凸轮机构副本资料PPT学习教案

1、会计学1 凸轮机构副本资料凸轮机构副本资料 凸轮机构：凸轮机构：是一种高副机构。是一种高副机构。 广泛应用于各种机械，尤其广泛应用于各种机械，尤其 是自动机械中。是自动机械中。 第1页/共38页 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 推杆的运动规律推杆的运动规律 第2页/共38页 凸轮机构的组成凸轮机构的组成 凸轮机构的应用凸轮机构的应用 凸轮机构的分类凸轮机构的分类 6.1 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 第3页/共38页 凸轮机构的组成凸轮机构的组成 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 1-凸轮 2-气阀 3-内燃机壳体 如图所示为内燃机中的配气如图所示为内燃机中的配气

2、 凸轮机构。内燃机在燃烧过程中，凸轮机构。内燃机在燃烧过程中， 驱动驱动凸轮轴凸轮轴及其上的凸轮转动，及其上的凸轮转动， 并通过凸轮的曲线轮廓推动气阀并通过凸轮的曲线轮廓推动气阀 2 2按特定的规律往复移动，从而按特定的规律往复移动，从而 达到控制燃烧室中进、排气的功达到控制燃烧室中进、排气的功 能。能。 第4页/共38页 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 1-圆柱凸轮 2-摆杆 3-滚子 如图所示为如图所示为自动机床中自动机床中 的进刀凸轮机构的进刀凸轮机构。 当圆柱凸轮绕其轴线转当圆柱凸轮绕其轴线转 动时，通过其沟槽与摆杆动时，通过其沟槽与摆杆 一端的滚子接触，并推动一端的滚子接触

3、，并推动 摆杆绕固定轴按特定的规摆杆绕固定轴按特定的规 律作往复摆动，同时通过律作往复摆动，同时通过 摆杆另一端的扇形齿轮驱摆杆另一端的扇形齿轮驱 动刀架实现进刀或退刀运动刀架实现进刀或退刀运 动。动。 第5页/共38页 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 凸轮凸轮 从动件从动件 机架机架 高副机构高副机构 凸轮：凸轮：具有特定曲线轮廓或沟槽的构件，通常在具有特定曲线轮廓或沟槽的构件，通常在 机构运动中作主动件。机构运动中作主动件。 从动件：从动件：与凸轮接触并被直接推动的构件。与凸轮接触并被直接推动的构件。 机架：机架：支撑凸轮和从动件的构件。支撑凸轮和从动件的构件。 第6页/共38页

4、 配气机构配气机构 绕线机构绕线机构 第7页/共38页 靠模机构靠模机构 进刀机构进刀机构 第8页/共38页 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 凸轮机构的分类凸轮机构的分类 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 1 1、按凸轮的形状分类、按凸轮的形状分类 第9页/共38页 尖底从动件 尖端能以任意复杂的凸轮轮廓尖端能以任意复杂的凸轮轮廓 保持接触，从而使从动件实现保持接触，从而使从动件实现 任意的运动规律。但尖端处极任意的运动规律。但尖端处极 易磨损，只适用于低速场合。易磨损，只适用于低速场合。 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 第10页/共38页 滚子从动件 凸轮与从动件之间为滚动摩

5、凸轮与从动件之间为滚动摩 擦，因此摩擦磨损较小，可擦，因此摩擦磨损较小，可 用于传递较大的动力。用于传递较大的动力。 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 第11页/共38页 平底从动件 从动件与凸轮之间易形成从动件与凸轮之间易形成 油膜，润滑状况好，受力油膜，润滑状况好，受力 平稳，传动效率高，常用平稳，传动效率高，常用 于高速场合。但与之相配于高速场合。但与之相配 合的凸轮轮廓须全部外凸。合的凸轮轮廓须全部外凸。 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 第12页/共38页 对心直动从动件 偏置直动从动 件 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 从动件作往复从动件作往复 移动，其运

6、动移动，其运动 轨迹为一段直轨迹为一段直 线线 3 3、按从动件的运动形式分类、按从动件的运动形式分类 直动从动件 第13页/共38页 从动件作往复摆动，从动件作往复摆动， 其运动轨迹为一段其运动轨迹为一段 圆弧。圆弧。 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类 摆动从动件 第14页/共38页 基本概念基本概念 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律 运动规律特性分析运动规律特性分析 从动件的运动规律从动件的运动规律 第15页/共38页 基本概念基本概念 从动件的运动规律从动件的运动规律 从动件的运动规律从动件的运动规律 在凸轮廓线的推动下，从动件的在凸轮廓线的推动下，从动件的位移、速度位移

