机械原理凸轮机构

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1、第19章凸轮机构凸轮机构的组成和类型从动件常用的运动规律凸轮廓线设计凸轮机构基本尺寸设计19.1凸轮机构的组成与类型19.1.1凸轮机构的组成基本构件主要功能：通过凸轮轮廓(camprofile)设计可以获得从动件预期的任意复杂运动规律，从而满足所给定的工作要求。凸轮（cam）从动件（follower）机架（frame）19.1凸轮机构的组成与类型19.1.2凸轮机构的分类方法1）按从动件运动形式2）按从动件形状3）按从动件与凸轮保持高副接触的方式1）按从动件运动形式移动从动件摆动从动件移动从动件：从动件作往复移动，

2、其运动轨迹为一段直线；摆动从动件：从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。尖端从动件滚子从动件平底从动件尖端：结构简单，易磨损，适合低速和小传动力滚子：滚动摩擦，磨损小，适合传递较大力平底：线接触，易形成油膜，润滑好，传动平稳，效率高，适合高速2）按从动件形状分类3）按从动件与凸轮保持高副接触的方式力封闭─弹簧力、从动件重力或其它外力形封闭─利用高副元素本身的几何形状a槽凸轮机构b等宽凸轮机构c等径凸轮机构d共轭凸轮机构a槽凸轮机构槽两侧面的距离等于滚子直径。优点：锁和方式结构简单缺点：加大了凸轮的尺寸和重量b等宽凸轮机

3、构凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都等于框架内侧的宽度。缺点：从动件的运动规律的选择受到一定的限制，当180º范围内的凸轮廓线根据从动件运动规律确定后，其余180º内的凸轮廓线必须符合等宽原则c等径凸轮机构两滚子中心间的距离始终保持不变。缺点：从动件运动规律的选择受到一定的限制d共轭凸轮机构(主回凸轮机构)优点：克服了等宽、等径凸轮的缺点缺点：结构复杂，制造精度要求高一个凸轮推动从动件完成正行程运动，另一个凸轮推动从动件完成反行程的运动小结凸轮机构的组成：凸轮，从动件，机架凸轮机构的分类（1）按从动件运动形式：移动，摆

4、动（2）按从动件形状：尖端，滚子，平底（3）按从动件与凸轮保持高副接触的方式力封闭形封闭：槽凸轮，等宽，等径，共轭第19章凸轮机构凸轮机构的组成和类型从动件常用的运动规律凸轮廓线设计凸轮机构基本尺寸设计19.2从动件常用的运动规律19.2.1凸轮机构的工作循环回程运动角近休止角从动件运动规律（从动件位移线图）基圆─以凸轮轮廓的最小向径rb所作的圆升程─从动件上升的最大距离h推程运动角Φ0远休止角Φs线位移、线速度、线加速度角位移、角速度、角加速度类速度、类加速度19.2.2从动件常用运动规律1）等速运动规律2）等加速等减

5、速运动规律3）简谐运动规律4）摆线运动规律5）五次多项式运动规律1.等速运动特点：速度有突变，加速度理论上由零至无穷大，从而使从动件产生巨大的惯性力，机构受到强烈冲击——刚性冲击适应场合：低速轻载2.等加速等减速运动特点：加速度曲线有突变，加速度的变化率(即跃度j)在这些位置为无穷大——柔性冲击适应场合：中速轻载3.简谐运动当质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上的投影所构成的运动规律—简谐运动特点：有柔性冲击适用场合：中速轻载(当从动件作连续运动时，可用于高速)4.摆线运动半径R=h/2π的滚圆沿纵座标作纯滚动，圆上

6、最初位于座标原点的点其位移随时间变化的规律—摆线运动特点：无刚性、柔性冲击适用场合：适于高速5.五次多项式运动特点：无刚性冲击、柔性冲击适用场合：高速、中载常用运动规律性能比较小结凸轮机构的工作循环：推程，停歇，回程，停歇从动件常用运动规律（特点，运动方程）（1）等速运动（2）等加速等减速运动（3）简谐运动（4）摆线运动（5）五次多项式运动常用运动规律的比较与选择第19章凸轮机构凸轮机构的组成和类型从动件常用的运动规律凸轮廓线设计凸轮机构基本尺寸设计19.3凸轮廓线设计19.3.1基本原理（反转法）反转后，从动件尖端的复

7、合运动（定轴转动+移动）轨迹就是凸轮的轮廓曲线。19.3.2图解法设计凸轮轮廓尖底滚子平底摆动①选定基圆半径r0，画出基圆；②等分位移曲线，确定设计点；③应用反转法逐点作图确定各接触点位置B0，B1，B2，……；④光滑连接B0，B1，B2，……点，就得所要设计的凸轮廓线。给定从动件位移曲线s=s(φ)。设计对心尖端移动从动件盘形凸轮廓线。19.3.2图解法设计凸轮轮廓尖底滚子平底摆动①选定基圆半径r0，画出基圆；②以偏距e为半径，画出偏距圆（offsetcircle）；③将位移曲线作等分，确定设计点及切点K0；④自K0沿

8、－方向相应等分偏距圆，并过偏距圆上等分点k1,k2……作偏距圆切线；给定从动件位移曲线s=s(φ)，偏距(offset)e。设计偏置滚子移动从动件盘形凸轮廓线。19.3.2图解法设计凸轮轮廓尖底滚子平底摆动⑤应用反转法逐点作图确定各滚子中心点位置B0，B1，B2，…（自基圆起向外量取）；⑥光滑连接B0，B1，B2，