凸轮机构间歇运动机构

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1、一、基本内容及学习要求二、学习指导三、典型实例分析四、复习题五、复习题参考答案第四章凸轮机构回目录⒈基本内容(1)凸轮机构的应用和分类一、基本内容及学习要求一、基本内容及学习要求⒉学习要求⑴了解凸轮机构的应用和分类方法。第一节凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构的应用二、工作原理和特点三、凸轮机构的分类1.按凸轮的形状分:（1）盘形凸轮（2）移动凸轮（3）圆柱凸轮2.按从动件的型式分（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件内燃机凸轮机构2.凸轮机构的特点⑴优点是：只需确定适当的凸轮轮廓就可使从动件得到任意预期的运动规律，结构简单，体积较小，易于

2、设计。⑵缺点是：由于凸轮与从动件是高副接触，压力较大，易磨损，故不宜用于大功率传动；又由于受凸轮尺寸限制，凸轮机构也不适用于要求从动件工作行程较大的场合。第二节从动件的常用运动规律学习从动件常用运动规律时，应掌握如下基本定义（参照教材图3-5a）：①盘形凸轮的基圆和基圆半径rb；②推程和推程运动角h；③远休止角s；④回程和回程运动角h；⑤近休止角s；⑥从动件的升程h。掌握等速运动规律(图3-3)和等加速等减速运动规律位移(图3-4)、速度和加速度线图的绘制方法。图3-3等速运动规律的线图、等加速等减速运动规律的位移线图作图步骤，见图3-

3、3和图3-4。图3-4等加速等减速运动规律的速度曲线是连续的，不会出现刚性冲击。但在图中A、B、C三处加速度曲线有突变，会产生有限值的惯性力而导致柔性冲击。因此，这种运动规律只适用于中低速场合。对于上述两种运动规律，应能熟练画出它们的位移线图，并能掌握两种运动规律分别对机构产生的影响。除上述两种常用的运动规律外，从动件的运动规律还有简谐运动规律（也称余弦运动规律）和摆线运动规律（也称正弦运动规律）等。简谐运动规律起点和终点也有柔性冲击；而摆线运动规律对机构没有任何冲击。※绘制从动件位移线图时，横坐标代表凸轮转角或时间，比例尺可任意选取，而不影响凸轮

4、轮廓的设计。对于直动从动件，其纵坐标代表位移，它的比例尺最好与凸轮轮廓的比例尺相同，以便在位移线图上直接截取线段绘制凸轮轮廓。对于摆动从动件凸轮机构的绘制，本教材未作要求，如需了解可参阅《机械原理》教材。§3-3.图解法绘制凸轮轮廓要求能应用反转法原理绘制直动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。根据从动件的位置，可将直动从动件盘形凸轮机构分为对心和偏置两种结构（图3-5，图3-6）。图3-5图3-6“反转法”设计凸轮轮廓的原理，见图3-7：假设凸轮静止不动，从动件一方面随导路以-ω1转动，同时从动件又沿导路作往复运动。可画出从动件的各对应位置，顶点的

5、运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。图3-7(1)滚子从动件盘形凸轮机构，在绘制凸轮轮廓时要把滚子中心视为尖顶从动件的尖顶，按其作图方法绘出一条理论廓线β0，再以β0上各点为圆心，以滚子半径为半径，画一系列小圆，然后作这些圆的内包络线，便是滚子从动件盘形凸轮的实际廓线β。滚子从动件盘形凸轮的基圆仍在理论轮廓上度量。这里需要说明的是，在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，常会认为图3-8由理论廓线β0画一系列滚子，再作包络线求实际廓线β的方法太麻烦，而采用从理论轮廓上B0、B1、B2、B3…,沿相应导路截取线段等于滚子半径得到各点，将这些点连接起来即可找到“实际轮

6、廓曲线”。然而由图4-4a可以看出，当从动件上升或下降时，实际轮廓线与滚子的切点大多不在导路上。因此，上述作图方法是不正确的。(2)对于偏置从动件盘形凸轮机构的设计，正确地划分凸轮的运动角是非常重要的，见图3-9。图3-8图3-9§3-4凸轮机构设计中应注意的几个问题⑴滚子半径的选择运动失真产生的原因是当凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径小于或等于滚子半径时，凸轮实际轮廓曲线发生相交或出现尖点（尖点容易磨损），使从动件不能按原有的运动规律运动，致使造成运动失真。在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，由于设计不当，有时凸轮实际轮廓会出现尖点或相交，此时可采

7、取下列措施解决，以避免凸轮机构运动失真：①通过减小滚子半径使凸轮轮廓在任何位置既不变尖又不相交；②若滚子半径无法减小则应通过增大凸轮的基圆半径，以保证凸轮实际轮廓的最小曲率半径大于零。⑵凸轮机构的压力角压力角指的是从动件上所受的法向力与受力点速度方向间所夹的锐角。或从动件运动方向和接触轮廓法线方向所夹的锐角，用表示，见图3-10。要求能用图解法确定从动件与凸轮轮廓在任意点接触时的压力角大小。由于凸轮轮廓上各点的压力角是变化的，在设计时应使最大压力角不超过许用值，即max≤[]。图3-10三、典型实例分析例3-1试设计一偏置直动滚子从动件盘形凸

8、轮机构。已知凸轮以等角速度1逆时针方向转动，偏距e=10mm，凸轮的基圆半径rb=50mm，从动件的升程h=20mm，滚