7、、速度 、加速度、跃度、加速度、跃度（加速度对时间的导数）随时间（加速度对时间的导数）随时间 变化的规律，常以图线表示，又称为从动件运动变化的规律，常以图线表示，又称为从动件运动 曲线。曲线。 一般假定凸轮轴作等速运转，故凸轮转角与时一般假定凸轮轴作等速运转，故凸轮转角与时 间成正比，因此间成正比，因此凸轮机构从动件的运动规律凸轮机构从动件的运动规律通常通常 又可以表示为又可以表示为凸轮转角的函数。凸轮转角的函数。 第16页/共38页 尖底直动从动件的位移曲线尖底直动从动件的位移曲线 从动件的运动规律从动件的运动规律 第17页/共38页 从动件的运动规律从动件的运动规律 第18页/共38页 远

8、休止与远休止角：远休止与远休止角： 当凸轮廓线上对应的圆弧段与当凸轮廓线上对应的圆弧段与 从动件接触时，从动件在距凸轮轴心的最远处静止不动。从动件接触时，从动件在距凸轮轴心的最远处静止不动。 这一过程称为这一过程称为远休止远休止，此过程对应凸轮所转过的角度称，此过程对应凸轮所转过的角度称 为为远休止角远休止角s 。 从动件的运动规律从动件的运动规律 第19页/共38页 近休止与近休止角近休止与近休止角: : 当凸轮廓线上对应的圆弧段与从动件接触时，从动件处于位移的起始位置，静止不动，这一过程称为当凸轮廓线上对应的圆弧段与从动件接触时，从动件处于位移的起始位置，静止不动，这一过程称为近休止近休止

9、。此过程对应凸轮所转过的角度称为。此过程对应凸轮所转过的角度称为近休止角近休止角/s 。 从动件的运动规律从动件的运动规律 回程与回程角回程与回程角: : 当凸轮廓线上的曲线段与从动件当凸轮廓线上的曲线段与从动件 接触时，引导从动件由最远位置返回到位移的起始位置。接触时，引导从动件由最远位置返回到位移的起始位置。 从动件的这一运动行程称从动件的这一运动行程称回程回程，此过程对应凸轮所转过，此过程对应凸轮所转过 的角度称为的角度称为回程角回程角/。 第20页/共38页 凸轮作图的逆向思维法凸轮作图的逆向思维法反转法反转法 平面凸轮廓线设计平面凸轮廓线设计 为了便于画出压力角和为了便于画出压力角和

10、 推程推程, , 应使工作中转动着的应使工作中转动着的 凸轮与不动的图纸间保持相凸轮与不动的图纸间保持相 对静止。对静止。 如果如果给整个凸轮机构加给整个凸轮机构加 上一个与凸轮转动角度上一个与凸轮转动角度数数 值相等、值相等、 方向相反的方向相反的“-” 角速度角速度, , 则凸轮处于相对静则凸轮处于相对静 止状态。止状态。 从动件尖底的从动件尖底的 运动轨迹就是运动轨迹就是 凸轮的廓线凸轮的廓线 第21页/共38页 1.等速运动规律等速运动规律 一一次多项式运动规律的一般表达式为次多项式运动规律的一般表达式为 由于一次多项式函数的一阶导数由于一次多项式函数的一阶导数 为常数，故通常又称为为

11、常数，故通常又称为等速运动规律等速运动规律。其运。其运 动方程和运动线图如下所示动方程和运动线图如下所示 10 CCs 从动件的运动规律从动件的运动规律 从动件常用运动规律从动件常用运动规律 第22页/共38页 等速运动规律运动线图 推程运动方推程运动方 程程 0 a v h s 从动件的运动规律从动件的运动规律 第23页/共38页 0 0 开始点 v t v a 0 0 结束点 v a 由于加速度无穷大而产生的冲击称为由于加速度无穷大而产生的冲击称为刚性冲击刚性冲击。当。当 然，在实际的凸轮机构中由于构件的弹性、阻尼等然，在实际的凸轮机构中由于构件的弹性、阻尼等 多种因素，不可能产生无穷大的

12、惯性力。多种因素，不可能产生无穷大的惯性力。 这种运动规律通常只适用于低速轻载的工况下，这种运动规律通常只适用于低速轻载的工况下， 或是对从动件有实现等速运动要求的场合或是对从动件有实现等速运动要求的场合 从动件的运动规律从动件的运动规律 第24页/共38页 2.2.抛物线运动规律抛物线运动规律 工程中通常采用在从动件的一个运动行程中（工程中通常采用在从动件的一个运动行程中（ 推程或回程），推程或回程），前半段采用等加速，后半段前半段采用等加速，后半段 采用等减速，采用等减速，其位移曲线为两段光滑相连的其位移曲线为两段光滑相连的 反向抛物线，故有时又称为反向抛物线，故有时又称为抛物线运动规律抛

