考研備考期末復習機械設計基礎第03章凸輪機構

1、 3-1 凸輪機構的應用和類型 3-2 從動件的常用運動規(guī)律 3-3 凸輪機構的壓力角 3-4 圖解法設計凸輪輪廓v凸輪機構凸輪機構是由凸輪、從動件、機架三個構件組成的一是由凸輪、從動件、機架三個構件組成的一種高副機構。種高副機構。二、特點二、特點一、組成一、組成優(yōu)點：優(yōu)點：v實現(xiàn)各種復雜的運動要求實現(xiàn)各種復雜的運動要求v結構簡單、緊湊結構簡單、緊湊v設計方便設計方便缺點：缺點：v點、線接觸，易磨損，不適合高速、重載點、線接觸，易磨損，不適合高速、重載1 按凸輪的形狀分按凸輪的形狀分v盤形凸輪盤形凸輪凸輪呈向徑變化的盤形凸輪呈向徑變化的盤形結構簡單結構簡單, 應用最廣泛應用最廣泛v移動凸輪移動

2、凸輪凸輪呈板型凸輪呈板型, 直線移動直線移動v圓柱凸輪圓柱凸輪空間凸輪機構空間凸輪機構凸輪輪廓做在圓柱體上凸輪輪廓做在圓柱體上空間運動空間運動三、分類三、分類2 按從動件的型式分按從動件的型式分尖頂從動件尖頂從動件尖頂始終能夠與凸輪輪廓尖頂始終能夠與凸輪輪廓保持接觸，可實現(xiàn)復雜的保持接觸，可實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律運動規(guī)律易磨損，只宜用于輕載、易磨損，只宜用于輕載、低速低速平底從動件平底從動件接觸面易形成油膜，利于潤滑，接觸面易形成油膜，利于潤滑，常用于高速運動常用于高速運動配合的凸輪輪廓必須全部外凸配合的凸輪輪廓必須全部外凸?jié)L子滾子從動件從動件耐磨、承載大，較常用耐磨、承載大，較常用3 按從動件的

3、運動形式分按從動件的運動形式分v直動從動件直動從動件往復移動往復移動軌跡為直線軌跡為直線v擺動擺動從動件從動件往復擺動往復擺動軌跡為圓弧軌跡為圓弧4 按從動件的布置形式分按從動件的布置形式分v對心直動推桿對心直動推桿v偏置偏置直動推桿直動推桿5 按凸輪與推桿保持接觸方式分按凸輪與推桿保持接觸方式分v力封閉力封閉v幾何封閉幾何封閉v一般凸輪機構的命名原則一般凸輪機構的命名原則:布置形式布置形式+運動形式運動形式+從動件形狀從動件形狀+凸輪形狀凸輪形狀對心直動尖頂從動對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構件盤形凸輪機構偏置直動滾子從動偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構件盤形凸輪機構擺擺動平底從動件動平底從動件

4、盤形凸輪機構盤形凸輪機構A一、凸輪機構的運動過程一、凸輪機構的運動過程v基圓基圓( (以凸輪輪廓最小向徑所組成的圓以凸輪輪廓最小向徑所組成的圓) )，基圓半徑，基圓半徑r r0 0v推程推程，推程運動角，推程運動角v遠休止遠休止，遠休止角，遠休止角s sv回程回程，回程運動角，回程運動角v近休止近休止，近休止角，近休止角s sv行程（升程）行程（升程）,h,hv運動線圖運動線圖: 從動件的位移、速度、加速度等隨時間從動件的位移、速度、加速度等隨時間t t或凸輪轉角或凸輪轉角j j變化關系圖變化關系圖r0ts0BCDhA回程回程推程推程近休止近休止S遠休止遠休止s1 1、等速運動等速運動推程推程

5、v位移方程：位移方程：v速度方程：速度方程：v加速度方程：加速度方程：v沖擊特性：沖擊特性：始點、末點剛性沖擊始點、末點剛性沖擊v適用場合：適用場合：低速輕載低速輕載hs0v0a0- Displacement VelocityAcceleration 0a+ 0j j 二、推桿常用運動規(guī)律二、推桿常用運動規(guī)律jhs hv 2 2、等加速等減速運動等加速等減速運動v推程推程v運動方程運動方程:v沖擊特性：沖擊特性：起、中、末點柔性起、中、末點柔性沖擊沖擊v適用場合：適用場合：低速輕載低速輕載s0v0a0h/2h/2/2/2h加速段加速段減速段減速段位移方程位移方程速度方程速度方程加速度加速度02

6、j j 02j j 3 3、簡諧運動規(guī)律簡諧運動規(guī)律123456123456推程推程v運動方程：運動方程：v沖擊特性：沖擊特性： 始、末兩點加速度始、末兩點加速度有突變，引起柔性沖擊有突變，引起柔性沖擊v適用場合：適用場合：中、低速凸輪機構中、低速凸輪機構4 4、擺線運動擺線運動推程推程v運動方程：運動方程：v沖擊特性：沖擊特性：無沖擊無沖擊v適用場合：適用場合：高速輕載高速輕載ajvj 0 1 2 3 4 5 6 7 8sjhA2ph12sin2shjpjjpjp p21coshvpjpj2222sinhap pjp pj 凸輪機構壓力角：凸輪機構壓力角：接觸處輪廓曲線的法線方向與從動件速度

