则： 1、对于中、低速