《机械原理-第六章-凸轮机构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械原理-第六章-凸轮机构（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章凸轮机构及其设计,6.1 凸轮机构的特点及类型,6.2 凸轮机构的运动形式和从动件的运动规律,6.3 凸轮轮廓曲线设计,6.4 凸轮机构设计中的几个基本问题,本章目录,1基本概念及参数2. 从动件常用运动规律的特点及适用场合3反转法的基本原理4盘形凸轮轮廓曲线的设计5凸轮机构基本尺寸的确定,本章重点:,本章难点:,反转法不仅是凸轮机构设计的基本方法，而且是凸轮机构分析常用的方法。,6.1.1凸轮机构的特点,从动件,凸轮,机架,(1)结构简单、紧凑；(2)能使从动件实现各种复 杂的运动规律；(3)高副接触，易磨损，常 用于传力不大的场合。,6.1 凸轮机构的特点及类型,绕线机构,应用,内燃
2、机,凸轮机构,6.1.2 凸轮机构的类型,按凸轮的形状分,按从动件形状分,按保持接触的方式分,按从动件运动方式分,盘形凸轮,尖顶从动件盘形凸轮,滚子从动件盘形凸轮,平底从动件盘形凸轮,摆动从动件盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮,圆柱凸轮,圆柱端面凸轮,按从动件的形状和运动方式分,尖顶直动（摆动）从动件盘形凸轮机构,平底直动（摆动）从动件盘形凸轮机构,滚子直动（摆动）从动件盘形凸轮机构,力锁合凸轮,配气机构,绕线机构,几何锁合凸轮,槽形凸轮,等径凸轮,凸轮机构的命名,凸轮的形状-,从动件形状-,尖顶、,平底,滚子、,盘形凸轮、,圆柱形凸轮,移动凸轮,从动件运动方式-,直动、,摆动,命名原则：,从动件
3、,+,凸轮机构,运动,形状,形状,直动尖顶从动件盘形凸轮,直动滚子从动件盘形凸轮,直动平底从动件盘形凸轮,摆动平底从动件盘形凸轮,6.2 凸轮机构的运动形式和从动件的运动规律,直动尖顶从动件盘形凸轮机构,一、基本概念：,1.基圆,偏置,对心,o,A,B,B,C,D,直动滚子从动件盘形凸轮机构,理论廓线,基圆？,基圆,实际廓线,特别注意,1.基圆,推程运动角: 0=AOB,2.推程,4.远休止角: s =BOC,回程运动角：0 =COD,5.回程,6.近休止角: s =DOA,3.行程: h,7. 从动件位移曲线,一、基本概念：,O,AD、BC段都是以O为圆心的圆弧,凸轮机构的运动形式：,二、凸
4、轮机构的运动形式,s-曲线,三、从动件的基本运动规律,推程运动线图,推程运动线图,回程运动线图,相同的运动规律,1. 等速运动规律,无穷大的惯性力,速度突变产生刚性冲击，适用于极低速场合。,强烈的冲击,特点：,2. 等加速等减速运动规律,等减速段,已知条件： 时，,h,起始、中间、终止位置,等减速段,等加速段,加速度突变,柔性冲击,适用于中速场合。,2. 等加速等减速运动规律,特点：,3. 简谐运动规律余弦加速度运动规律,起始、终止位置,加速度突变,柔性冲击,适用于中速场合。,用于无休止运动形式,无冲击,适用于高速场合。,特点：,4. 正弦加速度运动规律,这种运动规律没有冲击,适用于高速场合。
5、,特点：,5. 五项多项式运动规律,这种运动规律没有冲击,适用于高速场合。,特点：,从动件运动规律的确定方法,完全由工艺动作要求决定已知凸轮的转角，运动规律可选择。,注意：速度突变及加速度突变会产生冲击,6.3 凸轮轮廓曲线的设计,设计凸轮机构的步骤：确定凸轮机构的类型选择从动件的运动规律确定凸轮机构的基本尺寸设计凸轮轮廓,一、凸轮轮廓曲线的设计的图解法,基本方法：反转法,依据：相对运动原理,基本思想：设想给整个机构加上一个与凸轮角速度大小相等方向相反的转动，此时凸轮静止不动，而从动件一方面随机架相对凸轮以-的角速度绕凸轮轴转动，另一方面又以原有运动规律相对机架运动。,O,-,3,1,2,3,
6、2,1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮,已知凸轮的基圆半径r0，角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。,设计步骤:, 作基圆r0和从动件的初始位置；, 在基圆上反向对应等分各运动角，得到一系列与基圆的交点。, 过各交点作从动件导路线，并从基圆向外截取从动件相应位移量，即11=11 得到反转后从动件尖顶的一系列位置。, 将各尖顶点连接成一条光滑曲线。,直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制, 将位移曲线的推程和回程运动角等分；,2.对心直动滚子从动件盘形凸轮,已知凸轮的基圆半径r0，滚子半径rT ，角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。,设计步骤:,按照上述方法作出的是反转过程中滚子中心B的运
