第4章 凸轮机构及其设计

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1、第九章凸轮机构及其设计本章教学目的◆了解凸轮机构的分类及应用。◆了解推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则。◆掌握凸轮机构设计的基本知识，能根据选定的凸轮类型和推杆的运动规律设计出凸轮的轮廓曲线。◆掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则。本章教学内容凸轮机构的应用和分类推杆的运动规律凸轮轮廓曲线的设计凸轮机构基本尺寸的确定本章重点推杆常用运动规律的特点及其选择原则盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系本章难点凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。§9-1凸轮机构的应用和分类一．凸轮机构的组成及应用1.组成：——高副机构凸轮(Cam)——具有

2、曲线轮廓或凹槽的构件推杆(Follower)——被凸轮直接推动的构件机架(Frame)——相对参照系锁合装置——保证高副始终可靠接触的装置内燃机配气机构凸轮1、从动件2、机架、锁合装置42.应用：凸轮机构具有结构简单，可以准确实现要求的运动规律等优点，因而在工业生产中得到广泛的应用。凸轮机构在机床中的应用凸轮机构印刷机中的应用等径凸轮的应用分度凸轮的应用3.特点：优点：1）可使从动件得到各种预期的运动规律。3）从动件行程不宜过大，否则会使凸轮变得笨重。2）加工比较困难。缺点：1）高副接触，易于磨损，多用于传递力不太大的场合。3）实现停歇运动2）结构紧凑。升停降停自动机走刀机

3、构自动送料机构二.凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分：平面凸轮(PlaneCam)空间凸轮(Three-DimensionalCam)盘形凸轮(Platecam)移动凸轮(Wedgecam)圆柱面凸轮(Cylindricalcam)端面凸轮(Cylindricalcam)2、按从动件端部型式分：尖端从动件(knife-edgefollower)——易磨损，承载能力低，用于轻载低速滚子从动件(rollerfollower)——磨损小，承载能力较大，用于中载中速平底从动件(flat-facedfollower)——受力好，润滑好，常用于高速3、按从动件的运动方式分：直动从动件(S

4、lidingfollower)摆动从动件(Oscillatingfollower)对心(radial)偏置(offset)机构的命名——（3）+（2）+（1）对心直动尖端从动件盘形凸轮机构偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构4、按凸轮与从动保持接触的锁合装置分：(1)力锁合(forceclosure)利用推杆的重力、弹簧力或其它外力使推杆始终与凸轮保持接触(2)形锁合(profileclosure)利用凸轮与推杆构成的高副元素的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触槽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮机构共轭凸轮机构0r0§9-2从动件常用运动规律一.基本概念h01020理论

5、廓线(Pitchprofile)——与尖端从动件相接触的廓线基圆r0(Basecircle)——凸轮理论廓线上最小向径为半径所作的圆行程h()(Displacement)——从动件运动的最大位移h(角度)推程(Rise)，推程运动角0回程(Return)，回程运动角0远休止(Outerdwell)，远休止角01近休止(Innerdwell)，近休止角02实际廓线(Realprofile)——与滚子或平底从动件相接触的廓线压力角(Pressureangle)二.从动件常用运动规律★从动件的运动规律——从动件的运动（位移、速度和加速度）与时间或凸轮转角间的关系。

6、从动件的运动规律既可以用线图表示，也可以用数学方程式表示。若从动件的位移方程为s=f()，则速度方程加速度方程加速度跃动方程类速度类加速度★从动件常用运动规律按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等，可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型：（1）升-停-回-停型（2）升-回-停型（3）升-停-回型（4）升-回型sO01022sO022sO012sO2◆多项式运动规律★一次多项式运动规律——等速运动★二次多项式运动规律——等加速等减速运动★五次多项式运动规律◆三角函数运动规律★余弦加速度运动规律——简谐运动规律★正

7、弦加速度运动——摆线运动规律◆组合运动规律说明：凸轮一般为等速运动，有=t推杆运动规律常表示为推杆运动参数随凸轮转角变化的规律。重点：掌握各种运动规律的特性多项式运动规律s=C0+C1+C22+…+Cnn1.1n=1运动方程式一般表达式：推程运动方程：等速运动规律等速运动规律(Constantvelocity)边界条件运动始点：=0,s=0运动终点：=0，s=hc0=0c1=h/0推程运动方程式：作推程运动线图h0sOvO0(h/0)vO0+-从动件在起始和终止点速度有突变，