凸轮机构工作过程及从动件运动规律 (1)

1、（学时） 全国中等职业技术学校机械类通用教材全国中等职业技术学校机械类通用教材 (第四版) 凸轮机构运动过程凸轮机构运动过程 从动件常用运动规律从动件常用运动规律 位移曲线的绘制位移曲线的绘制 问题的能力问题的能力 学习热情学习热情 自信心自信心 分析分析 解决解决 判断判断 凸轮机构的应用实例凸轮机构的应用实例 (2)采用了什么类型的凸轮机构？采用了什么类型的凸轮机构？ 提问提问 （1）凸轮机构由几部分组成？）凸轮机构由几部分组成？ (4)凸轮的轮廓是如何确定的呢？凸轮的轮廓是如何确定的呢？ (3)凸轮机构有哪些应用特点？凸轮机构有哪些应用特点？ 1. 1.凸轮机构的组成凸轮机构的组成 如右

2、图所示，凸轮机构由如右图所示，凸轮机构由1_1_、2_2_、 3_3_三个构件组成。三个构件组成。 _为主动件。为主动件。 1 1 2 3 3 2 凸轮凸轮从动件从动件 机架机架凸轮凸轮 【复习旧课复习旧课】 2. 2.凸轮机构的分类凸轮机构的分类 1) 1)按凸轮形状分按凸轮形状分 盘型凸轮盘型凸轮 移动凸轮移动凸轮 圆柱凸轮圆柱凸轮 ( (端面凸轮端面凸轮) ) 2) 2)按推杆形状分按推杆形状分: : 2. 2.凸轮机构的分类凸轮机构的分类 尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件 1) 1)按凸轮形状分按凸轮形状分: : 盘型凸轮盘型凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱

3、凸轮( (端面凸轮端面凸轮) ) 点接触点接触, ,易磨损易磨损, , 承载能力低承载能力低 线接触线接触, ,摩擦阻力摩擦阻力 小小, ,承载能力一般承载能力一般 线接触线接触, ,易润滑易润滑, ,承载承载 能力高能力高, ,但不适用于但不适用于 内凹凸轮轮廓内凹凸轮轮廓 2) 2)按推杆形状分按推杆形状分: : 2. 2.凸轮机构的分类凸轮机构的分类 1) 1)按凸轮形状分按凸轮形状分: : 盘型凸轮盘型凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮 尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件 3) 3)按推杆运动分按推杆运动分: : 直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构 摆动从

4、动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构 2) 2)按推杆形状分按推杆形状分: : 2. 2.凸轮机构的分类凸轮机构的分类 1) 1)按凸轮形状分按凸轮形状分: : 盘型凸轮盘型凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮 尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件 3) 3)按推杆运动分按推杆运动分: : 直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构 4) 4)按维持高副接触的方式分按维持高副接触的方式分: : 重力重力 力封闭力封闭 弹簧力弹簧力 几何形状封闭几何形状封闭 圆柱圆柱凸轮机构凸轮机构 盘形盘形凸轮机构凸轮机构 3. 3.凸轮机构的命名规则凸轮机构的

5、命名规则 摆动摆动滚子从动件滚子从动件 直动直动滚子从动件滚子从动件 名称名称=“ =“ + + + + + +机构机构” 从动件的运动形式从动件的运动形式从动件形状从动件形状凸轮形状凸轮形状 实例：实例： 连续回转连续回转 往复运动往复运动 可精确实现任意可精确实现任意运动规律运动规律， 简单紧凑。简单紧凑。 高副，线接触，易磨损。高副，线接触，易磨损。缺点 优点 运动特点 凸轮机构 的特点 从动件常用运动规律从动件常用运动规律 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 标题 一一 二二 8-3 凸轮机构运动过程及凸轮机构运动过程及 从动件常用运动规律从动件常用运动规律 【新课讲授新课讲授】 r

6、b 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 以凸轮回转中心为圆心， 以凸轮轮廓上的点至其回转中心 最小向径最小向径为半径所画的圆 标题 基圆基圆 基圆半径基圆半径 凸轮轮廓上的点至其回转 中心最小向径 rb s h 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 凸轮匀速旋转时， 从动件从距凸轮中心最近点向从动件从距凸轮中心最近点向 最远点的运动过程最远点的运动过程 推程推程 推程运动角推程运动角 凸轮机构完成推程过程 中，凸轮转过的角度 S S rb s h 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 凸轮匀速旋转时， 从动件与凸轮轮廓接触处 相对回转中心不变的过程 远停程远停程 凸轮机构完成远停程过 程中，

