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1、第8章其他常用机构8.1凸轮机构8.2棘轮机构8.3槽轮机构8.1凸轮机构及其设计一、凸轮机构的应用和分类二、从动件常用运动规律三、凸轮轮廓曲线的设计四、凸轮机构基本尺寸的确定五、凸轮机构的材料一、凸轮机构的应用和分类1.组成：凸轮：具有曲线轮廓或沟槽从动件：被凸轮直接带动的构件机架：凸轮的轮廓曲线或沟槽决定了从动件的运动规律设计已知2.特点:能实现较复杂的从动件的运动规律,结构简单,紧凑易磨损,传力小,制造复杂3.类型和应用一、凸轮机构的应用和分类凸轮：盘形（内燃机配气）移动（装卸料传动）圆柱（送料）曲面凸轮（分度转位机构）从动件：尖端易磨损滚子
2、应用广平底力、速度大时一、凸轮机构的应用和分类从动件运动：移动、摆动凸轮和从动件保持高副接触(锁合)：力锁合——重力弹簧力(锁合)：形锁合——等径凸轮等宽凸轮沟槽凸轮3.类型和应用1.偏心距e2.凸轮的基圆以凸轮的旋转中心为圆心,最小向径r0为 半径作的圆图示:A点——从动件运动的起始点凸轮从动件φ0推程运动角上升,h—从动件的行程φS远休止角最高点处停不动φ′0回程运动角下降hφ′S近休止角最低点处停止不动二、从动件常用运动规律1、平面凸轮机构的基本名词术语以偏置尖端从动件盘形凸轮机构为例[分析]1.从动件的运动规律:升—停—降—停2.从动件
3、的运动规律:取决于凸轮轮廓形状3.在任一位置:凸轮转过δ，则从动件移S(从动件的位移)，两者是一一对应的，用位移线图表示:1.平面凸轮机构的基本名词术语2.从动件常用的运动规律1.等速运动规律：推程或回程时速度为常数存在“刚性冲击”适合低速轻载场合2.等加速等减速运动规律分析：o、m、e三处有“柔性冲击”，适合于中速轻载场合以推程为例:凸轮转过δt从动件havδt/2h/2等加速运动a00—Vmaxδt/2h/2等减速运动a0Vmax--02.从动件常用的运动规律3.余弦加速度运动规律（简谐运动）分析：行程始末存在“柔性冲击”适用于中速凸轮机构中质
4、点在圆周上做匀速运动时，该质点在此圆直径上的投影的运动规律2.从动件常用的运动规律4.正弦加速度运动规律（摆线运动）V、a线图均为光滑曲线，无冲击现象，适用于高速凸轮机构中。2.从动件常用的运动规律圆沿直线作纯滚动其上一点A作摆线运动在此坐标上的投影运动对心尖顶直动从动件已知:1)从动件的运动规律(s—δ)2)凸轮转向：顺时针3)凸轮基圆半径rb三、凸轮轮廓曲线的设计1.方法:反转法2.图解法设计直动从动件盘形凸轮轮廓设计例:尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计对心滚子直动从动件已知：1)从动件的运动规律(s—δ)2)凸轮转向：顺时针3)凸轮基
5、圆半径rb4)滚子半径rT方法：将滚子中心作为尖顶按上述方法作出理论轮廓η，以理论轮廓η上得一系列点为圆心，画出一系列半径为rt的滚子圆，这些滚子圆的内包络线即为实际轮廓η′。2.图解法设计凸轮轮廓曲线ρ＞rT工作轮廓上ρ′＞0，光滑轮廓ρ=ρ′+rT得：ρ′=ρ–rTρ＝rT工作轮廓上ρ′=0，尖点ρ＜rT工作轮廓上ρ′＜0,轮廓交叉2.图解法设计凸轮轮廓曲线滚子半径的确定∴为了避免失真,减小磨损,要求：1)rT≤0.8ρmin2)ρ′=ρmin-rT≥(1~5)mm偏置直动从动件已知：1)从动件的运动规律(s-φ)2)凸轮转向：逆时针3)凸轮基
6、圆半径rb、滚子半径rT4)偏心距e2.图解法设计凸轮轮廓曲线1)α≤900,变化的2)FF1=FcosαF2=Fsinαα变大,F1变小,F2变大,若Ff=F2f＞F1自锁∴α越小越好,αmax≤[α]四、凸轮机构基本尺寸的确定1.凸轮机构的压力角1.概念:接触点轮廓的法线方向与从动件速度方向间的夹角α越小越好,αmax≤[α]校核推程:直动从动件[α]=300~400摆动从动件[α]=400~500校核回程:[α]=700~8003)αmax通常位于从动件位移线图的拐点处画出凸轮与从动件在任意位置接触时,机构的压力角.四、凸轮机构基本尺寸的确定
7、1.凸轮机构的压力角分析A点的速度绝对速度=牵连速度+相对速度v2=ve+vr方向：垂直于OD垂直于OAt-t大小：vωOA?2.基圆半径r0的确定△Aa1a2∽△OAD∴Aa2/OD=Aa1/0A∴v/OD=ωOA/OA=ω∴OD=v/ω=ds/dφ4.分析1)当s,ds/dφ,e（导路右偏时为正、导路左偏时为负）为定值时,r0变大,α变小。因r0变大,机构尺寸大，结构不紧凑。2)原则：在αmax≤[α]的情况下,取较小的基圆半径。3.在△ABD中2.基圆半径r0的确定五、凸轮机构的材料凸轮机构工作时，往往承受动载荷的作用，同时凸轮表面承受强烈磨
8、损。因此，要求凸轮和滚子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。概述间歇运动机构主动件连续回转时，从动件作周
