第5章_凸轮机构

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1、第五章凸轮机构第一节凸轮机构的类型和应用¾组成¾特点¾分类¾应用一、组成¾由三个构件组成的一种高副机构¾凸轮具有曲线轮廓或凹槽的构件¾从动件运动规律由凸轮廓线和运动尺寸决定¾机架二、特点优点：¾实现各种复杂的运动要求¾结构简单、紧凑¾设计方便缺点：¾点、线接触，易磨损¾不适合高速、重载，不宜传递动力¾适于传递运动三、分类1、按凸轮的形状分2、按从动件的形状分3、按从动件的运动形式分4、按从动件的布置形式分5、按机构封闭性质分6、一般凸轮机构的命名原则7、空间凸轮机构1、按凸轮的形状分（1）盘形凸轮凸轮呈向径变化的盘形，结

2、构简单，应用最广泛（2）移动凸轮凸轮呈板型，直线移动（3）圆柱凸轮空间凸轮机构，凸轮轮廓做在圆柱体上，空间运动注意：设法使凸轮与从动件始终保持接触←重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。2、按从动件的形状分（1）尖底从动件V尖底始终能够与凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律V易磨损，只宜用于轻载、低速（2）滚子从动件V耐磨、承载大，较常用（3）平底从动件V接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动V配合的凸轮轮廓必须全部外凸3、按从动件的运动形式分直动推杆：往复移动、轨迹为直线摆动推杆–往复摆动–轨迹为圆弧4、按从动件的布置形式

3、分¾对心凸轮机构从动件导路中心线通过凸轮回转中心¾偏心凸轮机构从动件导路中心线不通过凸轮回转中心，而存在一偏置距离。5、按机构封闭性质分力封闭式利用弹簧力或从动件重力使从动件与凸轮保持接触。重力锁止凸轮形封闭式利用凸轮或从动件的特殊形状而始终保持接触。封闭凸轮等径凸轮共轭凸轮等宽凸轮6、一般凸轮机构的命名原则布置形式+运动形式+推杆形状+凸轮形状对心直动尖顶推杆偏置直动滚子推杆摆动平底推杆盘形凸轮机构盘形凸轮机构盘形凸轮机构7、空间凸轮机构四、应用广泛应用于各种自动机械、自动控制装置和自动化生产线中。绕线机构驱动动力头机

4、构动力头的快速引进——等速进给——快速退回——静止等动作均取决于凸轮上凹槽的曲线形状。弹子锁与钥匙组成的凸轮机构自动送刀机构偏心凸轮夹紧机构圆柱凸轮变速机构与两轴上滑移齿轮变速机构第二节从动件的运动规律¾凸轮机构的运动过程¾从动件常用运动规律¾选择运动规律应注意的问题一、凸轮机构的运动过程•从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角ϕ变化的规律•基圆（以凸轮轮廓最小向径所组成的圆），基圆半径r0•推程，推程运动角δt•远休止，远休止角δss2A’hA0t1δ1δs’δtδsδt’δs’δDsr0推

5、程远休止回程近休止δ•回程，回程运动角δt’t’δωBs•近休止，近休止角δs’•行程（升程），h•运动线图:从动件的位移、速度、加速度等C随时间t或凸轮转角ϕ变化关系图二、从动件常用运动规律1等速运动——一次多项式运动规律2等加速等减速运动——二次多项式运动规律3摆线运动——正/余弦加速度运动1、等速运动s位移冲击特性：hδ始点、末点刚性冲击0δ0δ0’（由于加速度发生无穷v大突度而引起的冲击）速度δ适用场合：低速轻载，0且不宜单独使用，在运a动开始和终止段应当用+∞加速度+∞δ其他运动规律过渡。0-∞-∞2、等加速等

6、减速运动sh/2h冲击特性：h/2δ0δ/2δ/2起、中、末点柔性冲00δ0击（加速度发生有限值的v突变）δ0适用场合：中低速，轻载aδ03、摆线（正弦）运动shhϕ2π0A012345678δv冲击特性：无冲击ϕ适用场合：高速轻载0aδϕ0δ三、选择运动规律应注意的问题¾实际使用时，推程或回程的运动规律可采用单一运动规律，也可以将几种运动规律复合使用。¾当机械的工作过程只要求推杆实现一定的工作行程，而对运动规律无特殊要求时，主要考虑动力特性和便于加工。¾低速轻载时，便于加工优先；¾速度较高时，动力特性优先。¾当机械的工

7、作过程对推杆运动规律有特殊要求时：¾转速较低时，首先满足运动规律，其次再考虑动力特性和加工¾转速较高时，兼顾运动规律和动力特性，采用组合运动第三节凸轮机构的压力角与自锁压力角：3nα从动件上的驱动力与F该力作用点绝对速度之间v所夹的锐角。22BS凸轮机构的压力角：1e从动件运动方向与OCin其受力方向所夹的锐角rmPw1n力F分解为沿从动件运动方3向的有用分力F'和使从动件紧nα压导路的有害分力F"。FF'vF"＝F'tgα2F"上式表明：2BS11、F'一定时，压力角α越e大，有害分力F"越大，机构OC的效率越低。in

8、rmPω1n2、自锁：当α增大到一定程度，使有害分力F"在导路中所引起的摩擦阻力大于F'时，无论凸轮加给从动件的作用力有多大，从动件都不能运动，这种现象称为自锁。¾从减小推力和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈好。¾凸轮廓线上不同点处的压力角是不同的。为保证凸轮机构能正常运转，设计时应使最大压力角不超过许用压力角[α]