机械设计基础课件（凸轮机构）.ppt

2004-2005第二学期 编制：吕亚清 凸轮机构Cam Mechanisms 1　凸轮机构的组成、应用和分类 2　从动件常用运动规律 3　图解法设计凸轮轮廓 4　凸轮机构设计中的几个问题 一、组成 由三个构件组成的一种高副机构 凸轮cam：具有曲线轮廓或凹槽的构件 推杆/ 从动件follower，运动规律由凸轮廓线和运动尺寸决定 机架 frame 二、特点 优点： 实现各种复杂的运动要求 结构简单、紧凑 设计方便 缺点： 点、线接触，易磨损，不适合高速、重载 三、分类及应用 按凸轮的形状分 按从动件的形状分 按从动件的运动形式分 按从动件的布置形式分 按凸轮与从动件维持高副接触的方法分 小结 1 . 按凸轮的形状分 盘形凸轮plate, 应用 凸轮呈向径变化的盘形 结构简单, 应用最广泛 移动凸轮traslating, 应用 凸轮呈板型, 直线移动 圆柱凸轮cylindrical, 应用 空间凸轮机构 凸轮轮廓做在圆柱体上 空间运动 2. 按从动件的形状分 尖顶推杆 Knife-edge 尖顶始终能够与凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律 易磨损，只宜用于轻载、低速 滚子推杆 Roller 耐磨、承载大，较常用 平底推杆 Flat-faced 接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动 配合的凸轮轮廓必须全部外凸 3 . 按从动件的运动形式分 直动推杆translating 往复移动 轨迹为直线 摆动推杆oscillating 往复摆动 轨迹为圆弧 4 . 按从动件的布置形式分 对心in-line直动推杆 偏置offset直动推杆 5.　按凸轮与从动件维持高副接触的方法分 6. 小结 一般凸轮机构的命名原则: 布置形式+运动形式+推杆形状+凸轮形状 §1　从动件的常用运动规律 Follower Motion Curves 凸轮与从动件的运动关系 从动件常用运动规律 一.　凸轮与从动件的运动关系（续） 一、凸轮廓线设计的基本原理 解析法、作图法 相对运动原理法:(也称反转法):principle of inversion 　对整个系统施加-ω运动 此时，凸轮保持不动 推杆作复合运动=反转运动(-?) +预期运动(s) 二、作图法设计凸轮廓线 作图步骤： 1 根据从动件的运动规律：作出位移线图S2-δ1，并等分角度 2 定基圆 3 作出推杆在反转运动中依次占据的位置 4 据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置 5 将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据的位置点 6 将各位置点联接成光滑的曲线 7 在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓 1 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构 2 对心直动滚子推杆盘形凸轮机构 3 对心直动平底推杆盘形凸轮机构 4 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构 5 摆动推杆盘形凸轮机构 6 小结 1 对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构Plate Cam with in-line Translating Knife-edge Follower 已知：r0，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动 设计：凸轮廓线 解： 1. 定比例尺μl 2. 初始位置及推杆位移曲线 3. 确定推杆反转运动占据的各位置 4. 确定推杆预期运动占据的各位置 5. 推杆高副元素族 6. 推杆高副元素的包络线 2 对心直动滚子推杆盘形凸轮机构 已知：r0，推杆运动规律，滚子半径rr, 凸轮逆时针方向转动 设计：凸轮廓线 解： 1. 定比例尺?l 2. 初始位置及推杆位移曲线 注：两条廓线，理论／实际廓线 　　实际廓线基圆rmin 　　理论廓线基圆r0 3. 确定推杆反转运动占据的各位置 4. 确定推杆预期运动占据的各位置 5. 推杆高副元素族 6. 推杆高副元素的包络线 3 对心直动平底推杆盘形凸轮机构 已知：r0，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动 设计：凸轮廓线 解： 1. 定比例尺?l 2. 初始位置及推杆位移曲线 3. 确定推杆反转运动占据的各位置 4. 确定推杆预期运动占据的各位置 5. 推杆高副元素族 6. 推杆高副元素的包络线 4 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构 已知：r0，偏置圆半径e，推杆运动规律，凸轮 　　　逆时针方向转动 设计：凸轮廓线 解： 1. 定比例尺?l 2. 初始位置及推杆位移曲线 偏距圆、基圆 3. 确定推杆反转运动占据的各位置 4. 确定推杆预期运动占据的各位置 5. 推杆高副元素族 6. 推杆高副元素的包络线 5 摆动推杆盘形凸轮机构 分析： 摆动推杆盘形凸轮机构设计 已知：r0，机架长度，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动 设计：凸轮廓线 解： 1. 定比例尺?l 2. 初始位置及推杆位移曲线 3. 确定推杆反转运动占据的各位置