机械设计基础 教学课件 ppt 作者 李正峰 蒋利强 主编 杜春宽 副主编9.pptVIP

图9-1所示为内燃机的配气机构。当凸轮1连续转动时，从动件2（气阀）按一定规律启闭气门，协调内燃机完成工作。 图9-2所示为缝纫机的拉线机构，具有凹槽的圆柱凸轮1等速转动时，通过滚子带动从动件2绕固定轴A摆动，拉动缝线工作。 图9-3所示为车削手柄的自动进刀机构。凸轮1的曲线轮廓迫使从动件2带动刀架进退，从而切出工件的复杂外形。 凸轮机构的优点是：只要适当的设计凸轮轮廓，就可以使从动件实现预期的运动规律，结构简单、紧凑，易于设计。缺点是凸轮与从动件高副接触，易磨损，制造困难，故适用于传力不大的控制机构。 9.1.2 凸轮机构的类型 凸轮机构的种类很多，通常可按下列方法进行分类。 1）按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮 如图9-1所示，向径变化的盘状零件为盘形凸轮。凸轮绕固定轴回旋。 （2）圆柱凸轮 如图9-2所示，这种凸轮是在圆柱上制出曲线凹槽或将圆柱端面做成曲面的圆柱体。 （3）移动凸轮 凸轮相对于机架作往复直线运动，这种凸轮可以看作是回转轴在无穷远处的盘形凸轮（见图9-3）。 2）按从动件的端部结构分类 (1）尖顶从动件 如图9-4（a）所示，。 （2）滚子从动件 如图9-3所示。 （3）平底从动件 如图9-1所示。 3）按从动件的运动分类 （1）移动从动件 从动件相对于导路作直线移动。导路通过凸轮回转中心，称为对心移动从动件（见图9-1）。 （2）摆动从动件 如图9-2所示，从动件2相对于机架作摆动。 4）按凸轮与从动件保持接触的方式分类 （1）力锁合 靠重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮保持接触称为力锁合。 （2）形锁合 靠一定几何形状使从动件与凸轮保持接触称为形锁合。 9.3.2作图法设计凸轮轮廓曲线 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 9.3.3凸轮轮廓的加工方法 凸轮轮廓的加工方法通常有两种。 (1)铣、锉削加工 对用于低速、轻载场合的凸轮，可以应用反转法原理在未淬火凸轮轮坯上通过作图法绘制出轮廓曲线，采用铣床或用手工锉削办法加工而成。必要时可进行淬火处理，用这种方法加工出来的凸轮其变形难以得到修正。 (2)数控加工 即采用数控线切割机床对淬火凸轮进行加工，此种加工方法是目前常用的一种凸轮加工方法。加工时应用解析法，求出凸轮轮廓曲线的极坐标值（ ），应用专用编程软件切割而成。此方法加工出的凸轮精度高，适用于高速、重载的场合。 9.4.3 基圆半径r0的确定 图9-11所示为两个基圆半径不同的凸轮，当凸轮转过相同的角度δ时，从动件有相同的位移S，基圆半径小的凸轮轮廓较陡，压力角1较大，而基圆半径大的凸轮轮廓较平缓，压力角较小。 2）凸轮机构的结构 （1）凸轮的结构 凸轮尺寸较小，且与轴的尺寸相近时，则凸轮与轴做成一体；凸轮尺寸较大时，则凸轮与轴应分开制造而后装配在一起使用。装配时，凸轮与轴要有一定的相对位置要求，一般在凸轮上刻出起始位置线或其他标志，作为加工和装配的依据。图9-12所示为凸轮在轴上的几种常见固定形式。图9-12（a）靠圆锥销固定，图9-12（b）靠圆锥套和双螺母固定，图9-12（c）采用键联接固定。 2）从动件的端部结构 从动件的端部形式很多，图9-13所示为常见的滚子结构，滚子相对于从动件能自由转动。 3）凸轮的精度 凸轮的精度主要包括凸轮的公差和表面粗糙度。对于直径在300~500mm以下的凸轮，其公差和表面粗糙度可按表9-3选择。 * * 第9章 凸轮机构 §９.１凸轮机构的特点和分类 §９.２常用的从动件运动规律 §９.３盘形凸轮轮廓的设计与加工方法 §９.４凸轮机构设计中的几个问题 §9.1凸轮机构的特点与分类 9.1.1 凸轮机构的应用和特点 凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个构件组成的高副机构。凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作等速旋转或移动；从动件常为杆状构件，作直线移动或摆动。 图9-4凸轮机构的运动过程 9.2.1 平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数 图9-4所示,r0为基圆半径，凸轮转动，向径增大，从动件按一定规律被推向远处，到向径最大的B点与尖顶接触时，从动件被推向最远处，这一过程称为推程。与之对应的转角（∠BOB/）称为推程运动角Ф，从动件移动的距离AB/称为行程，用h表示。接着