机械设计基础课件第七章凸轮机构

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1、第七章凸轮机构§7－1凸轮机构的应用和类型§7－2从动件的常用运动规律§7－3凸轮机轮廓曲线的设计§7－4凸轮设计应注意的几个问题§7－1凸轮机构的应用和分类结构：三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。作用：将连续回转=>从动件直线移动或摆动。优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。应用：内燃机、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。分类：1)按凸轮形状分：盘形、移动、圆柱凸轮(端面)。2)按推杆形状分：尖顶、滚子、平底从动件。特点：尖顶－－构造简单、易磨损、用于仪表机构；滚子――磨损小，应用广；平底――受力好、润滑好，用于高速传动。实例12刀

2、架o3).按推杆运动分：直动(对心、偏置)、摆动4).按保持接触方式分：力封闭（重力、弹簧等）内燃机气门机构机床进给机构几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮)r1r2r1+r2=constW凹槽凸轮主回凸轮等宽凸轮等径凸轮优点：只需要设计适当的轮廓曲线，从动件便可获得任意的运动规律，且结构简单、紧凑、设计方便。缺点：线接触，容易磨损。绕线机构312A线应用实例：3皮带轮5卷带轮录音机卷带机构1放音键2摩擦轮413245放音键卷带轮皮带轮摩擦轮录音机卷带机构132送料机构δ’0δ’0otδs§7－2推杆的运动规律凸轮机构设计的基本任务:1)根据工作要求选定凸轮机构的形式;名词术语：一、

3、推杆的常用运动规律基圆、推程运动角、基圆半径、推程、远休止角、回程运动角、回程、近休止角、行程。一个循环rminhωA而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。2)推杆运动规律;3)合理确定结构尺寸;4)设计轮廓曲线。δ01δ01δ02δ02DBCB’δ0δ0运动规律：推杆在推程或回程时，其位移S、速度V、和加速度a随时间t的变化规律。形式：多项式、三角函数。S=S(t)V=V(t)a=a(t)位移曲线otδsr0hB’ωAδ01δ01δ0δ0δ’0δ’0δ02δ02DBC边界条件：凸轮转过推程运动角δ0－从动件上升h一、多项式运动规律一般表达式：s=C0+C1δ+C2δ

4、2+…+Cnδn(1)求一阶导数得速度方程：v=ds/dt求二阶导数得加速度方程：a=dv/dt=2C2ω2+6C3ω2δ…+n(n-1)Cnω2δn-2其中：δ－凸轮转角，dδ/dt=ω－凸轮角速度,Ci－待定系数。=C1ω+2C2ωδ+…+nCnωδn-1凸轮转过回程运动角δ’0－从动件下降h在推程起始点：δ=0，s=0代入得：C0＝0，C1＝h/δ0推程运动方程：s＝hδ/δ0v＝hω/δ0sδδ0vδaδh在推程终止点：δ=δ0，s=h+∞－∞刚性冲击s=C0+C1δ+C2δ2+…+Cnδnv=C1ω+2C2ωδ+…+nCnωδn-1a=2C2ω2+6C3ω2δ…+n(n-1)C

5、nω2δn-2同理得回程运动方程：s＝h(1-δ/δ’0)v＝-hω/δ’0a＝0a＝01.等速运动（一次多项式）运动规律2.等加等减速（二次多项式）运动规律位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。推程加速上升段边界条件：起始点：δ=0，s=0，v＝0中间点：δ=δ0/2，s=h/2求得：C0＝0，C1＝0，C2＝2h/δ02加速段推程运动方程为：s＝2hδ2/δ02v＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ02h/2δ0h/2推程减速上升段边界条件：终止点：δ=δ0，s=h，v＝0中间点：δ=δ0/2，s=h/2求得：C0＝－h，C1＝4h/δ0，C2＝-2h/δ02减速段推程运动方程为：s＝

6、h-2h(δ-δ0)2/δ021δsδvv＝-4hω(δ-δ0)/δ02a＝-4hω2/δ02235462hω/δ0柔性冲击4hω2/δ02δa重写加速段推程运动方程为：s＝2hδ2/δ02v＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ0233.五次多项式运动规律位移方程：s=10h(δ/δ0)3－15h(δ/δ0)4+6h(δ/δ0)5δsvahδ0无冲击，适用于高速凸轮。hδ0δsδa二、三角函数运动规律1.余弦加速度(简谐)运动规律推程：s＝h[1-cos(πδ/δ0)]/2v＝πhωsin(πδ/δ0)δ/2δ0a＝π2hω2cos(πδ/δ0)/2δ02回程：s＝h[1＋cos(πδ/δ

7、0’)]/2v＝-πhωsin(πδ/δ0’)δ/2δ0’a＝-π2hω2cos(πδ/δ0’)/2δ’02123456δvVmax=1.57hω/2δ0在起始和终止处理论上a为有限值，产生柔性冲击。123456sδδaδvhδ02.正弦加速度（摆线）运动规律推程：s＝h[δ/δ0-sin(2πδ/δ0)/2π]v＝hω[1-cos(2πδ/δ0)]/δ0a＝2πhω2sin(2πδ/δ0)/δ02回程：s＝h[1-δ/δ0’+si