機械設計基礎第三章 凸輪機構

1、3-1 凸輪機構的組成、類型及應用3-2 從動件常用運動規(guī)律及選擇3-3 用圖解法設計凸輪廓線3-4 凸輪機構基本尺寸的確定3-1 凸輪機構的組成、類型及應用一. 凸輪機構的組成由凸輪、從動件和機架這三個基本構件組成二. 凸輪機構的類型1.按凸輪的形狀分類 盤形凸輪機構 移動凸輪機構 圓柱凸輪機構 圓錐凸輪機構 盤形凸輪機構移動凸輪機構圓 柱 凸 輪 機 構2.按從動件形狀分類 尖端從動件凸輪機構滾子從動件凸輪機構 平底從動件凸輪機構3.按從動件運動形式 直動從動件凸輪機構擺動從動件凸輪機構尖端從動件凸輪機構滾子從動件凸輪機構平底從動件凸輪機構直動從動件凸輪機構擺動從動件凸輪機構4. 按凸輪與

2、從動件保持接觸的方式分類 力封閉的凸輪機構 ：利用從動件的重力、彈簧力或其它外力使從動 件與凸輪始終保持接觸。形封閉的凸輪機構 ：依靠高副元素本身的幾何形狀使從動件與凸輪始終保持接觸。 力封閉的凸輪機構形 封 閉 的 凸 輪 機 構三. 凸輪機構的特點優(yōu)點：對于任意要求的從動件運動規(guī)律，都可以 毫無困 難地設計出凸輪廓線來實現。缺點：由于是高副接觸，易磨損。因此多用于傳 力不大的場合。四. 凸輪機構的應用實現無特定運動規(guī)律要求的工作行程實現有特定運動規(guī)律要求的工作行程實現對運動和動力特性有特殊要求的工作行程實現復雜的運動軌跡自動機床中利用凸輪機構實現進刀、退刀船用柴油機中利用凸輪機構控制閥門的

3、啟閉213 印刷機中利用凸輪機構適當組合實現吸紙吸頭的復雜運動軌跡。3-2 從動件常用運動規(guī)律及選擇 基本概念: 凸輪的基圓： 以凸輪輪廓的最小向徑 r0為半徑所作的圓。 從動件往上走推程 從動件往下走回程一、等速運動： 在行程開始和終止位置，有剛性沖擊，只適用于低速輕載的場合。0ahvhs推程：二 . 等加速等減速運動規(guī)律：有柔性沖擊，適用于中速輕載場合。22222442hahvhs222224)(42)(hahvhhs推程：三. 簡諧運動規(guī)律：推程：cos2sin2)cos1 (2222hahvhs有柔性沖擊，適用于中速中載。四. 擺線運動規(guī)律：推程：2sin2)2cos1 ()2sin2

4、1(22hahvhs沒有沖擊，適用于高速場合。五. 運動規(guī)律的選擇：1.高速凸輪應選用無沖擊的運動規(guī)律，2. 小的好，減小慣性力的危害。3. 小的好，安全。4. 操縱系統(tǒng)的凸輪：有行程的要求， 運動規(guī)律無要求。5. 進給機構的凸輪：進刀等速，以保證 粗糙度和精度。退刀等加速等減速。amaxvmax3-3 按給定的運動規(guī)律設計凸輪輪廓對心尖端直動從動件： 盤狀凸輪已知：位移曲線S（）， 基圓半徑 r0， 凸輪轉向：順時針步驟：1、畫基圓、從動件起始位置、凸輪轉向2、從 始按 把 分成3、把 分成若干等份（S曲線） 光滑連接各點。OA360SS、，332211332211BBBBBBAr06090

5、90120-s12345 67 891011121314 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109 o二. 對心滾子直動從動件： 盤狀凸輪設計已知：位移曲線S（），基圓半徑 r0， 凸輪轉向：順時針，滾子半徑：Tr步驟：將滾子的中心看成尖端從動件尖端，按上述方法設計 理論輪廓線。Tr再以理論輪廓線上點為圓心， 為半徑畫一系列圓，其包絡線實際輪廓線。r0609090120-1234567891011121314As 601209090135781 3 5 7 8911 13論輪廓理論輪廓實際

6、輪廓實際輪廓1876543214131211109對心平底直動從動件：盤狀凸輪設計已知：位移曲線S（），基圓半徑 r0，凸輪轉向：順時針步驟：將平底與桿交點看成尖端從動件尖端，按上述方法設計 得 . 321、過 . 畫一系列平底，其包絡線便是凸輪輪廓（作平底公切線）。321、 60120909013578s 1 3 5 7 8911 13計步驟：設計步驟：123456788765432191011121314151413121110 9四. 偏置尖端直動從動件：盤狀凸輪已知：位移曲線S（），基圓半徑 r0， 凸輪轉向：順時針，偏距：e五、尖端擺動從動件： 盤狀凸輪設計

7、 已知：運動規(guī)律 ，基圓半徑 r0， 凸輪轉向：順時針，機架尺寸AO，從動件長度AB。)(步驟：1、畫基圓、從動件起始位置、凸輪轉向，2、以O為圓心，AO為半徑畫圓，3、從AO開始按 方向將 分成4、把 分成若干等份（曲線）5、作6、連接、360SS、1111011;BABBABOA取.;2222022BABBABOA取.21BB 、A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B1 1 1B2 2 2B3 3 3B4 4 4B5 5 5B6 6 6B7 7 7- -r0ABld 60120909012341 2 3 45 6 7 85768O3-4 凸輪機

8、構基本尺寸的確定壓力角: 凸輪對從動件作用力的方向與從動件上 力作用點的速度方向之間所夾的銳角。 FVFFF（有用） F（無用），F摩效率甚至自鎖。所以 max自鎖：無論驅動力多大機構都不能運動。 直動從動件擺動從動件回程 8070 3830 5040推程一般不校核二. 按 確定導路的偏置方向和基圓半徑的大?。?以偏置移動從動件盤狀凸輪為例：erseddstg220S 從動件位移凸輪轉角 凸輪轉向系數 順時針 反時針11 從動件偏置方向系數 導路偏于回轉中心左側 導路偏于回轉中心右側11討論：erseddstg220受力有利，受力有利， 凸輪尺寸（有矛盾）。凸輪尺寸（有矛盾）。r0r01.的確定原則：r0在滿足 的前提下，盡量減小 值。r0 max2. 有偏置情況下如有偏置情況下如 有利有利 1當凸輪順時針轉動時，導路應偏在回轉中心的左側當凸輪逆時針轉動時，導路應偏在回轉