《凸轮机构及其设计(新)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《凸轮机构及其设计(新)（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章目录 第三章目录第三章目录 第三章第三章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 概概 述述 1 凸轮机构基本凸轮机构基本 运动参数设计运动参数设计 2 凸轮机构基本尺寸设计凸轮机构基本尺寸设计 3 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计 4 凸轮机构从动件设计凸轮机构从动件设计 5 空间凸轮机构简介空间凸轮机构简介 6 第三章凸轮机构一、凸轮机构的组成 内燃机配气凸轮机构内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀凸轮机构自动机床进刀凸轮机构 一、凸轮机构的组成一、凸轮机构的组成 冲床和绕线机凸轮机构 绕线机凸轮机构绕线机凸轮机构 冲床凸轮机构冲床凸轮机构 圆柱凸轮输送机与自动车床凸轮机构 圆柱凸轮输送机
2、构圆柱凸轮输送机构 凸轮机构的组成凸轮机构的组成 凸轮凸轮、从动件和机架从动件和机架。 自动车床凸轮机构自动车床凸轮机构 二、凸轮机构的应用 二二、凸轮机构的应用凸轮机构的应用 凸轮机构的适用场合凸轮机构的适用场合 广泛用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和广泛用于各种机械，特别是自动机械、自动控制装置和 装配生产线。装配生产线。 凸轮机构的优点凸轮机构的优点 结构简单、紧凑、工作可靠，可以使从动件准确实现各结构简单、紧凑、工作可靠，可以使从动件准确实现各 种预期的运动规律，还易于实现多个运动的相互协调配合。种预期的运动规律，还易于实现多个运动的相互协调配合。 凸轮机构的缺点凸轮机构的缺
3、点 凸轮轮廓与从动件之间是高副接触，易于磨损。凸轮轮廓与从动件之间是高副接触，易于磨损。 凸轮机构的功能 凸轮机构的功能凸轮机构的功能 实现预期的位置要求实现预期的位置要求 实现预期的运动规律要求实现预期的运动规律要求 圆柱凸轮输送机构圆柱凸轮输送机构 实现运动与动力特性要求实现运动与动力特性要求 自动机床进刀凸轮机构自动机床进刀凸轮机构 内燃机配气凸轮机构内燃机配气凸轮机构 三、凸轮机构的分类（一）按凸轮形状 分 三三凸轮机构的分类凸轮机构的分类 ( (一一) ) 按凸轮的形状分按凸轮的形状分 盘形凸轮盘形凸轮 plate cam 移动凸轮移动凸轮 wedge cam 圆柱凸轮 圆柱凸轮圆柱
4、凸轮 cylindrical cam （二）按从动件运动副元素分 尖顶从动件尖顶从动件 knife-edge follower 滚子从动件滚子从动件 roller follower ( (二二) ) 按从动件运动副元素的形状分按从动件运动副元素的形状分 平底从动件 平底从动件平底从动件 flat-face follower （三）按从动件运动形式分 ( (三三) ) 按从动件的运动形式分按从动件的运动形式分 摆动从动件摆动从动件 oscillating follower 移动从动件移动从动件 reciprocating follower （四）按封闭方式分力封闭 ( (四四) )按凸轮与从动件
5、维持高副接触按凸轮与从动件维持高副接触( (封闭封闭) )的方式分的方式分 力封闭型凸轮机构力封闭型凸轮机构 force-closed cams 弹簧力封闭弹簧力封闭 force-closed by preloaded spring 重力封闭重力封闭 force-closed by gravity 形封闭槽凸轮与等宽凸轮 形封闭型凸轮机构形封闭型凸轮机构 form-closed cams 凹槽凸轮机构凹槽凸轮机构 plate-groove cam mechanism 等宽凸轮机构等宽凸轮机构 constant-breadth cam mechanism 等径凸轮与共轭凸轮 等径凸轮机构等径凸轮
6、机构 conjugate yoke radial cam mechanism 共轭凸轮机构共轭凸轮机构 conjugate cam mechanism 形封闭型凸轮机构形封闭型凸轮机构 form-closed cams s O ,t rb 四、凸轮机构工作循环 四四凸轮机构的工作循环与基本运动学参数凸轮机构的工作循环与基本运动学参数 基圆基圆 基圆半径基圆半径rb 推程推程 推程角推程角 升距升距h 远停远停 远停角远停角 S 回程回程 回程角回程角 近停近停 近停角近停角 S B h S S D D0 B0 B S S 360 位移曲线位移曲线 从动件运动线图 从动件的从动件的运动线图运动线
7、图( (diagram of motion) ) 位移线图位移线图( (displacement diagram) )反映了从动件的位移反映了从动件的位移 s 随时间随时间t 或或凸轮转角凸轮转角 变化变化的规律的规律。 速度线图速度线图( (velocity diagram) )反映了从动件的速度反映了从动件的速度v 随随 时间时间t 或或凸轮转角凸轮转角 变化变化的规律的规律。 加速度线图加速度线图( (acceleration diagram) )反映了从动件的加反映了从动件的加 速度速度a 随时间随时间t 或或凸轮转角凸轮转角 变化变化的规律的规律。 跃度线图跃度线图( (jerk d
