凸轮机构与间歇运动机构

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1、第三章凸轮机构与间歇运动机构【能力目标】【案例导入】【知识要点】3.1凸轮机构的类型和识别3.2凸轮机构的运行特性分析3.3用图解法设计盘行凸轮轮廓3.4间歇运行机构—棘轮机构3.5间歇运行机构—槽轮机构【能力训练】本章小结1【能力目标】熟悉凸轮机构的分类、从动件运动规律及其特性。熟练掌握平面凸轮轮廓曲线的图解法设计。了解滚子半径、压力角和基圆半径之间的关系。熟悉间歇运动机构的特点和应用。掌握棘轮机构和槽轮机构的工作原理和特点。返回目录2【案例导入】当向径变化的凸轮轮廓与气门的平底接触时，气门产生向下开启或向上关闭的往复运动(向上运动是借助弹

2、簧的弹力作用)；当以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气门接触时，气门将静止不动。因此，当具有某种轮廓曲线的凸轮2连续转动时，气门1可获得间歇的、按预期规律的开闭运动,从而使内燃机正常工作。返回目录图3-1内燃机配气机构33.1凸轮机构的类型识别3.1.1凸轮机构的组成、特点和应用凸轮机构广泛应用于自动机械和自动控制装置中，它是一种常见的高副机构，由凸轮、从动件、机架以及辅助装置组成。图3-2所示为一自动机床的进刀机构。当圆柱凸轮1回转时，其凹槽的侧面迫使从动件2做往复摆动，通过从动件2上的扇形齿轮与固定在刀架上的齿条啮合，控制刀架作进刀和退刀

3、运动。返回目录4圆柱凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，被凸轮直接推动的构件称为从动件（或称为推杆）。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或者往复直线移动等其他运动。从动件通过凸轮的曲线轮廓与其以高副接触从而获得预期的运动，所以凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。返回目录图3-2自动机床进刀机构图3-2自动机床进刀机构5凸轮机构在自动送料机构、仿形机床进刀机构、内燃机配气机构、汽车的凸轮式制动器以及印刷机、纺织机、插秧机、闹钟和各种电气开关等传力不大的控制装置中得到广泛应用。如下图纺织机械里的绕线机构。返回目录63.1.

4、2凸轮机构的类型返回目录1、按凸轮形状分类：盘形、圆柱、移动凸轮7返回目录2、从动件的形状：尖顶滚子、平底3、从动件运动：移动、摆动83.2凸轮机构的运动特性分析凸轮机构的基本名词术语⑴基圆、基圆半径——以凸轮轮廓最小向径rmin为半径所作的圆称为凸轮的基圆，rmin称为基圆半径。如图所示。⑵从动件推程、升程、推程运动角——从动件在凸轮轮廓的作用下由距凸轮轴心最近位置被推到距凸轮轴心最远位置的过程称为从动件的推程，在推程中从动件所走过的距离称为从动件的升程h，推程对应的凸轮转角称为推程运动角，如图所示。返回目录9返回目录hhωAB’OOr0δ

5、aδbδcDBδaδbδcδdS基圆回程运动角近休止角推程运动角远休止角C10从动件常用的运动规律返回目录1、等速运动规律s(δ)=CSδυ(δ)=Cυa(δ)=0特点：1）刚性冲击—从动件在某瞬时速度突变，其加速度及惯性力在理论上均趋于无穷大。2）只适用于低速轻载的凸轮机构。11返回目录2、等加速等减速运动规律s(δ)=CSδ2υ(δ)=Cυδa(δ)=Ca（常数）特点：1）柔性冲击—从动件在某瞬时加速度发生有限值的突变所引起的冲击。2）适用于中、低速的凸轮机构。12返回目录3、间谐运动规律s(δ)=h(1-cosδ/δ0)/2υ(δ)=

6、Cυsinδ/δ0a(δ)=Cacosδ/δ0特点：1）仅在运动始末两处有柔性冲击。2）适用于高速凸轮机构。133.3用图解法设计盘形凸轮轮廓返回目录14返回目录3.3.1直动从动件盘形凸轮轮廓的设计a)在凸轮轮廓作用下从动件向上移动b)机架和从动件绕凸轮中心相对转动图3-8反转法原理15返回目录尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制过程16①选取比例尺，以rmin为半径作凸轮的基圆，并把基圆与从动件导路的交点A0作为从动件尖顶的起始位置。②将位移图线的推程运动角t和回程运动角h分为若干等份，求得从动件各分点的位移值11′、22′、…，

7、如图b所示。③沿-方向由从动件尖顶起始位置A0处开始取角t、h、s′，再将t、h各分为与图b相对应的若干等份，得A1、A2、A3、点，连接OA1、OA2、OA3、，这些径向线即为反转后从动件导路所占据的各个位置。④分别以A1、A2、A3为起点从位移图线上量取各个位移量使A1A1=11、A2A2=22、A3A3=33、…得反转后尖顶所占据的一系列位置A1、A2、A3、。⑤将A0、A1、A2、A3、连成光滑曲线，便是所要求的凸轮轮廓曲线。返回目录17滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制过程滚子式可改

8、善尖顶型从动件与凸轮接触处的摩擦、磨损情况，其凸轮轮廓设计方法如右图所示。把滚子中心看作尖顶从动件的尖顶，按上述方法求出一条理论轮廓0，再以0上各点为圆心，以滚