《机械原理-基础篇》课件3凸轮

1、第三章 凸轮机构1、凸轮机构：凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。含有凸轮的机构称为凸轮机构。它由凸轮、从动件和机架组成。一、凸轮机构的应用2、凸轮机构的应用 内燃机配气凸轮机构凸轮机构的优点：只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动规律；结构简单，运动可靠。 缺点：从动件与凸轮接触应力大， 易磨损用途：载荷较小的运动控制一）按凸轮的形状分1、盘形凸轮 2、移动凸轮 3、圆柱凸轮4、圆锥凸轮二、凸轮机构的分类 1、尖顶从动件 2、滚子从动件 3、平底从动件二）按从动件上高副元素的几何形状分三）、按凸轮与从动件的锁合方式分1、力锁合的凸轮机构2、形锁合的凸轮机构1）构槽凸轮机构2）等宽凸轮

2、机构3）等径凸轮机构4）主回凸轮机构四）、根据从动件的运动形式分摆动从动件凸轮机构 （对心、偏置）移动从动件凸轮机构h三、凸轮机构的工作原理S(A)BCD(,S)S ShSAB OeCDBOrb基圆推程运动角远休止角近休止角回程运动角摆动从动件凸轮机构ABCDO1O2aB1rbmaxlSh()(max)四、凸轮机构的设计任务3）凸轮机构曲线轮廓的设计4）绘制凸轮机构工作图1）从动件运动规律的设计2）凸轮机构基本尺寸的设计移动从动件：基圆半径rb，偏心距e;摆动从动件：基圆半径rb，凸轮转动中心到从动件摆动中心的距离a及摆杆的长度l;滚子从动件：除上述外，还有滚子半径rr。平底从动件：除上述外，

3、平底长度L。O1O2alO1erbrb升停回停型(RDRD)升回停型(RRD)升停回型(RDR)升回型(RR)运动循环的类型S()S()S()S()一、基本运动规律a=2(2c2 + 6c3 +12c42 + +n(n-1)cnn-2)j=3(6c3 + 24c4 + +n(n-1)(n-2)cnn-3)，式中，为凸轮的转角（rad）； c0，c1，c2， ，为n+1个待定系数。1、n=1的运动规律=0, s=0; =, s=h.s = c0+c1v= c1 a=0（一） 多项式运动规律s=c0 + c1 + c22 + c33 + + cnnv=( c1 + 2c2 + 3c32 + +nc

4、nn-1)等速运动规律0aa=02、 n=2的运动规律0sh0vv0j0vvmax0shamax0a-amax等加速等减速运动规律刚性冲击柔性冲击柔性冲击svaj0000（二）余弦加速度规律 柔性冲击（三）正弦加速度规律v0aj00s0h 改进型等速运动规律00aa=0v0sh从动件常用基本运动规律特性等速 1.0刚性低速轻载等加速等减速 2.0 4.00柔性中速轻载余弦加速度 1.57 4.93柔性中速中载正弦加速度 2.00 6.28 无高速轻载运动规律 vmax(hw/F)amax冲击特性适用范围(hw2/F2)三、从动件运动规律设计：1、从动件的最大速度vmax要尽量小；2、从动件的最

5、大加速度amax要尽量小；3、从动件的最大跃动度jmax要尽量小。一、移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸的设计，即移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸ttOPnnAeSS0v2Crrb1123P13P23压力角ttOPnAeC1n(P13)P23瞬心从动件向上为工作行程，凸轮逆时针回转，从动件偏在凸轮回转中心右侧合理ttOPnAeCnttOPnnAeSS0v2Crrb1123压力角1、偏距e的大小和偏置方位的选择原则应有利于减小从动件工作行程时的最大压力角。为此应使从动件在工作行程中，点C和点P位于凸轮回转中心O的同侧，此时凸轮上C点的线速度指向与从动件工作行程的线速度指向相同。偏距不宜取得太大，一

6、般可近似取为：一、尖顶从动件盘形凸轮机构的设计 尖顶移动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线设计的基本原理（反转法）2S1123s1s2hOrb-11s111s12s2s23hh32偏置尖顶从动件凸轮轮廓曲线设计（反转法）2S1123s1s2hOrb-33211s2s1h112es1s2偏置尖顶从动件凸轮轮廓曲线设计（反转法）2S1123s1s2h-1111s1Orbes22h3Fvs11已知：S=S（），rb，e，凸轮轮廓曲线设计的基本原理（反转法）GOOrb-7321541s2s1h62S1124s1s2h3567S(0)02、滚子从动件盘形凸轮机构的设计OnnB0BrbyxrrCCCrm a、轮廓曲线的设计偏置滚子从动件凸轮轮廓曲线设计（反转法）2S1123s1s2h-1111s1Orbes22h3已知：S=S（），rb，e， ，rr理论轮廓实际轮廓Fvc、滚子半径的确定当rrmin时，实际轮廓为一光滑曲线。当rr=min时，实际轮廓将出现尖点，极易磨损，会引起运动失真。rrbminminrr 0rr=minminbmin = min