8、iagram) )反映了从动件的跃度反映了从动件的跃度j 随时间随时间t 或凸轮转角或凸轮转角 变化的规律变化的规律。 结论结论 凸轮轮廓曲线的形状决定了从动件的运动规律凸轮轮廓曲线的形状决定了从动件的运动规律。要使从要使从 动件实现某种运动规律动件实现某种运动规律，就要设计出与其相应的凸轮轮廓曲就要设计出与其相应的凸轮轮廓曲 线线。 凸轮机构运动参数及基本尺寸 凸轮机构的基本运动学参数凸轮机构的基本运动学参数 推程角推程角( (cam angle for rise) ) 远停角远停角( (cam angle for outer dwell) ) S 回程角回程角( (cam angle fo
9、r return) ) 近停角近停角( (cam angle for inner dwell) ) S 从动件的位移从动件的位移s、速度速度v、加速度加速度a、跃度跃度j 凸轮机构的基本尺寸凸轮机构的基本尺寸 基圆基圆( (base circle) )半径半径rb 移动从动件凸轮机构的移动从动件凸轮机构的偏距偏距( (offset distance) )e 摆动从动件的摆动从动件的杆长杆长( (follower arm) )l 中心距中心距( (center distance) )L 滚子半径滚子半径( (radius of roller) )rr 平底宽度平底宽度( (face width)
10、 )B 凸轮机构设计内容 机构运动机构运动 分配设计分配设计 凸轮机构凸轮机构 选型选型 凸轮机构凸轮机构 动力学分析动力学分析 与设计与设计 凸轮机构凸轮机构 结构设计结构设计 刀具中心刀具中心 轨迹坐标轨迹坐标 计算计算 凸轮轮廓凸轮轮廓 曲线设计曲线设计 凸轮机构凸轮机构 基本尺寸设计基本尺寸设计 确定凸轮确定凸轮 各个转角各个转角 计算从动件计算从动件 位移参数位移参数 设计从动件设计从动件 运动规律运动规律 运 动 学 设 计运 动 学 设 计凸 轮 机 构凸 轮 机 构五、凸轮机构的设计内容五、凸轮机构的设计内容 一、工作循环图与凸轮工作转角的确定一、工作循环图与凸轮工作转角的确定
11、 凸轮的工作转角应当根据机器中各个执行机构动作之间凸轮的工作转角应当根据机器中各个执行机构动作之间 的配合关系，由的配合关系，由运动运动循环图循环图( (motion cycle diagram) )来确定。来确定。 自动电阻压帽机 A A 自动电阻压帽机自动电阻压帽机 电阻坯料电阻坯料 电阻帽电阻帽 送电阻坯料机构送电阻坯料机构 送帽压帽机构送帽压帽机构 送帽压帽机构送帽压帽机构 夹紧机构夹紧机构 分配轴分配轴 自动电阻压帽机 工艺过程工艺过程 夹紧定位电阻坯料夹紧定位电阻坯料 送帽送帽 压帽压帽 送电阻坯料送电阻坯料 自动电阻压帽机运动循环图 电阻自动压帽机运动循环图电阻自动压帽机运动循环
12、图 90 180 270 360 0 运动循环图运动循环图 凸轮轮廓凸轮轮廓 凸轮名称凸轮名称 送电阻送电阻 坯料凸轮坯料凸轮 电阻坯料电阻坯料 夹紧凸轮夹紧凸轮 送帽压帽送帽压帽 凸轮凸轮 3 机构机构 序号序号 2 1 240 150 90 0 0 120 285 45 135 340 250 60 0 送料送料 等待夹紧等待夹紧 回程回程 夹紧夹紧 等待压帽等待压帽 回程回程 送帽送帽 压帽压帽 回程回程 二、从动件运动规律设计 33 322 2dd dd dd dddd dd dd dddd dd dd dd s ta tajs tv tvas ts tsv数学方程式数学方程式 位移方
13、程位移方程 s=f( ( ) ) 从动件运动规律的表示从动件运动规律的表示 运动线图运动线图 二、从动件运动规律设计二、从动件运动规律设计 从动件的从动件的运动规律运动规律( (law of motion) )，由，由凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线 ( (cam profile) )形状决定。从动件不同的运动规律，要求凸轮形状决定。从动件不同的运动规律，要求凸轮 具有不同形状的轮廓曲线。具有不同形状的轮廓曲线。 正确选择和设计从动件的运动规律，是凸轮机构设计的正确选择和设计从动件的运动规律，是凸轮机构设计的 重要环节。重要环节。 常用运动规律常用运动规律工程实际中经常用到的运动规律。工程实际中经常用
14、到的运动规律。 （一）常用运动规律多项式类运动规律 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律 ( (一一) )常用运动规律常用运动规律 基本运动规律基本运动规律( (fundamental law) )包括包括多项式类运动规律多项式类运动规律 ( (law of polynomial motion) )和和三角函数类运动规律三角函数类运动规律( (law of trigonometric function) )。 1. 多项式类运动规律多项式类运动规律 基本运动规律中基本运动规律中，n 3。 2. 三角函数类运动规律三角函数类运动规律 主要有主要有余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律( (law of cosine acceleration motion) )和和正弦正弦加速度运动规律加速度运动规律( (law of sine acceleration motion) )。 s c0 c1 c2 2 c3 3cn n 三角函数类运动规律 ( (1) ) 余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律 ( (2) ) 正弦正弦加速度运动规律加速度运动规律 )2cos(1tTca )cos(1 ca 或或 )2sin(1tTca )2sin(1 ca 或或 h 3.常用运动规律特点等速 3. 几种常用运动规律的特点几种常用运动规律的特点 ( (1) )等速运动规律等速运动规律(
