第9章+凸轮机构

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1、§9-1凸轮机构的类型和应用第9章凸轮机构优点：实现各种复杂的运动规律结构简单、紧凑设计方便分类缺点：点、线接触，易磨损，不适合高速、重载，一般用于传力不大的场合，常作为控制机构用。配气机构进刀机构凸轮机构分类1、按照凸轮的形状分类盘状凸轮圆柱凸轮2、按照从动件型式分类尖顶、滚子、平底凸轮机构分类3、按照从动件运动分类直动摆动4、按从动件的布置形式分对心直动偏置直动力封闭凸轮机构等宽凸轮等径凸轮主回凸轮凹槽凸轮5、按使凸轮与从动件始终保持接触的方法分重力封闭弹簧力封闭几何封闭凸轮机构凸轮机构分类从动件运动规律凸轮机构的命名1、按照凸轮的形状分类盘状凸轮圆柱凸轮2、

2、按照从动件型式分类尖顶滚子平底3、按照从动件运动分类直动摆动4、按从动件的布置形式分对心直动偏置直动5、按照凸轮副保持方式分类力封闭几何封闭滚子摆动从动件圆柱凸轮机构凸轮机构分类ts0A凸轮转动与推杆运动基圆(以凸轮轮廓最小向径为半径的圆)，基圆半径r00010'02r00推程01远休止0'回程02近休止BCDhA’推程，推程运动角0远休止，远休止角01回程，回程运动角0'近休止，近休止角02行程（升程），h运动线图:从动件的位移、速度、加速度随时间t或凸轮转角变化的关系图推杆位移凸轮转角推杆运动规律凸轮转动与推杆运动从动件运动规律s

3、00'0hv0a0-++-等加等减速一次多项式运动规律（等速运动）0推程01远休止0'回程02近休止特性：始点、末点刚性冲击适用场合：低速轻载从动件运动规律sva二次多项式运动规律(等加速等减速运动)特性：起、中、末点柔性冲击适用场合：速度和载荷稍高运动方程:h/2等加速上升h/2等减速上升推程h4推程运动方程:从动件运动规律二次多项式运动规律(等加速等减速运动)19h/2h0s00/2推程前半段：当时间为→0:1:2:3位移为→0:1:4:9推程后半段：当时间为→3:2:1:0位移为→9:4:1:0(00/2)(0

4、/20)加速段减速段位移方程速度方程加速度方程推程凸轮运动角从动件运动规律三角函数运动规律1）余弦加速度（简谐运动规律）起、末点柔性冲击选用以从动件的行程h为直径画半圆，将此半圆分成若干等分。h01234567812345678S作图:2）正弦加速度（摆线运动）无冲击从动件运动规律的圆沿纵轴作匀速纯滚动一圈，圆上一点A的轨迹，称为摆线。S012345678Hh2pA作图:运动规律的组合满足工作对从动件的特殊运动要求避免刚性、柔性冲击尽可能降低vmax和amax改进梯形加速度a0sovoao0h等加速等减速正弦曲线过渡等速运动正弦曲线修正+-

5、从动件运动规律从动件运动规律推杆运动规律的选择1.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:可考虑选择圆弧、直线等简单的曲线，便于加工；例：电话筒支架2.当机械的工作过程对推杆运动规律有确定要求时：无选择余地；3.对速度较高的凸轮机构，应考虑速度、加速度、跃度的最大值vmax、amax、jmaxvmax直接影响从动件系统的最大动能mvmax，若从动件突然被阻止，过大的动量会导致极大的冲击力，危及人身和设备安全；amax直接影响从动件系统的最大惯性力mamax，amax愈大，惯性力愈大，作用在高副处的应力也愈大，机构的强度和耐磨性要求

6、也愈高；jmax与惯性力变化相关，直接影响从动件系统的振动和工作平稳性；从动件运动规律推杆运动规律的选择表9-1常用运动规律的特性(p.158)凸轮角速度、推程运动角，从动件升程相同的情况下，对比最大速度、最大加速度、最大跃度凸轮轮廓曲线设计1、尖顶直动从动件盘形凸轮机架（静止）凸轮（）从动件（平动）新机架-（凸轮回转中心）平面运动已知：基圆半径r0，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动设计：凸轮廓线-整个机构绕凸轮回转中心-反转随原机架-转动，相对原机架平动凸轮廓线设计的关键问题：实现从动件某点在新机架下的运动轨迹中心问题：满足从动件运动规律凸轮轮廓曲线

7、设计已知：r0，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动。设计：凸轮廓线解：1）画出从动件运动规律S-3）等分S-图s0h5）从基圆开始沿导轨方向量取从动件位移（推杆平面运动）6)光滑连接各点得凸轮廓线偏置2）画基圆4）-等分基圆（机架反转）原机架反转时从动件导轨依次到达的位置步骤1）-3）画已知条件4）机架变换5）接触点的轨迹，凸轮廓线上的点找从动件某点在新机架下的运动轨迹e机架（静止）凸轮（）从动件（移动）机架-平面运动对心直动从动件盘形凸轮廓线设计与偏置直动从动件盘形凸轮廓线设计对比从动件导轨通过凸轮回转中心从动件导轨与凸轮回转中心有固定距离与偏距圆相

8、切原理相同