机械设计CH4凸轮机构

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1、CH四、凸轮机构（cams）应用及分类从动件的运动规律凸轮轮廓的设计凸轮设计应注意的问题§1概述1、凸轮机构的构成和应用实例典型的凸轮机构，它由曲线轮廓的构件凸轮（cams），作往复直线运动或摆动的从动件（follower）及机架（framework）三部分组成。凸轮机构的构成：从动件凸轮滚子机架典型的凸轮机构的工作原理应用实例：2、凸轮机构的分类1）按照凸轮的形状盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮平面凸轮机构空间凸轮机构diskcamtranslatingcamcylindercam2）按照从动件的形状尖顶从动件滚子从动件平

2、底从动件曲底从动件3）按照从动件的运动形式直动从动件摆动从动件4）按照维持凸轮与从动件高副接触的方式力封闭型封闭槽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮机构尖顶从动件对心直动力封闭盘形凸轮机构命名该凸轮机构rbhssssDD0B0BsO,t360º基圆基圆半径rb推程推程运动角升距h远休止远休止角s回程回程运动角近休止近休止角sB位移曲线3、凸轮机构的有关名词§2凸轮从动件的常用运动规律从动件的运动规律直动从动件摆动从动件1.多项式类运动规律1）、匀速运动规律存在着刚性冲击。只能用于低

3、速轻载工况缺点：运动规律2)、等加速等减速运动规律（抛物线运动规律）a=常数起、中、终点加速度有限突变，有限惯性力引起柔性冲击v=at两段斜直线两段抛物线用于低中速两段抛物线t=1:2:3:4S=1:4:9:16149410149410h1423560s3）、3-4-5多项式运动规律满足条件∶时，s=0,v=0,a=0时，s=h,v=0,a=0则有∶速度、加速度曲线均为连续曲线，没有冲击。可以用于高速凸轮。优点：选取的多项式为2次时，其加速度有限的突变，称为柔性冲击。选用的多项式次数越高，满足的要求也就越多，从动件的

4、运动特性就越好。但是，次数过高时，对加工误差的敏感性高。分析得到：2.三角函数类运动规律加速度选用三角函数形式的运动规律.1)、余弦加速度运动规律(又称简谐运动规律)余弦加速度运动规律正弦加速度运动规律升程的开始和结束时，加速度有有限的突变，这将引起柔性冲击。2）正弦加速度运动规律(又称摆线运动规律)得：摆线运动规律即无刚性冲击，也无柔性冲击。3.运动规律的拼接当单一的运动规律不能满足运动要求时，可以将几个运动规律拼接，得到要求的运动规律。5次多项式和匀速运动规律拼接4.选择从动件运动规律的原则a)从动件的最大速度要

5、尽量小，这样，可减小从动件的最大动量。1)如果生产上对从动件有运动规律要求，则按照要求进行设计。2)如果生产上只有升程的要求，则应注意∶b)从动件的最大加速度要尽量小，且无突变，这样，可减小从动件的最大惯性力，减少冲击。c)从动件的最大跃度(加速度的导数)要尽量小，这样，从动件的运转平稳性提高。§3凸轮轮廓曲线设计已知凸轮从动件的运动规律和基本参数后，可进行凸轮轮廓设计。设计方法图解法解析法1、凸轮设计的基本原理给整个凸轮机构加一个，这时，凸轮静止不动，从动件作两个运动：1）、绕O以反转；2）、相对与机架以给定的运动

6、规律运动。2、凸轮轮廓设计rbOs1357860º120º90º90º60º120º1290ºA90º91113151357891113121410对心尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径rb，凸轮角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。345678187654321011912131414131211109151）、尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓设计eA已知凸轮的基圆半径rb，角速度和从动件的运动规律及偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。①选比

7、例尺l，作位移曲线、基圆rb和偏距圆e。设计步骤②等分位移曲线及反向等分各运动角，确定反转后对应于各等分点的从动件的位置。O6123457815141312111091514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8s1357860º120º90º90º91113151357891113121410③确定反转后从动件尖顶在各等分点占据的位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。尖顶移动从动件盘形凸轮廓

8、线的设计偏置rbOA已知凸轮的基圆半径rb，滚子半径rr、凸轮角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。①以滚子中心作为从动件尖顶，作理论轮廓曲线。设计步骤②以理论轮廓曲线上各点为圆心，作滚子圆族及滚子圆族的内包络线，得实际轮廓曲线。理论轮廓曲线实际轮廓曲线s1357860º120º90º90º911131513578911