《机械原理》第四章凸轮机构及其设计

第四章凸轮机构及其设计§4-1凸轮机构的应用和分类§4-2从动件的运动规律§4-3按给定运动规律设计凸轮轮廓曲线-作图法§4-4按给定运动规律设计凸轮轮廓曲线-解析法§4-5凸轮机构基本尺寸的确定§4-6

高速凸轮机构简介本章教学内容一、凸轮机构的应用§4-1凸轮机构的应用和分类应用内燃机配气凸轮机构录音机卷带机构自动机床的进刀机构◆凸轮：是具有一个曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期的往复运动。◆组成凸轮机构的基本构件凸轮、推杆（从动件）、机架◆连接副：凸轮与从动件组成的高副及二者与机架组成的低副组成。◆凸轮机构的应用领域凸轮机构广泛用于自动机械、自动控制装置和装配生产线中。1.按凸轮形状分：二、凸轮机构的分类盘形凸轮机构移动凸轮机构圆柱凸轮机构盘形凸轮机构移动凸轮机构圆柱凸轮机构平面凸轮机构平面凸轮机构空间凸轮机构2.按从动件的形状来分尖顶推杆滚子推杆平底推杆其优点是凸轮与平底接触面间容易形成油膜，润滑较好，所以常用于高速传动中。由于滚子与凸轮之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力。构造简单，但易于磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合。根据从动件相对机架的运动方式分直动从动件直动从动件：从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线；

对心直动推杆偏置直动从动件摆动从动件：从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。摆动从动件直动与摆动从动件比较（2）几何封闭法：利用凸轮与推杆构成的高副元素的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。

常用的有如下几种：3.按凸轮与从动件保持接触的方法分槽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮共轭凸轮（1）力封闭方法：利用推杆的重力、弹簧力或其它外力使推杆始终与凸轮保持接触；凹槽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮机构共轭凸轮机构◆凸轮机构的优点只要通过适当设计凸轮廓线可以使从动件实现各种预期运动规律，而且结构简单、紧凑，应用广泛。

◆凸轮机构的缺点：1）接触为高副，易于磨损，多用于传力不大的场合。2）凸轮轮廓加工比较困难。3）从动件的行程不能过大，否则会使凸轮变得笨重。凸轮机构设计的基本内容与步骤（1）合理选择凸轮类型（2）设计凸轮基圆半径（3）设计凸轮轮廓曲线（4）校核并设计r0hssss

DD0B0B

sO,t360º基圆

基圆半径r0推程角推程升距h远停远休止角s回程回程角近停近休止角sB位移曲线凸轮机构的基本名词术语§4-2从动件的运动规律偏距偏距圆从动件的运动规律：是指推杆在运动过程中，其位移、速度和加速度随时间变化的规律。从动件的位移线图：从动件的位移s随凸轮转角而变化的线图。从动件常用运动规律一、多项式运动规律

★一次多项式运动规律——等速运动

★二次多项式运动规律——等加速等减速运动五次多项式运动规律二、三角函数运动规律★余弦加速度运动规律——简谐运动规律★正弦加速度运动——摆线运动规律三、组合运动规律重点：掌握各种运动规律的运动特性说明：凸轮一般为等速运动，有推杆运动规律常表示为推杆运动参数随凸轮转角变化的规律。1、等速运动运动方程式一般表达式：推程运动方程：运动始点：

=0,s=0运动终点：推程运动方程式：边界条件在起始和终止点速度有突变，使瞬时加速度趋于无穷大，从而产生无穷大惯性力，引起刚性冲击。一、多项式运动规律回程运动没方程回程运动驰方程式：运动始点掩：运动终点剧：边界条件一次多项式一般表达式：等速运动洁规律运动怠特性推杆在运痛动起始和飞终止点会亮产生刚性冲石击。为保证烦凸轮机青构运动厌平稳性酱，常使汁推杆在廊一个行虚程h中的前膊半段作膀等加速柜运动，攀后半段短作等减左速运动助，且加效速度和胶减速度胀的绝对碗值相等冠。2、二次秋多项式运堤动规律—慎—等加速马等减速运晋动规律★运动方帝程式一般市表达式：推杆的金等加速开等减速框运动规睁律★注意氏：等减速段蝴运动方程散为:推程等加梳速段边界疼条件：加速段恢运动方摇程式为独：运动始锤点：=0,s=0，v=景0运动终荣点：推程等减剪速段边界同条件：运动始切点：运动终点点：★推程运任动方程等加速等仁减速运动尊规律运动炊特性：在起点精、中点伪和终点嘴时，因波加速度其有突变鞠而引起菊推杆惯测性力的脂突变，记且突变缸为有限汪值，在争凸轮机辫构中由蜻此会引展起柔性冲击。适用涉于中速踩场合。二、三角先函数运动绿规律1、余弦眨加速度运们动规律—煌—简谐运叠动规律简谐运飘动：当口一点在泛圆周上樱等速运姥动时，小其在直亩径上的劳投影的轧运动即往为简谐葱运动。推程运动盼方程式：余弦加剩速度运鞭动规律忌推程运所动线图余弦加速御度运动规叹律的运动融特性：推杆加速籍度曲线不慎连续，在桐起点和终晚点有突变胡，且数值朽有限，故唉有柔性冲击震。余弦加俭速度运撑动规律碰适用于巧中速中漂载场合狡。推程运动罢方程式为2、正弦描加速度运普动规律—谦—摆线运棚动规律摆线运动辆：一圆在洲直线上作铺纯滚动时暗，其上任揪一点在直蒜线上的投帆影运动为椅摆线运动厌。正弦加扇速度运套动规律芬运动特责性：推杆作鼓正弦加森速度运僵动时，道速度曲拜线和加教速度曲屋线连续竟，其加关速度没武有突变缴，因而底将不产今生冲击赤。适用配于高速属轻载场傍合凸轮轮机构.推程运动佳线图★采用蔬组合运泄动规律邮的目的胃：避免有些嘱运动规律新引起的冲速击，改善袖推杆其运紧动特性。选择从悟动件运大动规律张的基本般原则：1）当椅m较大垫时，为斗了减小掘动量，佛应选速善度较小暗的运动昨规律。2）应户选加速俩度a较纠小的运宰动规律雄。3.钻组合运桂动规律从动件运炕动规律的缩慧选择谢谢观看/欢迎下载BYF汉AITH树IM陪EAN戒AVI献SION霜OF计GOOD证ONE角CHE带RISH忘ESA馅NDT驰H