机械设计基础_12

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1、第12章凸轮机构●12.1凸轮机构的应用和分类●12.1.1凸轮机构的组成、特点和应用●12.1.2凸轮机构的分类●12.2从动件的常用运动规律●12.2.1几个名词●12.2.2等速运动规律●12.2.3等加速等减速运动规律●12.3用图解法绘制盘形凸轮工作轮廓●12.3.1尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制●12.3.2尖顶偏置直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制●12.3.3滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制●12.3.4平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制●12.4凸轮机构设计中应注意的问题●12.4本章习题●12.1凸轮机构的应用和分类●12.1.1凸轮机构的组成、特点和应用1．凸轮机构的组

2、成图12.1所示为常用的内燃机配气机构(直接驱动、凸轮轴上置)。当向径变化的凸轮轮廓与气门的平底接触时，气门产生向下开启或向上关闭的往复运动(向上运动是借助弹簧的弹力作用)；当以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气门接触时，气门将静止不动。因此，随着凸轮2的连续转动，气门1可获得间歇的、按预期规律的开闭运动。图12.1内燃机配气机构●12.1.1凸轮机构的组成、特点和应用1．凸轮机构的组成图12.2所示为某自动机床的进刀机构。当具有凹槽的圆柱旋转时，凹槽侧面迫使从动件2摆动，从而通过齿扇驱使与之啮合的齿条及与齿条相连的刀架运动，至于刀架的运动规律则完全取决于凹槽的形状。由以上两例可知

3、，凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。凸轮机构一般由凸轮、从动件、机架三个构件组成图12.2自动机床进刀机构●12.1.1凸轮机构的组成、特点和应用凸轮机构的主要优点是：只要设计适当的凸轮轮廓，就能使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单紧凑、工作可靠、设计方便。凸轮机构的主要缺点是：凸轮与从动件之间为点或线接触，不便润滑、易于磨损；凸轮轮廓加工比较困难。3．凸轮机构的应用由于以上特点，凸轮机构在自动送料机构、仿形机床进刀机构、内燃机配气机构、汽车的凸轮式制动器以及印刷机、纺织机、插秧机、闹钟和各种电气开关等传力不大的控制装置中

4、得到广泛应用。●12.1.1凸轮机构的组成、特点和应用划分依据凸轮形状从动件形式从动件运动形式类型盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件直动从动件摆动从动件对心直动从动件偏置直动从动件1．按凸轮的形状分1)盘状凸轮如图12.1所示，这种凸轮是绕固定轴线转动并具有变化向径的盘形零件，它是凸轮的最常见形式。1．按凸轮的形状分2)移动凸轮如图12.3所示，当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架作直移运动，这种凸轮称为移动凸轮。图12.3移动凸轮1．按凸轮的形状分3)圆柱凸轮如图12.2所示，这种凸轮可以认为是将移动凸轮首尾相接卷成圆柱体而形成的。盘形凸轮和移动凸轮

5、与从动件之间的相对运动为平面运动，属于平面凸轮机构；而圆柱凸轮与从动件之间的相对运动为空间运动，属于空间凸轮机构。图12.2自动机床进刀机构2．按从动件的形式分1)尖顶从动件如图12.3所示，尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意运动。但因尖顶易于磨损，只适用于传力不大的低速凸轮机构中。2)滚子从动件如图12.2所示，这种从动件耐磨，可以承受较大的载荷，应用广泛。3)平底从动件如图12.1所示，这种从动件的底面与凸轮之间易于形成楔形油膜，故常用于高速凸轮机构之中。以上三种从动件亦可按相对机架的运动形式分为作往复直线运动的直动从动件(如图12.1和图12.3所示)和

6、作往复摆动的摆动从动件(如图12.2所示)，其中直动从动件按从动件移动中心线是否经过凸轮回转中心又可分为对心直动从动件和偏置直动从动件。●12.2从动件的常用运动规律●12.2.1几个名词1．基圆以凸轮回转中心O为圆心，凸轮轮廓的最小向径为半径所作的圆称为凸轮的基圆，如图12.4(a)所示。2．推程和推程角随着凸轮的转动，在向径渐增的AB段凸轮轮廓作用下，从动件以一定的运动规律从距回转中心最近的位置移动到距回转中心最远的位置，这一过程称为推程。与推程对应的凸轮转角称为推程运动角，简称推程角，如图12.4(a)所示。图12.4凸轮机构的几个重要概念●12.2.1几个名词3．远休止角和

7、近休止角随着凸轮的继续转动，当凸轮以回转中心为圆心的圆弧段BC与尖顶作用时，从动件在最远位置停留，这时对应的凸轮转角称为远休止角，如图12.4(a)所示。类似地，当凸轮以回转中心为圆心的圆弧段DA与尖顶作用时，从动件在最近位置停留，这时对应的凸轮转角称为近休止角，如图12.4(a)所示。图12.4凸轮机构的几个重要概念4．回程和回程角随着凸轮的继续转动，从动件在外力作用下，沿向径渐减的CD段凸轮轮廓，以一定的运动规律从距回转中心最远的位置移动到距回转中心最近的位置，这