第二节凸轮机构PPT课件

1、第1页/共44页第2页/共44页 凸轮机构结构简单、紧凑，工作可靠，只需设计适当的凸轮轮廓，就可使从动件得到所需的运动轨迹。 凸轮与从动件间为高副接触，易磨损，适用于传力不大的场合，如自动机床进刀机构、上料机构、印刷机、纺织机等等。第3页/共44页a.推杆可实现较任意 的运动规律b.凸轮与推杆高副接 触，传力小用于传力不大的控制和调节装置特点应用实例组成凸轮+推杆+机架（+锁合装置） 在印刷机中的应用在转位设备中的应用 在机加工中的应用第4页/共44页 分类(1) 按凸轮的形状分类 盘形凸轮凸轮形状呈盘状，具有变化的向径，且绕定轴转动。图5-35 内燃机的配气机构 第5页/共44页 移动凸轮

2、形状如板，沿直线相对于机架作往复移动，具有曲线形的侧轮廓。可视为回转中心为无穷远的盘形齿轮。第6页/共44页 圆柱凸轮形状如圆柱，绕其轴线定轴转动且有曲线形 沟槽。 盘形凸轮、移动凸轮构成的凸轮机构是平面凸轮机构，圆柱凸轮构成的是空间凸轮机构。第7页/共44页(2) 按从动件的结构形状分类 尖端从动件从动件端部呈尖点或凿刃性，能和任何凸轮轮线保持接触，实现任意运动。但端部和凸轮是高副接触，接触应力大，易磨损，适用于轻载低速的场合。第8页/共44页 滚子从动件 从动件端部装有可以自由转动的滚子，减小摩擦和磨损，能传递较大的动力。但端部结构复杂，质量较大，不易润滑，不宜用于高速。第9页/共44页

3、平底从动件当不计摩擦时，凸轮对从动件的驱动力垂直于平底，有效作用力大。凸轮与平底接触处易形成油膜，常用于高速凸轮。图5-35 内燃机的配气机构 第10页/共44页(3) 按从动件运动形式分类 直动从动件 从动件作直线往复运动。若从动件的导路通过盘形凸轮的回转中心，则称为对心直动从动件；若从动件不通过盘形凸轮的回转中心，则称为偏置直动从动件图5-35 内燃机的配气机构 第11页/共44页 摆动从动件从动件作往复摆动。第12页/共44页(4) 按缩合方式分类 力锁合靠重力、弹簧力或其他力锁合。图5-35 内燃机的配气机构 第13页/共44页 几何锁合靠凸轮和从动件的特殊几何形状锁合。第14页/共4

4、4页第二节 凸轮机构 基本类型及其应用 从动件的常用运动规律 图解法绘制凸轮轮廓 基本尺寸的确定 材料和结构第15页/共44页 凸轮机构运动推程运动-推程运动角（与从动件推程相对应的凸轮转角，t）远休止-远休止角 （ 与从动件远休程相对应的凸轮转角，s）回程运动-回程运动角（与从动件回程相对应的凸轮转角，h）近休止-近休止角 （ 与从动件近休程相对应的凸轮转角，s）从动件凸轮转角整个工作过程：升停降停第16页/共44页偏 距 : 凸轮回转中心与从动件导路间的偏置距离,用 e 表示。其它术语凸轮基圆 ： 以凸轮轴心为圆心,以其轮廓最小向径 rb 为半径的圆；从动件行程: 在推程或回程中从动件的最

5、大位移,用 h 表示；第17页/共44页 从动件常用的位移线图 从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线的形状，设计凸轮轮廓曲线时，首先根据工作要求选定从动件的运动规律，按从动件的位移曲线求出相应的凸轮轮廓曲线。 以升停降停的运动过程推程为例第18页/共44页 等速运动规律 从动件速度为定值的运动规律称为等速运动规律。推程 2021h20hshva回程 221h2(1)0hshhva 特点：v -常数 a-有突变（理论上）刚性冲击-适于低速 第19页/共44页 等加速等减速运动规律 从动件在一行程在前一阶段为等加速和后一阶段为等减速的运动规律，称为等加速等减速运动规律。 前半升程 222012202

6、1220244hshh后半升程2202012020212202()4()4hshhh 第20页/共44页运动线图：特点：a-有突变 柔性冲击-适于中速 第21页/共44页 简谐(余弦加速度)运动规律 从动件的加速度按余弦规律变化的运动规律称为简谐运动规律。 20120022122001 cos2sin2cos2hshh 第22页/共44页运动线图：特点：a-有突变 柔性冲击-适于中速 第23页/共44页第二节 凸轮机构 基本类型及其应用 从动件的常用运动规律 图解法绘制凸轮轮廓 基本尺寸的确定 材料和结构第24页/共44页凸轮轮廓设计基本原理反转法：第25页/共44页 对心移动从动件形凸轮轮廓

7、曲线的绘制对心移动尖顶从动件盘形凸轮机构 第26页/共44页 偏置移动从动件形凸轮轮廓曲线的绘制第27页/共44页对心直动滚子从动件盘形凸轮对心移动滚子从动件盘形凸轮机构 第28页/共44页对心直动平底从动件盘形凸轮对心移动滚子从动件盘形凸轮机构 第29页/共44页 摆动从动件盘形凸轮轮廓线 摆动从动件盘形凸轮机构 第30页/共44页第二节 凸轮机构 基本类型及其应用 从动件的常用运动规律 图解法绘制凸轮轮廓 基本尺寸的确定 材料和结构第31页/共44页 凸轮机构的压力角及其许用值 如图所示，压力角是从动件在与凸轮轮廓接触点B处所受正压力的方向与从动件上点B的速度方向之间所夹的锐角。 它是反映

8、凸轮机构受力情况的一个重要参数。通常规定：max=许用压力角的推荐值为：推程：直动从动件 =3040 摆动从动件 =3545回程： =7080第32页/共44页按许用压力角确定凸轮的基本尺寸若从动件的运动规律为s=f()，则：sereddsb22tan第33页/共44页 由前式可知，当选定了s=f()、e后，加大rb可减小压力角。下列经验数据可供选择rb与轴分体的铸铁凸轮：Thbrrr)53(第34页/共44页 滚子半径的选择1、凸轮理论轮廓为内凹时：a = min + rT第35页/共44页2、凸轮理论轮廓为外凸时：a = min rT轮廓变尖，易磨损出现过切失真第36页/共44页 综上所述

9、，对于外凸的凸轮，滚子半径rT应小于理论轮廓线上的最小曲率半径min。滚子半径rT应在结构和强度允许的条件下尽量取最小值，可取rT=(0.1-0.5)rb。第37页/共44页第二节 凸轮机构 基本类型及其应用 从动件的常用运动规律 图解法绘制凸轮轮廓 基本尺寸的确定 材料和结构第38页/共44页 对凸轮材料的要求是：表面有较高的硬度，芯部有较好的韧性。尺寸不大的凸轮用45钢或40cr钢；要求更高时，用15钢或20Cr钢。从动件接触面常用45钢，也可用T8、T10、T12，要求更高时可使用20Cr。滚子材料可采用20Cr。第39页/共44页 常用结构 凸轮(1) 凸轮轴当凸轮的基圆较小时，将凸轮与轴制成一体，成为凸轮轴。第40页/共44页(2) 整体式凸轮 当凸轮尺寸较小又无特殊要求或不需经常装拆时，一般采用整