机械设计基础第五章凸轮机构ppt课件.ppt

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1、§5.1概述§5.2常用从动件的运动规律§5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法§5.4凸轮机构基本尺寸的确定第5章凸轮机构5.1概述凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，他通过与从动件的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。5.1概述示例一5.1.1凸轮机构的应用内燃机配气机构示例二5.1概述靠模车削机构5.1概述示例三分度转位机构5.1概述5.1.2凸轮机构的分类按照凸轮的形状不同可把凸轮分为以下几种：盘形凸

2、轮移动凸轮圆柱凸轮曲面凸轮按照凸轮的锁合方式可把凸轮分为以下几种：力锁合形锁合5.1概述5.1.3凸轮和滚子的材料凸轮的主要失效形式为磨损和疲劳点蚀。对凸轮和滚子的材料要求：工作表面硬度高耐磨有足够的表面接触强度凸轮芯部有较强的韧性常用的凸轮材料：40Cr、20Cr、40CrMnTi常用的滚子材料：20Cr或者滚动轴承5.2常用的从动件运动规律5.2.1平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数凸轮传动的工作过程★基圆：以凸轮最小半径r0所作的圆，r0称为凸轮的基圆半径。★推程、推程运动角：★推杆的运动规律：是指推杆在运动过程中，其位移、速度和

3、加速度随时间变化（凸轮转角δ变化）的规律。★远休、远休止角：★回程、回程运动角：★近休、近休止角：★行程：h★位移：s=r-r05.2常用的从动件运动规律5.2.2常用的从动件运动规律等速运动运动开始，v由0突变为加速度a为同理，运动结束由于存在刚性冲击，如果单独使用这种运动规律，只适用于低速场合a=-∞等加速—等减速运动5.2常用的从动件运动规律5.2常用的从动件运动规律余弦加速度运动5.2常用的从动件运动规律正弦加速度运动由运动图可见，其速度和加速度曲线都是连续的，因此没有柔性冲击，故常用于高速凸轮机构。5.2.3从动件运动规律的

4、选择5.2常用的从动件运动规律在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要求来确定。对无一定运动要求，只需要从动件有一定位移量的凸轮机构。对于高速机构，应减小惯性力、改善动力性能，可选用正弦加速度运动规律或其他改进型的运动规律。5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法5.3.1反转法原理加角速度-w(与凸轮角速度大小相等、方向相反)从动件与导路绕角速度-w以凸轮转动凸轮静止不动从动件尖顶的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线从动件相对导路移动对于滚子从动件，则滚子中心可看作是从动件的尖顶，其运动轨迹就是凸轮的理论轮廓曲线，凸轮的实际轮廓曲线是

5、与理论轮廓曲线相距滚子半径rT的一条等距曲线。5.3.2解析法设计凸轮轮廓曲线偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法建立凸轮转轴中心的坐标系xOy根据反转法原理，凸轮以w转过j角；B点坐标为上式即为凸轮理论廓线方程实际廓线与理论廓线在法线上相距滚子半径rT，则推出式中取“—”号时为内等距曲线，取“＋”号时为外等距曲线5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计取摆杆的轴心A0与凸轮轴心O之连线为坐标系的y轴，Bo点是摆动杆的推程起始位置，摆动杆与y轴的夹角为初始角。根据反转

6、法原理，得出B点坐标其中5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法5.3.3作图法设计凸轮轮廓曲线1、对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构设计要求：已知凸轮的基圆半径为r0,凸轮沿逆时针方向等速回转。而推杆的运动规律如图所示。试设计该对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。2、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构已知条件:凸轮的基圆半径为r0,滚子半径rr,凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图所示。试设计对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。3、对心直动平底从动件盘形凸轮机构已知条件:凸轮的基圆半径为r0,凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆

7、的运动规律如图所示。试设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。4、偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构已知条件:已知凸轮的基圆半径为r0,凸轮沿逆时针方向等速回转。而推杆的运动规律已知，已知偏距e。试设计。从动画中看，从动件在反转运动中依次占据的位置将不在是以凸轮回转中心作出的径向线,而是始终与O保持一偏距e的直线,因此若以凸轮回转中心O为圆心，以偏距e为半径作圆（称为偏距圆）,则从动件在反转运动中依次占据的位置必然都是偏距圆的切线,(图中           …)从动件的位移(             …)也应沿切线量取。然后将  

8、       …等点用光滑的曲线连接起来，既得偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓。5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计5.3盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计5