第六章 凸轮机构(1)

1、下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录6.1 6.1 凸轮机构的特点及类型凸轮机构的特点及类型6.2 6.2 凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角6.3 6.3 凸轮轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线设计本章目录本章目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录6.1.16.1.1凸轮机构凸轮机构的组成的组成从动件从动件凸轮凸轮机架机架结构简单、紧凑，易于结构简单、紧凑，易于实现各种运动规律。实现各种运动规律。高副接触，易磨损，常高副接触，易磨损，常用于传力不大的场合。用于传力不大的场合。6.1 6.1 概述概述下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录

2、绕线机构绕线机构应用应用下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录凸轮机构凸轮机构在印刷机中的应用在印刷机中的应用 下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录1. 1. 凸轮在对开印刷机中的应用凸轮在对开印刷机中的应用2. 2. 凸轮在胶印机中的应用凸轮在胶印机中的应用3. 3. 凸轮机构在内燃机中的应用凸轮机构在内燃机中的应用4. 4. 凸轮机构在其他机器中的应用凸轮机构在其他机器中的应用下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录6.1.2 6.1.2 凸轮机构的类型凸轮机构的类型 按凸轮的形状分按凸轮的形状分按从动件的形式分按从动件的形式分按保持接触的方式分按保持接触的方式分盘形凸轮

3、盘形凸轮圆柱形凸轮圆柱形凸轮尖顶尖顶力锁合力锁合平底平底滚子滚子几何锁合几何锁合移动凸轮移动凸轮下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录盘形凸轮盘形凸轮 尖顶从动件尖顶从动件盘形凸轮盘形凸轮滚子从动件滚子从动件盘形凸轮盘形凸轮平底从动件盘平底从动件盘形凸轮形凸轮摆动从动件摆动从动件盘形凸轮盘形凸轮下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录移动凸轮移动凸轮下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录圆柱凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮圆柱端面凸轮圆柱端面凸轮按凸轮的形状分按凸轮的形状分下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录按从动件的型式分按从动件的型式分尖顶从动件凸轮机构尖顶从动件凸轮机

4、构平底从动件凸轮机构平底从动件凸轮机构滚子从动件凸轮机构滚子从动件凸轮机构下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录力锁合凸轮力锁合凸轮配气机构配气机构绕线机构绕线机构下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录几何锁合凸轮几何锁合凸轮下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录凸轮与连杆机构组合可完成特定轨迹的动作凸轮与连杆机构组合可完成特定轨迹的动作D D字轨迹字轨迹R R字轨迹字轨迹下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录6.3 6.3 凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角一、压力角与作用力的关系一、压力角与作用力的关系压力角压力角: : 从

5、动件上的从动件上的驱动力驱动力与与该力作用点绝对该力作用点绝对速度速度之间之间所夹的锐角。所夹的锐角。凸轮机构的压力角：凸轮机构的压力角： 接触点法线接触点法线与从与从动件上作用点动件上作用点速度方速度方向向所夹的锐角。所夹的锐角。 CBS2eOvrminw w1 1213nnF P下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录 F” F”，机构的效率越低。，机构的效率越低。F-F-有用分力有用分力, , 沿导路方向沿导路方向F”-F”-有害分力，垂直于导路有害分力，垂直于导路F”=F tg F”=F tg F F 一定时，一定时， 推动从动杆件运动推动从动杆件运动 增加正压力增加正压力 增加摩

6、擦力增加摩擦力 力力 F F 分解为沿从动件运动方向的分解为沿从动件运动方向的有用分力有用分力 F F 和使从动件紧压导路的分和使从动件紧压导路的分力力 FF 。nnFFF P CBS2eOvrmin1 1213上式表明：上式表明：下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录3. 3.自锁：自锁： 机构中压力角机构中压力角 较大，导致导路中摩擦较大，导致导路中摩擦阻力阻力F F”大于有用分力大于有用分力F F，无论凸轮加给，无论凸轮加给从动件的作用力多大，从动件都不能运动从动件的作用力多大，从动件都不能运动，这种现象称为自锁。，这种现象称为自锁。l为了保证凸轮机构正常工作，要求：为了保证凸轮机

7、构正常工作，要求： = 30 -= 30 -直动从动件；直动从动件； = 35= 354545-摆动从动件；摆动从动件； = 70= 708080-回程。回程。nnFFF P CBS2eOvrmin1 1213凸轮机构的压力角影响运动的灵活凸轮机构的压力角影响运动的灵活性。性。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录二、压力角与凸轮机构尺寸的关系二、压力角与凸轮机构尺寸的关系 CBS2eOvrmin1 1213nnF”FF P 直动从动件盘形凸轮压力角为：直动从动件盘形凸轮压力角为：公式说明：公式说明： 在其它条件不变的情况下，在其它条件不变的情况下，基圆半径越小，基圆半径越小，压力角越大

