《凸轮机构及设计》PPT课件

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1、前情提要机械原理这门课程的核心就是研究机构的结构分析，运动分析，以及对平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和齿轮系进行分析与设计。凸轮机构及其设计制作：电子科技大学范娜通过学习平面四杆机构：（1）熟悉了平面四杆机构特点、类型（2）掌握平面四杆机构的基本特性（3）掌握平面四杆机构的设计制作：电子科技大学范娜第九章凸轮机构及其设计本章主要内容：（1）熟悉凸轮机构特点、类型和运用（9.1）（2）掌握推杆的运动规律（9.2）（3）掌握凸轮轮廓曲线的设计和凸轮基本尺寸的确定（9.3-9.4）★★★★★制作：电子科技大学范娜9-1凸轮机构的应用和

2、分类1.凸轮机构的组成和应用（1）凸轮的组成凸轮机构的组成凸轮（原动件）推杆（从动件）机架凸轮机构的运动凸轮：匀速运动推杆：间歇（连续）移动或摆动制作：电子科技大学范娜9-1凸轮机构的应用和分类1.凸轮机构的应用（2）凸轮的应用自动机床进刀凸轮机构内燃机配气凸轮机构凸轮应用非常广泛，下面举两个例子：凸轮是一个具有曲线轮廓或是凹槽的构件。制作：电子科技大学范娜9-1凸轮机构的应用和分类1.凸轮机构的应用（3）凸轮的特点最大优点：只要适当设计出凸轮的轮廓曲线，就可以是推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑.缺点：凸轮廓

3、线与推杆之间的点、线接触易磨损，凸轮制造较困难。制作：电子科技大学范娜9-1凸轮机构的应用和分类2.凸轮机构的分类（1）按照凸轮的形状分类盘形凸轮（移动凸轮）圆柱凸轮具有变化向径的盘型构件绕固定轴线回转。将凸轮看作是转轴在无穷远处，作往复移动。在圆柱端面上开曲线凹槽或是在圆柱端面上作出曲线轮廓。制作：电子科技大学范娜9-1凸轮机构的应用和分类2.凸轮机构的分类（2）按推杆形状及运动形式分类推杆形状：尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆推杆的运动形式：直动推杆和摆动推杆对心直动推杆偏置直动推杆直动推杆的轴线通过凸轮的回转中心作移动运动的推杆

4、作摆动运动的推杆9-1凸轮机构的应用和分类2.凸轮机构的分类（2）按推杆形状及运动形式分类对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构对心直动平底推杆盘形凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构摆动尖顶推杆盘形凸轮机构摆动滚子推杆盘形凸轮机构摆动平底推杆盘形凸轮机构9-1凸轮机构的应用和分类2.凸轮机构的分类（3）按凸轮与推杆保持接触的方法分类力封闭凸轮机构（利用推杆的重力、弹簧力来使它们接触）几何封闭凸轮机构（利用凸轮和推杆特殊的几何结构来使它们接触）沟槽凸轮等宽凸轮等径凸轮共轭凸轮制作：电子科技大学范娜9-2推杆的运动规律设计出合适的凸轮廓线确定

5、凸轮的尺寸凸轮机构的任务：根据推杆的运动规律以下介绍几种推杆常用的运动规律。制作：电子科技大学范娜9-2推杆的运动规律描述推杆运动规律的名词术语及符号：（以对心直动尖顶盘形凸轮机构为例）运动情况：A点起始、凸轮ω逆时针转动,推杆最低位置A→B推程（推杆A-B’)基圆：以凸轮的回转中心O为圆心，以凸轮最小半径r0为半径所作的圆r0：基圆半径D→A近休止；近休止角02推程角0；推杆行程hB→C远休止；远休止角01C→D回程（推杆B’-A)h0+01+´0+02=2回程角´0；推杆回程h制作：电子科技大学范娜9

6、-2推杆的运动规律2.推杆的运动规律推杆的运动规律：推杆的位移s、速度v和加速度a随时间的变化规律：s(t)、v(t)、a(t)，又因为凸轮作等速运动，其转角包含了时间信息，所以也可以表示为：s()、v()、a()设计时：工作要求→确定推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线s()、v()、a()应如何表达？多项式运动规律三角函数运动规律（1）多项式运动规律1）一次多项式（n=1）推程时的边界条件：推杆在始点处：=0，s=0；推杆在终点处：=0，s=h→C0=0，C1=h/0推程回程制作：电子科技大学范娜9-2推杆的运

7、动规律推杆位移凸轮转角待定系数可以利用边界条件（推杆的始末位置）来确定待定系数回程时的边界条件：推杆在始点处：=0，s=h；推杆在终点处：=0’，s=0→C0=h，C1=-h/0注意：凸轮转角总是从该段运动的起始位置算起。运动线图理论上：a→∞惯性力→∞→极大冲击——刚性冲击推杆的一次多项式运动规律只能用于低速、轻载场合等速运动规律制作：电子科技大学范娜9-2推杆的运动规律1）一次多项式（n=1）推程速度在推杆运动的开始和终止时有突变推程前半程：起点：=0，s=0,v=0；终点：=0/2，s=h/2C0=0，

8、C1=0，C2=2h/02推程后半程：起点：=0/2,s=h/2；终点：=0，s=h，v=0C0=-h,C1=4h/0,C2=-2h/02制作：电子科技大学范娜9-2推杆的运动规律2）二次多项式（n=2）（1）多项式运动规律加速度为常