凸轮机构的运动分析与设计.ppt

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1、学习情境四（4课时）凸轮机构的运动分析与设计能力目标：能够正确分析凸轮机构的类型及特点并合理利用；能够初步进行凸轮机构的设计。环节一、提出工作任务任务：设计某凸轮机构。s030已知理论轮廓基圆半径rb=40mm，从动件的运动规律如下图所示，凸轮逆时针转动，试用作图法设计盘形凸轮轮廓曲线。环节二、资讯一、凸轮机构的应用及分类1、凸轮机构的组成及特点组成：凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件从动件（推杆):运动规律由凸轮廓线决定的构件机架凸轮机构由凸轮1、从动件2、机架3三个基本构件组成。是一种高副机构。通常凸轮作连续等

2、速转动，从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。优点：结构简单、紧凑，占用空间小；具有多用性和灵活性，只要恰当地设计凸轮的轮廓曲线，可使从动件实现任意预定的运动规律。缺点：易于磨损,多用于传力不大的场合；凸轮轮廓精度高，加工难度较大；从动件的行程不能过大，否则使凸轮笨重。2、凸轮机构的应用进刀凸轮机构凸轮机构的优点：只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可实现从动件复杂的运动规律；结构简单，运动可靠。缺点：从动件与凸轮接触应力大，易磨损用途：载荷较小的运动控制凸轮机构：凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。含有凸

3、轮的机构称为凸轮机构。它由凸轮、从动件和机架组成。自动送料机构靠模车削机构3、凸轮机构的分类（1）、按凸轮的形状分盘形凸轮　　移动凸轮圆柱凸轮可看成是移动凸轮卷在圆柱体上凸轮绕固定轴回转相当于机架往复直线移动尖顶从动件滚子从动件　　平底从动件（2）、按从动件几何形状分能与任意凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律；易磨损，只宜用于轻载、低速耐磨、承载大，较常用接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动；配合的凸轮轮廓必须全部外凸（3）、按凸轮与从动件的锁合（维持高副接触）形式分力锁合凸轮机构依靠从动件的重力、弹簧力或

4、其他外力几何锁合凸轮机构沟槽凸轮机构等宽凸轮机构依靠凸轮和从动件的特殊几何形状而始终维持接触。等径凸轮机构共轭凸轮机构（4）、根据从动件的运动形式分摆动从动件对心移动从动件偏置移动从动件根据从动件的运动形式分摆动从动件凸轮机构移动从动件凸轮机构（对心、偏置）①盘形凸轮——凸轮为具有变化向径的盘状构件，凸轮绕定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。盘形凸轮实物盘形凸轮机构②移动凸轮——当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，盘形凸轮就演化成了移动凸轮。凸轮呈板状，相对机架做直线运动。移动凸轮靠模车削机构③圆柱凸轮

5、——凸轮是一个具有曲线凹槽或端面曲线轮廓的圆柱，可以看成是把移动凸轮卷成圆柱体演化而成。自动送料机构圆柱凸轮实物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2、按从动件形状及运动类型分：三、凸轮机构的应用举例1、自动送料机构2、内燃机配气机构3、绕线机构凸轮打包送书机构一般凸轮机构的命名原则布置形式＋运动形式＋推杆形状＋凸轮形状对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构摆动平底推杆盘形凸轮机构从动件的常用运动规律位移线图的形成一、凸轮机构从动件运动规律与凸轮形状的关系从动件的常用运动规律反转法求位

6、移线图回程，回程运动角h休止，休止角s、s’行程（推程或回程中移动的距离），h运动线图：从动件的位移s、速度v、加速度a等随时间t或凸轮转角d变化的关系图。t推程s远休止h回程s’近休止hA’BCDArbtshs’二、从动件常用的运动规律从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角δ变化的规律。ts0基圆，基圆半径rb推程，推程运动角t动画演示1、凸轮机构的基本名词术语2、从动件常用的运动规律从动件的运动规律的数学方程式为：位移速度加速度（1）、等速运动规律冲击特性：

7、始点、末点刚性冲击适用场合：低速轻载hs0v0a0-位移速度加速度++tt’-运动线图（2）、等加速等减速运动规律冲击特性：起、中、末点柔性冲击适用场合：低速轻载s0tv0a0h/2h/2t/2t/2h运动线图（3）、余弦加速度运动规律冲击特性：始、末点有软性冲击适用场合：中低速、中轻载δsδa123456δvhδt运动线图（4）、正弦加速度运动规律advd012345678ht冲击特性：·无冲击适用场合：高速轻载ttsd运动线图三、凸轮轮廓轮廓设计“反转法“原理0‘1”2”3”4

8、”oo-作图步骤：根据从动件的运动规律：作出位移线图S-δt，并等分角度；定基圆；作出推杆在反转运动中依次占据的位置点；将各位置点联接成光滑的曲线；在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓。作图法设计凸轮廓线（1）、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构已知：rb，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动。设计：凸轮廓线s0h定比例尺初始位置及推杆位移曲线确定