13、物线运动规律 。其运动方程和运动线图如下所示。其运动方程和运动线图如下所示 从动件的运动规律从动件的运动规律 第25页/共38页 速度曲线连续，而加速度曲速度曲线连续，而加速度曲 线在运动的起始、中间点和线在运动的起始、中间点和 终点处不连续。将这种由于终点处不连续。将这种由于 有限值的加速度突变而产生有限值的加速度突变而产生 的冲击称为的冲击称为柔性冲击柔性冲击。适用。适用 于中、低速轻载。于中、低速轻载。 推程运动方推程运动方 程程 等加速等减速运动规律运动线图等加速等减速运动规律运动线图 2 2 2 2 4 4 2 h a h v h hs 2/0 2 2 2 2 4 )( 4 )( 2

14、 h a h v h s 2/ 从动件的运动规律从动件的运动规律 第26页/共38页 从动件的运动规律从动件的运动规律 二、三角函数运动规律二、三角函数运动规律 1 1、简谐运动规律、简谐运动规律 图图a所示为所示为描述简谐运动轨迹的描述简谐运动轨迹的 示意图示意图。图中横坐标为凸轮转。图中横坐标为凸轮转 角角 ，纵坐标为从动件位移，纵坐标为从动件位移s 。 设当质点沿圆周转过任一角度设当质点沿圆周转过任一角度 时时 ，对应凸轮的转角为，对应凸轮的转角为 ， 则质点沿圆周等速运动时向纵则质点沿圆周等速运动时向纵 坐标方向的投影，即为坐标方向的投影，即为简谐运简谐运 动规律的位移曲线。动规律的位

15、移曲线。 简谐运动规律运动线图 第27页/共38页 从动件的运动规律从动件的运动规律 2 2、摆线运动规律、摆线运动规律 图图a所示为所示为描述摆线运动轨迹的描述摆线运动轨迹的 示意图示意图。由解析几何可知，当一。由解析几何可知，当一 个半径为个半径为R的滚圆，沿纵坐标从的滚圆，沿纵坐标从 起始点起始点A0 匀速纯滚动时，圆周匀速纯滚动时，圆周 上点上点A的运动轨迹即为摆线，而的运动轨迹即为摆线，而 点点A的运动轨迹向纵坐标方向的的运动轨迹向纵坐标方向的 投影即构成摆线运动规律。投影即构成摆线运动规律。 摆线运动规律运动线图摆线运动规律运动线图 第28页/共38页 从动件的运动规律从动件的运动

16、规律 从动件常用运动规律特性比较及适用场合从动件常用运动规律特性比较及适用场合 第29页/共38页 补充：补充： 平面凸轮机构基本尺寸的确定平面凸轮机构基本尺寸的确定 凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角 凸轮基园半径的确定凸轮基园半径的确定 滚子半径的选择滚子半径的选择 第30页/共38页 一、一、凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角 平面凸轮机构基本尺寸的确平面凸轮机构基本尺寸的确 定定 压力角：压力角：从动件与凸轮在接触点从动件与凸轮在接触点 处的受力方向与其在该点绝对速处的受力方向与其在该点绝对速 度方向之间所夹的锐角度方向之间所夹的锐角 1 1、压力角、压力角 第31页/共38页 2 2、常

17、见的盘形凸轮机构的压力角、常见的盘形凸轮机构的压力角 平面凸轮机构基本尺寸的确平面凸轮机构基本尺寸的确 定定 第32页/共38页 3 3、压力角对凸轮机构受力的影响、压力角对凸轮机构受力的影响 平面凸轮机构基本尺寸的确平面凸轮机构基本尺寸的确 定定 其他条件相同时，压力角其他条件相同时，压力角 越大，推动从动件所需的越大，推动从动件所需的 作用力越大；作用力越大； 当压力角非常大时，理论当压力角非常大时，理论 上作用力为无穷大时才能上作用力为无穷大时才能 推动从动件，此时凸轮机推动从动件，此时凸轮机 构将发生自锁。构将发生自锁。 第33页/共38页 平面凸轮机构基本尺寸的确平面凸轮机构基本尺寸的确 定定 二、基圆半径对压力角的影响二、基圆半径对压力角的影响 n增大基圆半径，可使凸轮机构的压力角减小；增大基圆半径，可使凸轮机构的压力角减小； n增大基圆半径会使凸轮机构的整体尺寸增大增大基圆半径会使凸轮机构的整体尺寸增大 n在压力角不超过许用值的原则下，应尽可能采用在压力角不超过许用值的原则下，应尽可能采用 较小的基圆半径。较小的基圆半径。 第34页/共38页 平面凸轮机构基本尺寸的