机械原理9凸轮机构

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1、第9章凸轮机构一凸轮机构的应用和分类二推杆的运动规律三凸轮轮廓曲线的设计四凸轮机构基本尺寸的确定返回●应用内燃机配气凸轮机构等速运动凸轮绕线机双凸轮组合写R字机构圆柱凸轮输送机●组成由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。一凸轮机构的应用和分类1.凸轮机构的组成（1）按凸轮形状分类（2）从动件形状分类1)盘形凸轮2)移动凸轮3)圆柱凸轮（端面）1)尖端从动件2)曲面从动件3)滚子从动件4)平底从动件2.凸轮机构的类型（4）按保持接触方式分类2)几何形状封闭1)移动从动件(对心、偏置)2)摆动从动件1)力封闭（重力、弹簧）凹槽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮机构

2、共轭凸轮机构凸缘凸轮机构（3）按从动件的运动形式分类●运动特点：连续回转→往复运动。●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。3.凸轮机构的特点●应用：传力不大的场合。二从动件常用运动规律1.凸轮机构的工作循环rbωsT(360o)h●基圆，基圆半径rb；●升程h●近休，近休止角●回程，回程运动角●远休，远休止角●推程，推程运动角F多项式类基本运动规律多项式类基本运动规律的位移方程的一般形式为式中—凸轮转角（rad）；c0、c1、c2…、cn——系数。常用的多项式类基本运动规律n＜3。2.常见运动规律savh刚性冲击：

3、加速度无穷大突变引起的冲击。1）等速运动规律（n=1）+∞-∞特点：有刚性冲击。应用：低速。2）等加等减速运动规律（n=2）柔性冲击：加速度有限值突变引起的冲击。特点：有柔性冲击应用：中速。shvaφφφ3）高次多项式运动规律（n≥3）以上分析表明，n=2的动力学性能比n=1的好。适当增加多项式的幂次，就有可能获得性能更为良好的运动规律。但是n愈大，计算愈复杂，并且高次曲线对加工误差非常敏感，从而要求更高的加工精度。因此，在采用高次曲线作为凸轮廓线时，常用的是五次或七次多项式，其速度曲线和加速度曲线均连续而无突变，故既无刚性冲击又无柔性冲击。1）余弦加速

4、运动规律(简谐运动规律)hsav特点：有柔性冲击。应用：中速。φφφ三角函数类基本运动规律2）正弦加速度运动规律（摆线运动规律）特点：无冲击。应用：高速、重载。除了上面介绍的几种从动件常用运动规律之外，还可以选择其它的运动规律，或者将上述常用运动规律加以组合或改进，以满足各种不同的工作需要。vsahooo3.运动规律的组合将几种运动规律组合，以改善运动特性。+∞-∞组合原则要保证在衔接点上运动参数保持连续；在运动的始末处满足边界条件。将几种运动规律组合，以改善运动特性。vsahooo正弦改进等速运动规律选择原则：1）机器的工作过程只要求凸轮转过一角度δ0

5、时，推杆完成一行程h（直动推杆）或φ（摆动推杆），对运动规律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。如夹紧凸轮。2）机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作要求的运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮。3）对高速凸轮，要求有较好的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑Vmax和amax。4.选择运动规律应考虑的问题（了解）高速重载凸轮要选Vmax和amax比较小的理由：②amax↑→动量mv↑,若机构突然被卡住，则冲击力将很大（F=mv/t）。对重载凸轮，则适合选用Vmax较小的运动规律。→惯性力F=-ma↑对强

6、度和耐磨性要求↑。对高速凸轮，希望amax愈小愈好。①Vmax↑Pn↑运动规律maxamax冲击应用范围等速1.0∞刚性低速轻载等加等减速2.04.0柔性中速轻载余弦加速1.574.93柔性中速中载正弦加速2.06.28无高速轻载五次多项式1.885.77无高速中载改进正弦加速1.765.53无高速重载从动件运动规律特性比较三凸轮轮廓曲线的设计1.凸轮廓线设计的基本原理（1）用作图法设计凸轮廓线1）移动从动件盘形凸轮廓线的设计尖端从动件90o60o120oso90o【例1】已知凸轮基圆半径rb、偏距e和从动件运动规律，凸轮逆时针转动，绘制该凸轮廓线。

7、90o60o120oso90o【例1】已知凸轮基圆半径rb、偏距e和从动件运动规律，凸轮逆时针转动，绘制该凸轮廓线。90o60o120oso90o实际轮廓线理论轮廓线滚子从动件【例2】已知滚子半径rr，其它条件与上例相同。绘制该凸轮廓线。重要规定基园半径在理论廓线上度量。平底直动从动件盘形凸轮rbOA已知凸轮的基圆半径rb，角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。①选比例尺l，作位移曲线和基圆rb。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。s1357860º120º90º90º911131513

8、5789111312141060º120º1290º