机械设计基础课件（刘美玲主编）第4单元 凸轮机构.pptVIP

机械设计基础—凸轮机构 案例导入 凸轮机构是机械中的一种常用机构，常用于将主动件的连续转动转变为从动件的往复移动或摆动，能使从动件获得预先给定的运动规律，因而广泛用于自动化和半自动化机械中。 案例导入 问题： （1）凸轮的类型有几种，可以实现何种运动？ （2）如何设计凸轮的轮廓以实现从动件预期的运动规律？ （3）如何设计可以保证机构具有良好的传动性能？ 凸轮机构 学习目标 学习重点、难点 4.1 凸轮机构的特点、应用及分类 凸轮机构的工作原理：借助凸轮的轮廓实现从动件预期的运动规律。 功能：主动件的连续转动转变为从动件的往复移动或摆动 4.1 凸轮机构的应用和分类 1.凸轮机构的应用 4.1 凸轮机构的应用和分类 2.凸轮机构的特点 4.1 凸轮机构的应用和分类 4.1.2 凸轮机构的分类 4.1 凸轮机构的应用和分类 2.按从动件结构形状分类 4.1 凸轮机构的应用和分类 此外，为了使凸轮与从动件始终保持接触，还可以利用重力、弹簧力或依靠凸轮上不凹槽来实现。 4.2常用的从动件运动规律 4.2.1 凸轮机构的工作过程及有关名称 1.凸轮机构的运动过程 基圆（r0）：以凸轮最小向径作的圆称为基圆，其半径称为基圆半径，用表示r0。 4.2 从动件的常用运动规律 推程：当凸轮连续转动时，从动件尖端被凸轮轮廓由最低点推至最高点的过程。 行程（h）:从动件由最低点上升到最高点的距离称为行程，用h表示。 4.2 从动件的常用运动规律 4.2 从动件的常用运动规律 远程休止角Φ s：在远休止时，当凸轮继续转动，凸轮所转过的角度，用Φ s 表示。 回程：当凸轮连续转动时，从动件尖端由最高点回到最低点的过程。 回程运动角Φ 0 ′：在回程中，凸轮所转过的角度，用Φ 0 ′ 表示。 4.2 从动件的常用运动规律 近休止：当凸轮连续转动时，从动件尖端被在最低点位置不动的过程。 近休止角Φ sˊ：在近休止时，凸轮所转过的角度，用Φ sˊ 表示。 4.2 从动件的常用运动规律 想一想 练一练 如图4-20所示凸轮机构运动简图，凸轮的实际轮廓线为一圆，其圆心为A点，半径R=50mm， LOA=30mm。试确定凸轮的基圆半径和从动件的行程。 4.2 从动件的常用运动规律 4.2.2 从动件常用的运动规律 4.2 从动件的常用运动规律 1.等速运动规律 （1）概念：当凸轮以等角速度ω转动时，从动件在推程或回程中的速度保持不变的运动规律，称之为等速运动规律。 4.2 从动件的常用运动规律 （2）运动方程 位移方程:s=hφ /Φ0 (0≤ φ ≤ Φ0 ) 速度方程:v=hω/Φ0 (0 ≤φ ≤ Φ0) 加速度方程:a=0 (0 ≤φ ≤ Φ0) 4.2 从动件的常用运动规律 （4）运动特性分析 刚性冲击：从动件的瞬时加速度 趋于无穷大时，惯性力也趋于无穷大 ，致使机构产生强烈的冲击，这种 冲击称为刚性冲击。 4.2 从动件的常用运动规律 2.等加速等减速运动规律 (1)概念：当凸轮以等角速度 ω转动时，从动件在推程或回程中 ，前半程为等加速运动，后半程为 等减速运动，且加速度的绝对值相 等的运动规律，称之为等加速等减 速运动规律。 4.2 从动件的常用运动规律 (2)运动方程 位移方程: s=(2h/ Φ0 2 )φ2——加速段 (0 ≤φ≤Φ 0 /2) s=h-2h /Φ 0 2 （Φ0 –φ）2 —减速段 (Φ /2 ≤φ ≤Φ0) 4.2 从动件的常用运动规律 (2)运动方程 加速度方程: a=4hω/Φ02 ——加速段 (0 ≤φ≤ Φ0 /2) a=-4hω / Φ02—减速段