机械设计基础第四版第3章

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1、第三章凸轮机构CAMS§3-1凸轮机构的类型及应用一、凸轮机构的应用凸轮机构——高副机构，可方便实现各种复杂的预期的运动规律1.按凸轮形状分1）盘形凸轮(DiskCam)二、凸轮机构的分类(ClassificationofCams）2）移动凸轮(TranslatingCam)3）空间凸轮(SpatialCam)凸轮机构的应用及分类2.按从动件形式分1）尖顶从动件(TipFollower)2）滚子从动件(RollerFollower)3）平底从动件(Flat-facedFollower)3.按从动件运动形式分

2、2）摆动从动件Oscillating1）移动从动件(TranslatingFollower)凸轮机构的应用及分类从动件行程:在推程或回程中从动件的最大位移,用h表示；偏距:凸轮回转中心与从动件导路间的偏置距离,用e表示。§3-2从动件常用运动规律一、基本术语凸轮基圆：以凸轮轴心为圆心,以其轮廓最小向径r0为半径的圆；推程运动角：与从动件推程相对应的凸轮转角，t远休止角：与从动件远休程相对应的凸轮转角，s；回程运动角：与从动件回程相对应的凸轮转角，h；近休止角：与从动件近休程相对应的凸轮转角，s'

3、；动画演示二、从动件运动规律(LawofMotionofFollower)(以推程为例进行分析)1.等速运动规律(LawofConstantVelocityMotion)从动件运动的速度为常数称为等速运动规律v2=v0=常数s2=v0ta2==0开始a2=停止a2=开始、停止时加速度无穷大，惯性力也无穷大，我们把加速度无穷大引起的冲击称刚性冲击.只适用于低速和从动件质量较小的凸轮机构从动件常用运动规律2.等加速等减速运动规律(LawofConstantAccelerationandDecelerationM

4、otion)从动件在前半推程（回程）作等加速运动，在后半推程（回程）作等减速运动，通常加速度和减速度绝对值相等。在起始点及等加等减的交结点加速度发生突变，发生柔性冲击，适宜于中、低速，轻载场合从动件常用运动规律3.余弦加速度(简谐)运动规律(LawofCosineAccelerationMotion)简谐运动——质点在圆周上作匀速运动，它在该圆直径上的投影所构成的运动s2=R-R其中R=从动件常用运动规律即位移方程：速度曲线方程：加速度曲线方程：行程始末会引起柔性冲击，只适于中速场合，此外，还有其它的加速度

5、运动规律。为了获得更好的运动特性，可以把各种运动规律组合起来应用，组合时应保证加速度线图始终保持连续。从动件常用运动规律三、从动件运动规律的选择选择考虑因素：刚性冲击和柔性冲击vmax和amax§3-3盘状凸轮轮廓的设计一、反转法凸轮1方向转+从动件移凸轮静止从动件移+从动件以-1方向绕凸轮回中心转动从动件始终与凸轮保持接触，从动件尖顶的一系列位置——凸轮轮廓凸轮机构的相对运动情况：二、对心尖顶直动从动件凸轮轮廓的设计(LineTranslatingTipFollowerCams)1.已知条件：基圆半径

6、r0,凸轮的转动方向，从动件的位移线图s2=f(1)2.设计步骤（1）按同一比例尺绘制从动件位移线图和基圆。（2）等分从动件位移线图和基圆。（3）量取11’=C1B1,22’=C2B2,…得B1，B2，…（4）以光滑曲线连C0，B1，B2，…得凸轮轮廓曲线盘状凸轮轮廓的设计动画演示三、移动滚子从动件凸轮机构(TranslatingRollerFollwerDiskCams)盘状凸轮轮廓的设计四、平底从动件凸轮机构§3-4凸轮设计中应注意的问题设计中要求受力良好，结构紧凑。一、凸轮机构的压力角和自锁(Pre

7、ssureAngleAndSelfLock)驱动力F与从动件绝对速度所夹锐角称为压力角。沿导路方向(有用)力F可分解为：对导路的压力(有害)当F’’f＞F’时发生自锁。一般要求[]=30°～38°二、压力角与基圆半径的关系复习：点的合成运动动点相对于定参考系的运动，称为绝对运动a动点相对于动参考系的运动，称为相对运动.动参考系相对于定参考系的运动，称为牵连运动,点的速度合成定理：动点在某瞬时的绝对速度等于瞬时牵连速度与相对速度的矢量和。其中VB2=V2VB1=ω(r0+s2)V2=ω(r0+s2)tg

8、运动规律给定结构不紧凑,它们成反比关系.凸轮设计中应注意的问题三、滚子半径的选择(SelectionofRollerRadius)1.凸轮理论轮廓为内凹2.凸轮理论轮廓为外凸时1)当ρmin>rs时,ρmin>0；2)当ρmin=rs时,ρmin=0,工作轮廓上出现尖点；3)当ρmin