本科凸轮机构.ppt

第三章第三章第三章第三章 凸轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构第一节第一节 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类第二节第二节 从动件常用运动规律从动件常用运动规律第三节凸轮机构第三节凸轮机构压力角压力角一、组成、应用及特点一、组成、应用及特点一、组成、应用及特点一、组成、应用及特点二、分类二、分类二、分类二、分类一、凸轮机构的运动过程一、凸轮机构的运动过程二、推杆常用运动规律二、推杆常用运动规律一、压力角一、压力角 a a 与驱动力与驱动力 F F二、压力角二、压力角a a 与效率与效率h h第一节第一节第一节第一节 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类一、组成、应用及特点一、组成、应用及特点：2.2.应用：应用：从动件的位移、速度、加速度严格按预定规律变化的场合从动件的位移、速度、加速度严格按预定规律变化的场合1.1.组成：组成：高副高副从动件：平动，摆动从动件：平动，摆动凸轮凸轮凸轮凸轮: : : :具有曲线轮廓或凹槽的构件具有曲线轮廓或凹槽的构件具有曲线轮廓或凹槽的构件具有曲线轮廓或凹槽的构件3.3.特点：特点：⑴⑴⑴⑴主要用于转换运动形式主要用于转换运动形式主要用于转换运动形式主要用于转换运动形式 ⑵⑵⑵⑵可实现从动件预定的运动规律，且机构简单、紧凑可实现从动件预定的运动规律，且机构简单、紧凑可实现从动件预定的运动规律，且机构简单、紧凑可实现从动件预定的运动规律，且机构简单、紧凑⑶⑶⑶⑶比压较大，易于磨损。

比压较大，易于磨损比压较大，易于磨损比压较大，易于磨损 ∴ ∴ ∴ ∴一般仅用于传递功率不大的场合一般仅用于传递功率不大的场合一般仅用于传递功率不大的场合一般仅用于传递功率不大的场合 ⑷⑷⑷⑷凸轮的加工制造较复杂凸轮的加工制造较复杂凸轮的加工制造较复杂凸轮的加工制造较复杂二、分类二、分类1 1 按凸轮的形状分按凸轮的形状分2 2 按从动件的形状分按从动件的形状分3 3 按从动件的运动形式分按从动件的运动形式分4 4 按从动件的布置形式分按从动件的布置形式分5 5 小结小结推杆凸轮1 按凸轮的形状分按凸轮的形状分盘形凸轮盘形凸轮盘形凸轮盘形凸轮, , 实例实例实例实例– –凸轮呈向径变化的盘形凸轮呈向径变化的盘形凸轮呈向径变化的盘形凸轮呈向径变化的盘形– –结构简单结构简单结构简单结构简单, , 应用最广泛应用最广泛应用最广泛应用最广泛移动凸轮移动凸轮移动凸轮移动凸轮, , 实例实例实例实例– –凸轮呈板型凸轮呈板型凸轮呈板型凸轮呈板型, , 直线移动直线移动直线移动直线移动圆柱凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮, , 实例实例实例实例– –空间凸轮机构空间凸轮机构空间凸轮机构空间凸轮机构– –凸轮轮廓做在圆柱体上凸轮轮廓做在圆柱体上凸轮轮廓做在圆柱体上凸轮轮廓做在圆柱体上– –空间运动空间运动空间运动空间运动推杆凸轮凸轮推杆推杆凸轮2 按从动件的形状分按从动件的形状分尖顶从动件尖顶从动件尖顶从动件尖顶从动件 l l尖顶始终能够与凸轮轮尖顶始终能够与凸轮轮尖顶始终能够与凸轮轮尖顶始终能够与凸轮轮廓保持接触，可实现复廓保持接触，可实现复廓保持接触，可实现复廓保持接触，可实现复杂的运动规律杂的运动规律杂的运动规律杂的运动规律l