7、动轨迹理论廓线；然后在理论廓线上作一系列的滚子圆，再作此圆族的内包络线实际廓线。,直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制,理论轮廓,实际轮廓,实际轮廓,3 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮,已知凸轮的基圆半径r0，角速度和从动件的运动规律和偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。,直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制,滚子,注意：与前不同的是过各等分点作偏距圆的一系列切线，即是从动件导路在反转过程中的一系列位置线。,4 直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制,-,直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制,平面回转变换矩阵,x,y,r,二、凸轮轮廓曲线的设计的解析法,o,直动滚子从动件盘形凸轮,理论廓线实际廓线刀具中心轨迹,o,B0,B,B,
8、r0,e,s,理论廓线直动滚子从动件盘形凸轮机构,已知r0,e,s=s(), 求B点坐标,B点坐标：,B0点坐标：,o,B点坐标(x, y)：,实际廓线（工作廓线）,x,y,B0,B,B,r0,e,s,s0,理论廓线,实际廓线,刀具中心轨迹（C点坐标）,rT,刀具中心轨迹C,理论廓线,实际廓线k,C,rC,rT,B,BK,6.4 凸轮机构设计中的几个基本问题,从动件运动规律的确定方法压力角和自锁凸轮廓线曲率半径和运动失真凸轮机构基本尺寸确定,6.4.2 凸轮机构的压力角和自锁,直动从动件,从动件所受力的方向与力作用点的速度方向所夹的锐角称为压力角 。,s0,s,O,C,P,B,e,与r0,e,
9、s有关，且r0越大 越小,瞬心,r0,e,O,C,P,B,s0,s,e,O,C,P,B,s0,s,压力角增大,偏心距e的确定,s0,s,o,c,p,B,e,凸轮顺时针方向转动，从动件应偏置于凸轮轴心左侧；凸轮作逆时针方向转动，从动件应偏置于凸轮轴心的右侧。否则会增大推程压力角,e,左顺右逆,偏心距e的确定,摆动从动件,O,B,F,v,6.4.3 凸轮廓线曲率半径和运动失真,曲率半径,轮廓外凸,轮廓内凹,a工作轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径，rT滚子半径,rT,arT rT,arT,轮廓正常,外凸,对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：rT min,滚子从动件盘形凸轮机构,运动失真,当 时，实
10、际廓线干涉或变尖，导致运动失真。,对于外凸的滚子从动件盘形凸轮机构：,对于平底从动件盘形凸轮机构：,凸轮轮廓不应有内凹，即,(1) 基圆半径r0的确定,r0过小:,r0过大:,r0选取的原则：在保证压力角不大和不产生运动失真的前提下，尽量取小值。,6.4.4 凸轮机构基本尺寸的确定,压力角增大，且可能会运动失真,结构不紧凑,(2)滚子半径rT的确定,可画出正常的实际廓线,实际廓线变尖,实际廓线干涉，导致运动失真,(3)平底长度 的确定,P,例用CAI软件绘制凸轮轮廓,作业,P100: 6-2 6-4（无需计算，只要求将各参数标在图中）,图示为盘形凸轮机构，已知凸轮为一以C为中心的偏心圆盘，要求回答下列问题：1确定凸轮的合理转向；2画出凸轮的基圆，标出基圆半径r0；3标出图示位置时机构的压力角 ；4标出行程h；,练习题,1,O,C,图示为盘形凸轮机构，已知凸轮为一以C为中心的偏心圆盘（圆盘半径为20mm, 偏距e=8mm），要求回答下列问题：1确定凸轮的合理转向；2画出凸轮的基圆，标出基圆半径r0；3标出图示位置时从动件的位移s；4标出行程h；5. 标出从动件从图示位置到滚子与凸轮轮廓上的D点接触时，凸轮转过的角度以及此时机构的压力角 。6.若凸轮的回转中心向右移动15mm，传力性能是否变化，为什么?,练习题,1,O,C,D,Goodbye,上一页,分目录,
