机械设计基础 教学课件 ppt 作者 孙占刚 主编 邹克武 贾志宁 副主编第9章 凸轮机构及其设计.ppt

1.凸轮理论轮廓的内凹部分 三、滚子半径的选择 2. 凸轮理论轮廓的外凸部分 滚子半径大，接触应力小，但过大会导致运动失真； 滚子半径小，不易出现运动失真，但接触应力大且难于装拆。 3. 结论 一般推荐： rT=（0.1~0.5）r0 * 士大夫大师傅地方 第9章 凸轮机构及其设计 9.1 凸轮机构的组成、特点及分类 9.2 从动件的运动规律 9.3 凸轮轮廓设计 9.1 凸轮机构的组成、特点及分类 9.1.1凸轮机构的基本组成和特点 内燃机配气机构 1.组成： (1)凸轮(Cam) (2)从动件(Follower) (3)机架(Frame) 高副机构 2.特点 只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。 凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。 优点： 缺点： 因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构。 （1）盘形凸轮 1.按凸轮形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮 9.1.2 凸轮机构的类型 （2）移动凸轮 移动凸轮 （3）圆柱凸轮 自动送料凸轮机构 自动车床上的走刀机构 （1）尖顶从动件 2.按从动件形状分类：尖顶、滚子、平底从动件 尖顶容易磨损,只用于传力不大的低速凸轮机构。 （2）滚子从动件 滚子与凸轮之间是滚动摩擦，故磨损小而且均匀，可承受较大载荷，应用普遍。 （3）平底从动件 凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传动效率最高；凸轮与平底之间易形成楔形油膜，便于润滑和减少磨损；常用于高速凸轮机构中，但不能用于具有内凹曲线轮廓的凸轮机构。 3.按从动件运动形式：移动从动件和摆动从动件 移动从动件 摆动从动件 4.按照凸轮与从动件维持高副接触的方法分类：力封闭和形封闭 等宽凸轮机构 等径凸轮机构 s C D h 推程运动角 远休止角 回程运动角 近休止角 B o s D rb e A B C ? 凸轮的基圆 该位置为初始位置 升程 直动从动件凸轮机构 凸轮机构的运动过程 9.2 从动件的运动规律 远休止角——从动件到达最高位置停留过程中凸轮所转过的角度。 基圆——以凸轮理论轮廓曲线最小矢径所作的圆。 升程——从动件由最低点到最高点的位移h。 推程运动角——从动件由最低位置运行到最高位置，凸轮所转过的角度。 回程运动角——从动件由最高位置运行到最低位置，凸轮所转过的角度。 近休止角——从动件到达最低位置停留过程中凸轮所转过的角度。 1.等速运动规律 9.2.2 从动件的常用运动规律 刚性冲击： 从动件在推程开始和终止的瞬间，速度突变，其加速度及惯性力在理论上均趋于无穷大，引起的冲击。 应用：低速、轻载场合 等速运动 2.等加速等减速运动规律 等加速等减速运动 柔性冲击 ： 加速度发生有限值的突变 应用：中、低速场合 特点:柔性冲击存在于升程的始末两处，但当从动件做无停歇的升-降-升往复运动时，避免了柔性冲击，此时可用于高速传动。 3. 余弦加速度（简谐运动）运动规律 应用:中低速、中载或重载 设计方法--反转法 以凸轮做参考，按相对运动原理设计凸轮轮廓曲线。 9.3 凸轮轮廓设计 给凸轮和从动件均加上-ω，凸轮与从动件的相对运动并未改变，但凸轮不动，而从动件一方面以-ω绕凸轮轴心线转动，另一方面又相对导轨按预定规律移动。由于从动件的尖顶始终与凸轮轮廓接触，从动件尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。 以对心移动尖顶从动件盘形凸轮机构为例说明： 9.3.1 对心直移尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 9.3.2 偏置直移尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 9.3.3 对心直移滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 设计凸轮机构的要求： 保证从动件实现预定规律，传力性能好，结构紧凑。 9.3.4 凸轮设计中的几个问题 一、压力角的选择 1.压力角与作用力的关系 Ft 一定时，α越大，Fn越大，凸轮机构传动效率越低。α大到一定值时，Fn导致的摩擦力与负载FQ之和大于Ft ，机构自锁。 压力角越小，传力性能越好，传动效率越高。 推荐许用压力角许可值如下： 推程（工作行程）：移动从动件[α]=30o 摆动从动件[α]=45o 回程：受力较小，无自锁问题，可取[α]=70°~80o 2. 压力角与机构尺寸的关系 压力角α 越大，r0 越小，机构尺寸越小，越紧凑。 3. 结论：压力角α不能过大或过小。 以对心移动尖顶从动件盘形凸轮机构为例，有： 基圆半径r0 越小,则