l易磨损，只宜用于轻载、易磨损，只宜用于轻载、易磨损，只宜用于轻载、易磨损，只宜用于轻载、低速低速低速低速滚子滚子滚子滚子从动件从动件从动件从动件 l l耐磨、承载大，较常用耐磨、承载大，较常用耐磨、承载大，较常用耐磨、承载大，较常用平底从动件平底从动件平底从动件平底从动件 l l接触面易形成油膜，利于接触面易形成油膜，利于接触面易形成油膜，利于接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动润滑，常用于高速运动润滑，常用于高速运动润滑，常用于高速运动l l配合的凸轮轮廓必须全部配合的凸轮轮廓必须全部配合的凸轮轮廓必须全部配合的凸轮轮廓必须全部外凸外凸外凸外凸尖顶尖顶从动件从动件从动件从动件 滚子滚子从动件从动件从动件从动件 平底平底从动件从动件从动件从动件 平底平底从动件从动件从动件从动件 3 按从动件的运动形式分按从动件的运动形式分直动直动直动直动从动件从动件–往复移动往复移动往复移动往复移动–轨迹为直线轨迹为直线轨迹为直线轨迹为直线摆动摆动摆动摆动从动件从动件–往复摆动往复摆动往复摆动往复摆动–轨迹为圆弧轨迹为圆弧轨迹为圆弧轨迹为圆弧尖顶尖顶从动件从动件滚子滚子从动件从动件平底平底从动件从动件直直动动从从动动件件摆摆动动从从动动件件4 按从动件的布置形式分按从动件的布置形式分对心直动对心直动对心直动对心直动从动件从动件偏置偏置偏置偏置直动直动直动直动从动件从动件尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件5 小结小结一般凸轮机构的命名原则一般凸轮机构的命名原则一般凸轮机构的命名原则一般凸轮机构的命名原则: : : :–布置形式布置形式布置形式布置形式+ + + +运动形式运动形式运动形式运动形式+ + + +从动件形状从动件形状从动件形状从动件形状+ + + +凸轮形状凸轮形状凸轮形状凸轮形状对心尖顶直对心尖顶直动从动件盘动从动件盘形凸轮机构形凸轮机构偏置偏置滚子直滚子直动从动件盘动从动件盘形凸轮机构形凸轮机构摆摆动平底从动平底从动件盘形凸动件盘形凸轮机构轮机构一、凸轮机构的运动过程一、凸轮机构的运动过程二、二、从动件从动件常用运动规律常用运动规律第二节第二节 从动件常用运动规律从动件常用运动规律AtΦs0一、凸轮机构的运动过程一、凸轮机构的运动过程从从从从动动动动件件件件的的的的运运运运动动动动规规规规律律律律是是是是指指指指从从从从动动动动件件件件的的的的位位位位移移移移、、、、速速速速度度度度、、、、加加加加速速速速度度度度等等等等随时间随时间随时间随时间 t t t t 或凸轮转角或凸轮转角或凸轮转角或凸轮转角φ 变化的规律变化的规律变化的规律变化的规律基圆基圆基圆基圆( ( ( (以凸轮轮廓最小向径所组成的圆以凸轮轮廓最小向径所组成的圆以凸轮轮廓最小向径所组成的圆以凸轮轮廓最小向径所组成的圆) ) ) )，基圆半径，基圆半径，基圆半径，基圆半径r r r r0 0 0 0推程，推程运动角推程，推程运动角推程，推程运动角推程，推程运动角Φ远休止，远休止角远休止，远休止角远休止，远休止角远休止，远休止角Φs回程，回程运动角回程，回程运动角回程，回程运动角回程，回程运动角Φ'近休止，近休止角近休止，近休止角近休止，近休止角近休止，近休止角Φ s’行程（升程）行程（升程）行程（升程）行程（升程）h h h h运动线图运动线图运动线图运动线图: : : : 