机械设计凸轮机构课件

§3—1凸轮机构的应用和类型第三章凸轮机构§3—2从动件常用的运动规律§3—4图解法设计凸轮轮廓曲线本章要点§3—3凸轮机构压力角本章要求§3-1凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构的应用二、凸轮机构的分类2、凸轮机构的应用内燃机配气凸轮机构凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化和半自动化机械中应用十分广泛。主要用于：受力不大的控制机构或调节机构。自动送料机构绕线机构录音机卷带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：从动件与凸轮轮廓为点接触或线接触，接触应力大，易磨损用途：常用于传力不大的控制机构。2、按从动件的型式分（P39）1、尖顶从动件2、滚子从动件3、平底从动件能与复杂凸轮轮廓保持接触，能实现任意预期的运动规律，但点接触，磨损快。尖顶处安装一滚子，接触处为滚动摩擦，耐磨损。接触处为一平面，但不能与凹陷的凸轮轮廓接触。优点：P39一、基本概念二、从动件常用运动规律三、组合运动规律简介§3―2从动件常用运动规律尖底直动从动件盘形凸轮机构1、基圆：凸轮理论轮廓上最小向径为半径所画的圆。一、基本概念2、偏距e：从动件导路偏离凸轮回转中心的距离。wOrminwrminOe9、近休止角：8、回程运动角：δh=∠CODδs'=∠AOD7、回程：从动件在弹簧力或重力作用下，，以一定的运动规律回到起始位置的过程。与回程相应的凸轮转角δh。从动件在最近位置停止不动所对应的凸轮转角δs'。δhδs'wAB'rminOBCDδtδsh以纵坐标代表从动件位移s2，横坐标代表凸轮转角δ1或t，所画出的位移与转角之间的关系曲线。10、从动件位移线图：上升—停—降—停tδ1s2ABCDh2pδhδs'δtδsAδhδs'wAB'rminOBCDδtδsh从动件位移线图决定于凸轮轮廓曲线的形状。1、推程：2、升程：3、推程运动角：4、运休止角：7、近休止角：6、回程运动角：5、回程：AB偏置尖顶直动从动件盘形凸轮δtδsδhδs'wAB'OBCDhCDhδtδsδhδs'2、等加速等减速运动规律ajvO12j,tj,tj,tsh3456194104A0aBC柔性冲击：加速度发生有限值的突变

（适用于中速场合）

3、简谐运动avjj,tj,tj,tsh1O2345612345qs运动特征：若δs、δs‘为零，无冲击。若δs、δs‘不为零，有冲击。

三、组合运动规律简介为了获得更好的运动特征，可以把上述几种运动规律组合起来应用，组合时，两条曲线在拼接处必须保持连续。§3—3凸轮机构压力角一、压力角与作用力的关系二、压力角与凸轮机构尺寸的关系CBS2eOvrminω1213αnnF'F"FP力F分解为沿从动件运动方向的有用分力F'和使从动件紧压导路的有害分力F"。F"＝F'

tgα1、F'一定时，压力角α越大

，有害分力

F"越大，机构的效率越低。

上式表明：2、自锁：当α增大到一定程度，使有害分力F"在导路中所引起的摩擦阻力大于F‘时，无论凸轮加给从动件的作用力有多大

，从动件都不能运动，这种现象称为自锁。

二、压力角与凸轮机构尺寸的关系CBS2eOvrminω1213αnnF'F"FP直动从动件盘形凸轮压力角为：公式说明：在其它条件不变的情况下，基圆半径越小，压力角越大，机构越紧凑。

为了减小推程压力角，应将从动件导路向推程相对速度瞬心的同侧偏置，即e为负值。但同时会产生使回程压力角增大的现象，所以e不能过大。CBS2eOvrminω1213αnnF'F"FP凸轮设计的基本原理采用的是“反转法”，即凸轮轮廓设计中，是认为凸轮静止不动，从动件相对于凸轮轴心做反方向（反转）运动，并令从动件相对其导路按给定的运动规律运动。一、直动从动件盘形凸轮轮廓绘制2、再按空间尺寸要求决定凸轮的基圆半径。1、根据工作要求先确定从动件运动规律。步骤：3、绘制出凸轮轮廓。5、量取各个位移量，A1A'1=11'、A2A'2=22'A3A'3=33'、…，得反转后尖顶的一系列位置A1、A2、A3、…。6、将A0、A1、A2、A3、…，连成光滑曲线，便得到所求的凸轮轮廓。2、偏置尖顶直动从动件盘形凸轮（e＝0）1、从动件在反转过程中，其导路始终与凸轮轴心保持偏距e。2、一O为圆心及偏距e为半径画出偏距圆切于从动件导路。以rmin为半径作基圆。3、以下步骤与对心尖顶直动从动件盘形凸轮一样。对于滚子从动件的凸轮轮廓，是认为滚子中心就是尖顶，求得的轮廓曲线是理论轮廓，用0表示；以理论轮廓为中心，以滚子半径为半径作出的一系列圆的包络线，为实际的凸轮轮廓，用表示。3、滚子直动从动件盘形凸轮滚子从动件的凸轮基圆半径应当在理论轮廓上度量。设计凸轮机构时应注意滚子半径的问题：（P46）1.当min>rT时，'>0，实际轮廓为平滑曲线；

设理论轮廓外凸部分的最小曲率半径用min表示，滚子半径用rT表示，则相应位置实际轮廓的曲率半径'＝min—rT。2.min=rT时，'=0，实际轮廓为一个尖点；3.min<rT时，'<0，实际轮廓发生相交，无法实现该运动规律。为了使凸轮轮廓既不变尖，又不相交，滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径min。4、平底直动从动件盘形凸轮（3）过A1、A2…点作出一系列平底，得到一直线族。作出直线族的包络线，便得到凸轮实际轮廓曲线。（1）取平底与导路的交点A0为参考点。（2）把A0看作尖底，运用上述方法找到A1、A2…二、摆动从动件盘形凸轮轮廓绘制-wwOA89A7AA6A5A4A3A2A1B0B9B87B6B5B4BB32BB1D1aC1C09