7、凸轮转过的角度 远停程角远停程角 S S rb s h 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 凸轮匀速旋转时， 从动件从距凸轮中心最远点向从动件从距凸轮中心最远点向 最近点的运动过程最近点的运动过程 回程回程 回程运动角回程运动角 凸轮机构完成推程过程 中，凸轮转过的角度 S S rb s S S T(360o) h 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 从动件位移线图从动件位移线图 凸轮匀速旋转时， 从动件运动到达最近点静 止不动的过程 近停程近停程 凸轮机构完成近停程过 程中，凸轮转过的角度 近停程角近停程角 S S rb s S S T() h 凸轮机构的工作过程凸轮机构的工作过程 从动

8、件位移线图从动件位移线图 一个运动循环中一个运动循环中 行程行程 ，有，有 + + s +s =？ 360 从动件距凸轮回转中心最从动件距凸轮回转中心最 近点到最远点的距离近点到最远点的距离h h ，有，有 + + s +s =360 课堂练习课堂练习1 1 1、在图示机构运动简图中，作出基圆，标出其基圆、在图示机构运动简图中，作出基圆，标出其基圆 半径半径r rO O及推杆的行程及推杆的行程h h。（写出作图步骤）。（写出作图步骤） RR 红色箭头段为红色箭头段为r0 r0 绿色段为行程绿色段为行程h h 连接连接o o1 1o o2 2, ,并延并延 长与凸轮轮廓交长与凸轮轮廓交 于点于点

9、A;A; o o2 2A A即为基圆半即为基圆半 径径; ; o o1 1o o2 2即为推杆的即为推杆的 行程行程; ; 作图步骤作图步骤 O1 O2 A t h s 图所示为一偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构，已知凸图所示为一偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构，已知凸 轮为一以轮为一以C C为中心的圆盘，圆盘半径为中心的圆盘，圆盘半径R=30mmR=30mm，偏心距，偏心距 e=10mme=10mm，从动件偏距，从动件偏距E=10mmE=10mm，转向如图所示。试用图解，转向如图所示。试用图解 法求出（按法求出（按1:11:1的比例作图求解）的比例作图求解） （1 1）凸轮的基圆半径）凸轮的基圆

10、半径rbrb和从动件的升程和从动件的升程h h； （2 2）凸轮机构的推程角）凸轮机构的推程角 、回程角、回程角、远休止角、远休止角 和近休止角和近休止角 ； 课堂练习课堂练习2 s s h 刚性冲击刚性冲击： 加速度无穷大突变引起的冲击。加速度无穷大突变引起的冲击。 (1)(1)等速运动等速运动 h s h v0 a s a v + - 特点特点：有刚性冲击。：有刚性冲击。 应用应用：低速。：低速。 二、从动件常用运动规律二、从动件常用运动规律 注 意 举例说明 刚性冲击刚性冲击由于加速度发由于加速度发 生突变，其值在理论上达到生突变，其值在理论上达到 无穷大，导致从动件产生非无穷大，导致从

11、动件产生非 常大的惯性力。常大的惯性力。 (2)等加等减速运动等加等减速运动 柔性冲击柔性冲击： 加速度有限值突变引起的冲击。加速度有限值突变引起的冲击。 特点特点：有柔性冲击：有柔性冲击 应用应用：中速。：中速。 2 2 2 h s 2 4 h v 2 2 4 h a s h v a 2 柔性冲击柔性冲击由于加速度发由于加速度发 生有限值的突变，导致从动生有限值的突变，导致从动 件产生有限值的惯性力突变件产生有限值的惯性力突变 而产生有限的冲击而产生有限的冲击。 注意 举例说明 运动规律运动规律 等速等速 等加速等减速等加速等减速 vmaxamax 冲击冲击 应用应用 1 刚性刚性低速轻载低

12、速轻载 24柔性柔性中速轻载中速轻载 设计：潘存云 1 a2 h/2 t t h/2 1 1 s2 2 3546 2h/2h/t t 4h4h2 2/2 2t t 3 1 v2 （4）等加度等减速运动规律位移线图的画法。）等加度等减速运动规律位移线图的画法。 小 结 1 2 3 4 5 凸轮机构工作过程凸轮机构工作过程 从动件位移线图从动件位移线图 凸轮机构的名词术语凸轮机构的名词术语 等速运动规律的特点及应用等速运动规律的特点及应用 等加等减速运动规律的特点及应用等加等减速运动规律的特点及应用 6等加等减速运动规律位移线图的画法等加等减速运动规律位移线图的画法 题题1 1：题：题1 1图中给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的图中给出了某直动推杆盘形凸轮机构的推杆的 速度线图。要求：速度线图。要求： （1 1）定性地画出其加速度和位移线图；）定性地画出其加速度和位移线图； （2 2）说明此种运动规律的名称及特点（）说明此种运动规律的名称及特点（v v、a a的大小及冲的大小及冲 击的性质）；击的性质）； （3 3）说明此种运动规律的适用场合）说明此种运动规律的适用场合 课堂练习课堂练习 + - 等速运动规律等速运动规律 特点：特点：加加 速速有突速速有突 变，有柔变，有柔 性冲击性冲击 应用：应用： 低速