从动件的位移、速度、加速从动件的位移、速度、加速从动件的位移、速度、加速从动件的位移、速度、加速度等随时间度等随时间度等随时间度等随时间t t t t或凸轮转角或凸轮转角或凸轮转角或凸轮转角φ变化关系图变化关系图变化关系图变化关系图ΦΦsΦ'Φ s’r0Φ推程推程Φs远休止远休止Φ'回程回程Φ s’近休止近休止BCD hA’二、二、从动件从动件常用运动规律常用运动规律1 1 1 1 等速运动等速运动等速运动等速运动2 2 2 2 等加速等减速运动等加速等减速运动等加速等减速运动等加速等减速运动3 3 3 3 简谐简谐运动运动运动运动1.等速运动等速运动推程推程推程推程(0(0    φ     Φ) )l l运动方程：运动方程：运动方程：运动方程：l l位移方程：位移方程：位移方程：位移方程：l l速度方程：速度方程：速度方程：速度方程：l l加速度方程：加速度方程：加速度方程：加速度方程：运动线图运动线图运动线图运动线图冲击特性：始点、末点冲击特性：始点、末点冲击特性：始点、末点冲击特性：始点、末点刚性冲击刚性冲击刚性冲击刚性冲击原因：原因： 速度由速度由0 →V, a0 →V, a由由0 →∞0 →∞ 速度由速度由V →0 , aV →0 , a由由0 →-∞0 →-∞适用场合：低速轻载适用场合：低速轻载适用场合：低速轻载适用场合：低速轻载SφΦhVφΦaφ∞-∞Φsφ0Φvφ0aφ0h/2h/2Φ /2Φ /2h2. 2. 等加速等减速运动等加速等减速运动等加速等减速运动等加速等减速运动推程推程推程推程运动方程运动方程运动方程运动方程: :(0 φ  Φ /2)(Φ /2 φ  Φ)加速段加速段减速段减速段位移方程位移方程速度方程速度方程加速度方程加速度方程运动线图运动线图运动线图运动线图冲击特性：起、中、末点冲击特性：起、中、末点冲击特性：起、中、末点冲击特性：起、中、末点柔性冲击柔性冲击柔性冲击柔性冲击适用场合：低速轻载适用场合：低速轻载适用场合：低速轻载适用场合：低速轻载aφΦ3. 余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律 (简谐运动规律简谐运动规律)Φh0 1 2 3 4 5 6 7 812345678SφVφΦ特点特点: 加速度变化连续平缓加速度变化连续平缓. 始、末点有始、末点有柔性冲击柔性冲击.适于中低速、中轻载适于中低速、中轻载.推程推程推程推程运动方程运动方程运动方程运动方程：略：略：略：略第三节凸轮第三节凸轮机构机构压力角压力角一、压力角一、压力角 a a 与驱动力与驱动力 F F二、压力角二、压力角a a 与效率与效率h h第三节凸轮第三节凸轮机构机构压力角压力角一、压力角一、压力角 a a 与驱动力与驱动力 F F压力角压力角αα————从动件从动件上受力方向上受力方向与其与其绝对速度绝对速度方向方向所夹的所夹的锐角锐角。

如果如果a a ↑→ F” ↑当当 a a 大于一定值大于一定值, , 将将自锁自锁.一般一般, 推程推程 [a a ] = 30  (移动移动) 35  ~ 45  (摆动摆动) 回程回程 [a a' ] = 70 ~ 80  二、压力角二、压力角 a a 与效率与效率 h h a a ↑→ h h↓ ' 过大将造成滑脱F’FF’F” 作图题作图题 1. 1.画出图示盘形凸轮机构（凸轮为一偏心圆盘）画出图示盘形凸轮机构（凸轮为一偏心圆盘）在图示位置的压力角在图示位置的压力角2. 2. 画画出出图图示示盘盘形形凸凸轮轮机机构构（（凸凸轮轮为为一一偏偏心心圆圆盘盘））在在图示位置的压力角图示位置的压力角。