机械设计基础教程凸轮传动.ppt

* 机械设计基础 浙江大学 机械原理与设计教研室 第十章 凸轮传动 §10－1凸轮机构的组成、应用和分类 一、组成 凸轮机构由三个基本构件组成 1、机架 2、凸轮 3、从动件(杆) 二、应用 从理论上讲凸轮机构能完成任何运动规律(有的称凸轮机构为万能机构),特别是其他机构不能完成的运动规律,它都能完成,只要能设计出这种凸轮。 由于凸轮机构结构简单、紧凑、设计方便，因此在实际工程中应用的十分广泛。如： 内燃机、自动车床的进刀机构、上下料机构、印刷机、纺织机、插秧机、缝纫机等机械设备中得到广泛的应用。 第十章 凸轮传动 三、分类 1、按凸轮的形状分： 盘形凸轮、 移动凸轮、 圆柱凸轮。 2、按推杆形状分： 尖顶、 滚子、平底从动件。 3、按推杆运动分： 直动(对心、偏置)、 摆动 4、按保持接触方式分： 力封闭（重力、弹簧等） 几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮) 第十章 凸轮传动 内燃机气门机构 靠弹簧力封闭 机床进给机构 几何形状封闭 1 2 刀架 o r1 r2 W 等宽凸轮 等径凸轮 主回凸轮 凹槽凸轮 第十章 凸轮传动 §10－2 推杆(从动件)的运动规律 所为推杆运动规律，是指从动件在推程或回程时，其运动参 数(即位移S、速度V、加速度a )随凸轮转角δ变化的规律。 一、推杆的常用运动规律 r0 h B’ o t δ s δS δS δs/ δS/ δt δt δt/ δt/ ω A D C B 名词术语： 基圆、 基圆半径r0、 推程、 推程运动角δt 、 远休止角δS 、 回程、 回程运动角δt/、 近休止角δS/、 行程h。 S—δ之间的关系可用运动 线图来表示。 第十章 凸轮传动 分类：多项式、三角函数。 （一）多项式运动规律 一般表达式： S=C0+ C1δ+ C2δ2+…+Cnδn (1) s δ δt v δ a δ h +∞ －∞ 刚性冲击 1、一次多项式（等速运动）运动规律 推程运动方程： S＝hδ/δt V＝ hω/δt a=0 同理得回程运动方程： s＝h(1-δ/δ’t ) v＝-hω/δ’t a＝0 当：δ=0， s=0；δ=δt ，s=h 代入得：C0＝0， C1＝h/δt 第十章 凸轮传动 2、二次多项式（等加等减速）运动规律 1 δ s δ v δ a 2 3 5 4 6 3 h/2 δt h/2 2hω/δt 柔性冲击 4hω2/δt2 推程加速上升段边界条件： 起始点：δ=0， S=0， V＝0 中间点：δ=δt/2，s=h/2 求得：C0＝0， C1＝0，C2＝2h/δt2 加速段推程运动方程为： s ＝2hδ2/δt2 V ＝4hωδ/δt2 a ＝4hω2/δt2 推程减速上升段边界条件： 中间点：δ=δt/2，S=h/2 终止点：δ=δt， S=h， V＝0 求得：C0＝－h， C1＝4h/δt，C2＝-2h/δt2 减速段推程运动方程为： S＝h-2h(δt -δ)2/δt2 V＝-4hω(δt -δ)/δt2 a ＝-4hω2/δt2 1 2 3 4 5 6 第十章 凸轮传动 (二) 、三角函数运动规律 1、余弦加速度（简谐）运动规律 推程： S＝h[1-cos(πδ/δt)]/2 V=πhωsin(πδ/δt) /2δt a=π2hω2 cos(πδ/δt)/2δt2 1 2 3 4 5 6 δ a δ v δ s h δt 1 2 3 4 5 6 Vmax=1.57hω/δt 回程： S＝h[1＋cos(πδ/δt’)]/2 V=-πhωsin(πδ/δt’) /2δt’ a=-π2hω2 cos(πδ/δt’)/2δ’t2 在起始和终止点，a有突变， 所以会产生柔性冲击。 第十章 凸轮传动 二、选择运动规律 等加等减速 2.0 4.0 柔性 中速轻载 五次多项式 1.88 5.77 无 高速中载 余弦加速度 1.57 4.93 柔性 中速中载 正弦加速度 2.0 6.28 无 高速轻载 改进正弦加速度 1.7