第04章 凸轮机构及其设计

《第04章 凸轮机构及其设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章凸轮机构及其设计第一节凸轮机构构成、应用及分类第二节从动件的运动规律第三节凸轮轮廓曲线的设计第四节凸轮机构的压力角及基本尺寸的确定本章总结第一节凸轮机构构成、应用及分类一、凸轮机构的构成和应用构成特点应用二、凸轮机构的分类三、凸轮机构的基本名词术语直动从动件构成1.凸轮——具有曲线状轮廓的构件2.从动件——作往复移动或摆动的构件往复移动——直动从动件往复摆动——摆动从动件3.机架——参考坐标系，支承构件摆动从动件应用(a)机床刀架中的凸轮机构(b)发动机中的配气凸轮机构机床刀架中的凸轮机构发动机中的配气凸轮机构特点优点：高副联接，可较精确地实现任意复杂的运动

2、规律，构件数目少，结构简单、紧凑，工作可靠。缺点：不易实现较理想的润滑，接触应力较大，易磨损，寿命相对较短，凸轮制造困难，高速传动可能产生较大冲击。二、凸轮机构的分类1．按凸轮的形状分类2．按从动件形状分类3．按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类4．按从动件的运动形式分类1．按凸轮的形状分类盘状凸轮移动凸轮圆柱凸轮2．按从动件形状分类∑尖底从动件∑滚子从动件∑平底从动件∑曲底从动件3．按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类∑力封闭凸轮机构∑形封闭凸轮机构4．按从动件的运动形式分类对心式直动从动件偏置式摆动从动件命名：凸轮机构常根据凸轮、从动件形式等要素来命名：①结构

3、位置关系②从动件形式③凸轮形式例：对心式直动尖顶从动件盘形凸轮机构三、凸轮机构的基本名词术语（1）基圆以凸轮转动中心为圆心，以凸轮理论轮廓曲线上的最小半径为半径所画的圆。半径用rb表示。（2）推程从动件从距凸轮转动中心的最近点向最远点的运动过程。（3）回程从动件从距凸轮转动中心的最远点向最近点的运动过程。（4）行程从动件的最大运动距离。常用h表示行程。三、基本名词术语——四个角度（5）推程角从动件从距凸轮转动中心的最近点运动到最远点时，凸轮所转过的角度。用Φ表示。（6）回程角从动件从距凸轮转动中心的最远点运动到最近点时，凸轮转过的角度。用Φs表示。（7）远休止角从

4、动件在距凸轮转动中心的最远点静止不动时，凸轮转过的角度。用Φ'表示。（8）近休止角从动件在距凸轮转动中心的最近点静止不动时，凸轮转过的角度。用Φs′表示。三、基本名词术语——位移（9）从动件的位移凸轮转过转角ϕ时，从动件运动的距离。位移s从距凸轮中心的最近点开始计量。几条规定1.位移s的度量基准，一律从升程的最低位置A点开始度量（无论升程、回程）；（***）2.转角φ分别以各行程开始时凸轮的位置作为度量基准，一般也在基圆上度量；推程：时间t=0时，ϕ＝0，s=003.初始条件：回程：时间t=0时，ϕ＝0，s=hh第二节从动件的运动规律从动件的运动规律几种常用的从动

5、件运动规律运动规律的特征值及选择原则基从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度础与凸轮转角（或时间）之间的函数关系。知凸轮的轮廓曲线取决于从动件的运动规律，故从动件的运动识规律是设计凸轮的重要依据。运动参数s、v、a之间的关系（即从动件运动规律的数学表达式）为：s=s(t)s=f(ϕ)dsdsdsdϕds'v=v==⋅=ω=ωf(ϕ)dtdtdϕdtdϕ2dvdsdvd2sa==2"2a==ω=ωf(φ)dtdt2dtdϕ在高速重载等情况下，33有时也考虑加速度的变化率：j=da/dt=ωf(ϕ)几种常用的从动件运动规律一、多项式类的运动规律23ns=c+c

6、ϕ+cϕ+cϕ+.......+cϕ0123n1．一次多项式—等速运动规律2．二次多项式—等加速与等减速运动规律3．五次多项式运动规律二、三角函数运动规律指从动件的加速度按余弦曲线或正弦曲线变化1．余弦加速度运动规律（又称简谐运动规律）2．正弦加速度运动规律（又称摆线运动规律）三、组合型运动规律1.一次多项式——等速运动规律⎧s=c0+c1ϕ⎪⎪dsdϕ⎨v==c1=c1ω=常数⎪dtdt⎪⎩a=0推程边界条件ϕ=0时，s=0；c=00ϕ=Φ时，s=h。c=h/Φ1代入整理得从动件在推程时的运动方程为：⎧h在行程的起点与终点处，由s=ϕ⎪Φ于速度发生突变，加速度在

7、理论⎪⎪h⎨v=ω上无穷大，导致从动件产生非常Φ⎪大的冲击惯性力，称这种冲击为⎪a=0等速运动规律⎪刚性冲击。⎩一次多项式回程边界条件⎧s=c0+c1ϕ⎪⎨v=c1ω=常数ϕ=0时，s=h；⎪⎩a=0ϕ=Φ'时，s=0。c=h0c=−h/Φ'1代入整理得从动件在回程时的运动方程为：⎧h在行程的起点与终点处，由⎪s=h−ϕΦ'于速度发生突变，加速度在理论⎪⎪h上变为无穷大，导致从动件产生⎨v=−ω⎪Φ'非常大的冲击惯性力，称这种冲⎪a=0等速运动规律线图击为刚性冲击。⎪⎩2.二次多项式——等加等减速运动规律推程阶段ϕ∈[0,Φ/2]ϕ∈[Φ/2,Φ]2h22h2s=

8、ϕs=h−