8、，机压力角越大，机构越紧凑。构越紧凑。 022202OPOCsetgBCssseres下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录6.4 凸轮机构从动件常用的规律凸轮机构从动件常用的规律下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录1.1.凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮廓线设计方法的基本原理2

9、.2.用作图法设计凸轮廓线用作图法设计凸轮廓线1)1)对心直动尖顶从动件盘形凸轮对心直动尖顶从动件盘形凸轮2)2)对心直动滚子对心直动滚子从动件从动件盘形凸轮盘形凸轮3)3)对心直动平底对心直动平底从动件从动件盘形凸轮盘形凸轮4)4)偏置直动尖顶偏置直动尖顶从动件从动件盘形凸轮盘形凸轮5)5)摆动尖顶摆动尖顶从动件从动件盘形凸轮机构盘形凸轮机构6.5 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录一、凸轮廓线设计方法的基本原理一、凸轮廓线设计方法的基本原理反转原理：反转原理：依据此原理可以用几何作图的方法依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线，例如：

10、设计凸轮的轮廓曲线，例如： 给整个凸轮机构施以给整个凸轮机构施以- - 时，不影响各构件之间的相时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线的轨迹即凸轮的轮廓曲线。O O -3 31 12 23 33 31 11 12 22 2凸轮轮廓问题凸轮轮廓问题 推杆端点的运动轨迹。推杆端点的运动轨迹。转化转化下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录13578 6012090901 3 5 7 8911 13 15s 9111312141060r0120-1 2345 67 8910111213149090

11、A18765432141312111091. 1.对心直动尖顶对心直动尖顶从动件从动件盘形凸轮盘形凸轮已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r r0 0，角速度角速度 和从和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。二、图解法设计（二、图解法设计（绘制）绘制）盘形凸轮轮廓盘形凸轮轮廓设计步骤设计步骤: : 作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。下一页下一页上一页上一页

12、退出退出分目录分目录s 911 13 151 3 5 7 813578911131214 601209090r0A120-12345 67 89101112131460909018765432141312111092 2 对心直动滚子从动件盘形凸轮对心直动滚子从动件盘形凸轮已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r r0 0，角速度角速度 和从动和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。二、图解法设计（二、图解法设计（绘制）绘制）盘形凸轮轮廓盘形凸轮轮廓理论轮廓理论轮廓实际轮廓实际轮廓设计步骤设计步骤: : 作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓

13、疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。作各位置滚子圆的内作各位置滚子圆的内( (外外) )包络线。包络线。下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录s 911 13 151 3 5 7 813578911131214 6012090903 3 对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r r0 0，角速度角速度 和从动和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤设计步骤:

14、: 作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。作平底直线族的包络线。作平底直线族的包络线。r08765432191011121314-A123456781514131211109二、图解法设计（二、图解法设计（绘制）绘制）盘形凸轮轮廓盘形凸轮轮廓下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录911 13 151 3 5 7 813578911131214 601209090s2 O OeA A-6123

15、457815141312111091514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k84 4 偏置直动尖顶偏置直动尖顶从动件从动件盘形凸轮盘形凸轮已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r r0 0，角速度角速度 和从动件的和从动件的运动规律和偏心距运动规律和偏心距e e，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构-作图.swf作图2.swf二、图解法设计（二、图解法设计（绘制）绘制）盘形凸轮轮廓盘形凸轮轮廓下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录5 5 摆动尖顶摆动尖顶从动件从动件盘形凸轮机构盘形凸轮机

16、构120B11 1r0 601209090s 已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r r0 0，角速度角速度 ，摆杆长度摆杆长度l l以及摆杆回转中心与凸轮回转中心以及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离的距离d d，摆摆杆角位移方程，杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。12345 6 7 85678B1B2B3B4B5B6B7B860 90 -dABl1 2 3 4B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7A1A2A3A4A5A6A7A8下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录6.5 6.5 滚子半径及基圆半径的确定滚子半径及基圆半径的确定 a a工作轮廓

17、的曲率半径，工作轮廓的曲率半径， 理论轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径， r rT T滚子半径滚子半径rT arT rT a a r rT T 轮廓正常轮廓正常外凸外凸rTa对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使： r rT T minminmin8 . 0Tr取下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录min8 . 0Tr取.)5 . 01 . 0(0rrT荐用滚子半径滚子半径r rT T的确定的确定下一页下一页上一页上一页退出退出分目录分目录是凸轮轴孔半径rmmrr1048 . 102.2. 基圆半径基圆半径r r0 0的确定的确定r r0 0过小过小 压力角增大，可能会运动失真压力角增大，可能会运动失真r r0 0过大过大 结构不紧凑结构不紧凑r r0 0选取的原则：在保证压