7、方接觸處輪廓曲線的法線方向與從動件速度方向之間所夾的銳角。向之間所夾的銳角。一、壓力角與作用力的關系一、壓力角與作用力的關系FFF有效分力有效分力: :有害分力有害分力: :cosFF sinFF 自鎖：自鎖：從動件無法運動的現(xiàn)象。從動件無法運動的現(xiàn)象。 max = 30直動直動= 45 擺動擺動2200ds/dtanOPeePCssBCresj j =opOP l j j ds/ d二、凸輪機構中的壓力角與基圓半徑的關系二、凸輪機構中的壓力角與基圓半徑的關系cP與與e在輪心在輪心O點的同側，取點的同側，取“”，異側取異側取“”。一、凸輪廓線設計的基本原理一、凸輪廓線設計的基本原理反轉法：反轉

8、法：對整個系統(tǒng)施加對整個系統(tǒng)施加- 運動運動凸輪保持不動凸輪保持不動推桿作復合運動推桿作復合運動=轉動轉動(- ) +直線移動直線移動O O1 1、對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構、對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構已知：已知：r0，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動解：解： 1. 定比例尺定比例尺 l 2. 確定從動件初始位置確定從動件初始位置3. 確定反轉后從動件導路的確定反轉后從動件導路的各位置各位置4. 確定從動件尖頂?shù)母魑恢么_定從動件尖頂?shù)母魑恢?. 用光滑曲線連接尖頂?shù)母饔霉饣€連接尖頂?shù)母鱾€位置，所得即為凸輪輪個位置，所得即為凸輪輪廓曲線。廓曲線。

9、s0h1200600900902 2、對心直動滾子從動件盤形凸輪機構、對心直動滾子從動件盤形凸輪機構已知：已知：r0，從動件運動規(guī)律，滾子半徑，從動件運動規(guī)律，滾子半徑rT, 凸輪逆時針方向轉動凸輪逆時針方向轉動s0h120060090090理論輪廓理論輪廓實際輪廓實際輪廓解：解：1. 定比例尺定比例尺 l 2. 確定從動件初始位置確定從動件初始位置 3. 確定反轉后從動件導路的各確定反轉后從動件導路的各 位置位置4. 確定滾子中心的各位置確定滾子中心的各位置5. 用光滑曲線連接滾子中心的各用光滑曲線連接滾子中心的各個位置，所得即為凸輪理論輪個位置，所得即為凸輪理論輪廓曲線。廓曲線。6.以理論

10、廓線上的點為圓心滾子以理論廓線上的點為圓心滾子半徑為半徑作圓，然后作這些半徑為半徑作圓，然后作這些圓的包絡線，所得即為凸輪實圓的包絡線，所得即為凸輪實際輪廓曲線。際輪廓曲線。滾子半徑的確定滾子半徑的確定rr理論實際實際a a= +rT a= -rT0rr = rTarr rT a= -rT0rr a= -rT0 rTs0h1200600900903 3、對心直動平底從動件盤形凸輪機構、對心直動平底從動件盤形凸輪機構已知：已知：r0，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動實際輪廓實際輪廓解：解： 1. 定比例尺定比例尺 l 2. 確定從動件初始位置確定從動件初始位

11、置3. 確定反轉后從動件導路的各確定反轉后從動件導路的各位置位置4. 確定導路與平底交點的各位確定導路與平底交點的各位置置6、過交點作出一系列平底，然、過交點作出一系列平底，然后作這些平底的包絡線，所后作這些平底的包絡線，所得即為凸輪實際輪廓曲線。得即為凸輪實際輪廓曲線。平底尺寸的確定平底尺寸的確定rminrmins0h1200600900904 4、偏置直動尖頂從動件盤形凸輪機構、偏置直動尖頂從動件盤形凸輪機構已知：已知：r0，偏置圓半徑，偏置圓半徑e，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動解：解： 1. 定比例尺定比例尺 l 2. 確定從動件初始位置確定從動

12、件初始位置3. 確定反轉后從動件導路的各確定反轉后從動件導路的各位置位置4. 確定從動件尖頂?shù)母魑恢么_定從動件尖頂?shù)母魑恢?. 用光滑曲線連接尖頂?shù)母鱾€用光滑曲線連接尖頂?shù)母鱾€位置，所得即為凸輪輪廓曲位置，所得即為凸輪輪廓曲線。線。5 5、擺動從動件盤形凸輪機構、擺動從動件盤形凸輪機構設計設計已知：已知：r0，機架長度，從動件運，機架長度，從動件運動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動動規(guī)律，凸輪逆時針方向轉動210120060090090212223242526272829210211212解：解： 1. 定比例尺定比例尺 l v2. 確定從動件初始位置確定從動件初始位置v3. 確定反轉后從動件回轉中確定反轉后從動件回轉中心的各位置心的各位置v4. 確定從動件尖頂?shù)母魑恢么_定從動件尖頂?shù)母魑恢胿5. 用光滑曲線連接尖頂?shù)?/p>