清华大学机械原理第四章凸轮机构.

1、机械原d轮机构Isinqbuo University第3章凸轮机构凸轮机构的组成与类型 从动件运动规律设讣凸轮轮廓的设计凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构的计算机辅助设计Isinqbuo University机械原d轮机构亡A气门3. 1凸轮机构的组成与类型3. 1. 1凸轮机构的组成 1 凸轮 、2 从动件 蓿T副林r构 3 机架 J3. 1.2凸轮机构的类型1.按凸轮的形状分类盘形凸轮丄移动匚轮圆柱凸轮应用最为广泛盘形凸轮:最基本的形式，结构简单, 移动凸轮:凸轮相对机架做直线运动 圆柱凸轮:空间凸轮机构机械原a轮机构曲面从动件2.按从动件的形状分类尖端育皂以任意复杂的凸轮 轮廓保持接鬲虫，从

2、而使从 动件实现任意的运动规律。 但尖端处极易磨扌员，只适 用于低速场合。磨损比尖端从动件小。Sfc子从动件机械原O轮机构口轮与从动件之间为滚动可用于传递较大的动力。平底从动件从动件与口轮之间易形 成油牍，润滑状况好， 受力平轧 传动效卒亦, 常用于亦速场令。但与 之相配合的d轮轮廓须 全部外C。机械原3S- O轮机构3.按从动件的运动形式分类移动从动件搀动从动件其运动移动从动件: 从动件作往复2摆动从动件:从动件作往复摆动，其运动 轨迹为一段HD弧。4. 按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类(1)力锁合一弹簧力、从动件重力或其它外力(2)型锁合一利用高副元素本身的几何形状机械原a轮机构植口轮

3、机构槽两侧面的距离等于滚子直径。优直：锁和方式结构简单 葩：加大了凸轮的尺寸和重量机械原33- d轮机构符宽口轮机构凸轮廓线上任意两条 平行切线间的距离都等于 框架内侧的宽度。缺点:从动件的运动规律的选择受到一定的限制, 当180范围内的凸轮廓线根据从动件运动规律确定 后，其余180。内的凸轮廓线必须符合等宽原则机械原33- d轮机构轮机构两滚子中心间的 距离始终保持不变。从动件运动规诈的选择受到一定的限制机械原C轮机构主回凸轮机构（共根凸轮机构）一个凸轮推动从 动件完成正行程运动, 另一个凸轮推动从动 件完成反行程的运动徒点克服了等宽、等径凸轮的缺点 缺点：结构复杂，制造精度要求高机械原d轮

4、机构5. 反凸轮机构摆杆为主动件，凸轮为从动件机械原a轮机构3. 1. 3凸轮机构的应用 例1：实现变速操纵机械原a轮机构例厶实现自动进刀.退刀机械原a轮机构例3：控制阀门的启闭机械原a轮机构例4：印刷机的吸纸吸头机械原3S- d轮机构Isinqbuo University3. 2从动件运动规律设计3. 2. 1凸轮机构的工作情况机械廉3S- d轮机构基圆一以凸轮轮廓的最小向径巩所作的升程一从动件上升的最 大距离h推程运动角0。远休止角u 回程运动角;）近休止角5从动件运动规律（从动件位移线图）3. 2. 2从动件常用运动规律1. 等速运动惯性力，机构受到強烈冲 击刚性冲击适应场令：IBUJt

5、轻载Isinqbuo University机械原d轮机构特点：速度有突变，加速 度理论上由零至夭穷大， 从而使从动件产生巨大的2-等加速等减速（抛物线）运动Isinqhuo University机械原q轮机构3.简谐运动（余弦加速度运动）当质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上的投 影所构成的运动规彳韋一简谐运动特点：有柔性二中击适用场合:中速轻载（当从 动件作连续运动时，可用于高速）Isinqhuo University4.摆线运动（简介）o机械原q轮机构半彳圣R=h/2兀的滚 圆沿纵座标 作纟屯滚动，圆上最初位于座标原 点的点其位移随时间变化的规 律一摆线运动特点：无刚4生.柔4生二中击

6、适用场合：适于高速机械原3S凸轮机构Tsinqhuo UniversityZ3Z/、5s = h109-75 土+ 6丿&丿5. 3-4-5多项式运动（简介）特点：无刚性二中击.柔片生二中击适用场合：高速.中载Tsinqbuo University机林原33-凸轮机构3. 2. 3从动件运动规律的选择 1.常用运动规律性能比较XV a 07 (ho /e = )xX用合 适场速细 等直刚0018速载 低轻性 毛002004OO速载 中轻性5713 94OO速载 中中蟲 捋弦无002826593速载 高轻无881775O60.速我 高中2. 从动件运动规律的选择原则考虑因素: 对运动规律的要求凸

7、轮的转速（动力特性和便于加工）3. 2. 4从动件运动规律的组合 1.满足工作对运动规律的特殊要求;2为避免刚性冲击，位移曲线和速度曲线必须连续; 而为避免柔性冲击，加速度曲线也必须连续。3.尽量减小速度和加速度的最大值。Tsinqhuo University机械原凸轮机构3.3凸轮轮廓的设计3.3.1基本原理（反转法）反转法反转后，从动件尖端的运动轨迹就是凸轮的 轮廓曲线。机械原q轮机构3. 3. 2图解法设计凸轮轮廓 1.移动从动件盘形凸轮(1) 尖底从动件已知：基圆半检”24586 中机械原d轮机构s-0曲线，从动件偏 置于凸轮轴心右侧， 偏距为e,等角速度 血(逆时针)旋转。机械原3g

8、 a轮机构（2）滚子从动件已知：rb,色滚子半rr, s0曲线。反转法滚子中心将描绘一条与 Cj轮廓线 法向等崖巨的曲线一理论廓线。Rb 指的是理论腐线的基圆。机械原3g a轮机构作内包络线，得:到 凸轮的 实际廓线;若同时作外包络线，可形 成槽凸轮廓线。（3）平底从动件机械原C轮机构取平底从动件表面 上的点B（）作为假趣的尖 端从动件的尖端。为了保证在所有位置从动 件平底渚B育总与 口 轮轮廓 曲线相 切，凸轮廓线必须是夕卜凸的Isinqbuo University机械原a轮机构F2-摆动从动件盘形凸轮Isinqbuo University机械原d轮机构3. 3.3解析法（略）3. 4凸轮机

9、构基本尺寸的确定3.4.1移动滚子从动件盘形凸轮处般机械原3S-凸轮机构(1)压力角与许用值FtF = Feos aF v加自锁 即：cctg 1 = Zrwx rPnin = Ponin 一实际廓线出现尖点实际廓线出现交叉，从动 件不育皂准确 山2实现预期 的 运动规律一运动失真机械原d轮机构内凹凸轮廓线无论滚子半径多大，由理论轮廓求出 实际轮廓。机械廉3S- d轮机构运动失真/Onin避免方法:减小滚子半径厂(厂 O.8/9Onin) 增大 -增大炖同滚子半径的选择考虑结构、强度与运动规律等因素机械原a轮机构Tsinqbuo University3. 4. 2移动平底从动件盘形凸轮凸轮出现过度切割的现 象.从动件夭法完全实现预 期的运动规律。原因？ ？ ？Tsinqbuo University机械原a轮