第三章凸轮机构

第3章凸轮机构及其设计§3－1凸轮机构的应用和类型§3－2从动件的常用运动规律§3－4图解法设计凸轮的轮廓曲线§3－3凸轮机构的压力角§3－1凸轮机构的应用和类型

一、凸轮机构的特点和应用1、组成：凸轮从动件机架2、特点：结构简单、紧凑；可精确实现从动件任意的运动规律；设计方法简单；高副接触易磨损；制造较连杆机构困难。3、应用：用于实现运动规律有特殊要求，载荷不大、行程较小的场合，广泛用于各种机械，特别是控制装置、仪器仪表、自动机械中。§3－1凸轮机构的应用和类型

§3－1凸轮机构的应用和类型

§3－1凸轮机构的应用和类型§3－1凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分盘形凸轮移动凸轮§3－1凸轮机构的应用和类型圆柱凸轮圆柱凸轮§3－1凸轮机构的应用和类型2、按从动件分按运动形式分直动从动件对心直动从动件偏置直动从动件摆动从动件§3－1凸轮机构的应用和类型按接触形式分尖端从动件滚子从动件平底从动件§3－1凸轮机构的应用和类型分隔18§3－1凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分盘形凸轮移动凸轮温故知新圆柱凸轮一、凸轮机构的组成特点§3－1凸轮机构的应用和类型2、按从动件的运动形式和接触形式分尖端从动件滚子从动件平底从动件§3－1凸轮机构的应用和类型接触形式比较接触形式优点缺点应用尖端滚子平底结构紧凑，能与任意形状的轮廓接触，实现任意运动规律。易磨损，承载能力低低速、轻载耐磨损结构复杂中载，应用最广易形成油膜，润滑好，耐磨损；=C，一般=0，受力好，效率高凸轮廓线不能内凹，运动规律受限制高速§3－1凸轮机构的应用和类型3、按凸轮与从动件保持接触的方法分力封闭：重力、弹簧力重力封闭弹簧力封闭§3－1凸轮机构的应用和类型3、按凸轮与从动件保持接触的方法分力封闭：重力、弹簧力几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回凹槽凸轮§3－1凸轮机构的应用和类型B等宽凸轮B§3－1凸轮机构的应用和类型等径凸轮r1r2r1+r2=const2、偏置距e偏置圆3、行程h（或φmax）——从动件的最大位移（或角位移）1、基圆半径rmin——凸轮转动中心到轮廓曲线的最短距离§3—2从动件的运动规律一、名词术语rminrmin§3—2从动件的运动规律4、运动过程凸轮转角廓线从动件行程推程推程运动角升h远休止程远休止角停止回程回程运动角降h近休止程近休止角停止位移曲线┛┛动画§3—2从动件的运动规律一、凸轮廓线设计方法的基本原理基本方法：反转法给整个凸轮机构施以“-”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的轨迹即凸轮的轮廓曲线。O§3—3凸轮轮廓曲线的设计基本问题：已知：rmin、（方向）、e（大小、方向），从动件的类型及运动规律，求凸轮廓线。凸轮-----静止机架-----以“-”绕o点转动从动件随机架以“-”反转相对机架按s=f()运动反转法显然：反转后从动件顶点的轨迹即是凸轮的理论廓线。O§3—3凸轮轮廓曲线的设计显然：反转后迹点的轨迹即是凸轮的理论廓线。凸轮-----静止机架-----以“-”绕o点转动从动件随机架以“-”反转相对机架按s=f()运动一、凸轮廓线设计方法的基本原理温故知新---对整个机构加绕O点的反转运动反转法已知：rmin，（方向），e，

s=f()，设计凸轮廓线1.直动尖顶从动件盘形凸轮二、用作图法设计凸轮廓线§3—3凸轮轮廓曲线的设计S-δ线图Oμsμl2、直动滚子从动件盘形凸轮已知：rmin，（方向），e，rr，s=f()，设计凸轮廓线。§3—3凸轮轮廓曲线的设计S-δ线图μsμl把滚子中心A当作尖端2、直动滚子从动件盘形凸轮O理论廓线

以理论廓线上各点为圆心，作滚子圆族，其包络线即为实际廓线。实际廓线已知：rmin

，（方向），e，rr，s=f()，设计凸轮廓线。§3-3凸轮轮廓曲线的设计动画S-δ线图μsμl3、对心直动平底从动件盘形凸轮已知：rmin

，（方向），s=f()，设计凸轮廓线。在理论廓线上各点作出相应的平底直线族，其包络线即为实际廓线。§3—3凸轮轮廓曲线的设计动画S-δ线图偏置直动从动件盘形凸轮机构O§3—3凸轮轮廓曲线的设计O┗┗┗┗┗┗在偏距圆或基圆上凸轮反转角度的度量：推杆位移的度量：沿导路方向!φ角不可在轮廓上度量§3—4凸轮机构压力角与基本尺寸一、凸轮机构中的压力角与作用力的关系压力角：不计摩擦时，从动件受力方向与速度方向的夹角。17FF"F′F"=F′tanF′一定，↑

→F"↑

→↓甚至自锁∴max≤[]=30°——直动=45°——摆动

P与e在轮心O点的同侧，取“－”，异侧取“＋”。讨论与s有关，各点不同；与e的大小和方位有关；当s、ds/dδ、e一定时，§3—4凸轮机构压力角与基本尺寸二、凸轮机构中的压力角与基圆半径rmin的关系偏置的目的：减小推程压力角§3-4凸轮机构基本尺寸的确定确定r0的原则：在结构尺寸允许的条件下，尽可能使减小；在不超过的条件下，选较小的r0。§3-4凸轮机构基本尺寸的确定三、滚子半径的确定设：当理论廓线内凹时，当理论廓线外凸时，轮廓变尖轮廓失真§3-4凸轮机构基本尺寸的确定轮廓变尖轮廓失真为避免运动失真，常取：或举例例、图示凸轮机构中，从动件的起始上升点为C0点，试标出从C0点到C点接触时，凸轮转过