凸轮机构课件.ppt

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1、第五章凸轮机构凸轮机构是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是一种常见的高副机构，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预定的复杂运动规律。5-1概述一.凸轮机构应用和分类1、组成：凸轮，从动件，机架2、作用：将凸轮的转动或移动转变为从动件的移动或摆动3、特点:(1)只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律.(1)结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计；(2)高副接触，易磨损4、应用：适用于传力不大的控制机构和调节机构二、凸轮机构的类型1、平面按凸轮的形状和运动分类(1)盘形凸轮（2）移动凸轮1、平面凸轮

2、机构2、空间凸轮机构盘形外轮廓凸轮盘形槽凸轮（1）、盘形凸轮(2)、移动凸轮2、空间凸轮它可以看成是将移动凸轮卷绕在圆柱体的外表面上而形成的,属于空间凸轮机构.盘形凸轮是最基本的形式,应用较为广泛,故本章只研究盘形凸轮机构.主要以柱体凸轮为例圆柱凸轮端面凸轮2、按从动件的形状分类(1)、尖顶从动件(2)、滚子从动件(3)、平底从动件按从动件的运动形式移动从动件摆动从动件从动件可相对机架作往复移动或摆动,可分为移动从动件和摆动从动件按从动件运动形式可分为直动从动件（又分为对心直动从动件和偏置直动从动件）和摆动从动件两种。按锁合方式的不同维持运动

3、副中两个构件之间的接触方式称为锁合.分为:力锁合凸轮:如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；形锁合凸轮:如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。§5-2凸轮机构的运动特性一、凸轮传动的工作过程★基圆：以凸轮最小半径r0所作的圆，r0称为凸轮的基圆半径。★推程、推程运动角：★远休、远休止角：★回程、回程运动角：★近休、近休止角：★行程：h★推杆的运动规律：是指推杆在运动过程中，其位移、速度和加速度随时间变化（凸轮转角δ变化）的规律。在凸轮机构的一个运动循环中，凸轮以等角速ω转动一周，而且凸轮的转角存在着下面的关系φ＋φs＋φ’＋φs’＝360°在这个运动

4、循环中，凸轮作连续的等速转动，而从动件经历了推程、停歇、回程和停歇四个阶段，从动件的运动是间歇运动。2.从动件的运动规律由于凸轮以等角速度ω作等速转动，因此在凸轮运动的任意瞬时，凸轮的转角与转动时间t成线性关系，即φ＝ωt。从动件的运动规律是指在推程和回程中，从动件的位移、速度、加速度随凸轮转角或时间变化的规律。对于直动从动件来说，存在着如下的函数关系：s＝s（φ）v＝v（φ）a＝a（φ）3.从动件的运动线图将从动件在一个运动循环中的运动规律表示成凸轮转角中的函数，与之对应的图形称为从动件的运动线图。在从动件的运动线图中，表示从动件位移变化规律

5、的线称为位移线图，即s＝s（φ）表示v＝v（φ）和a＝a（φ）的线图分别称为速度线图和加速度线图5-2从动件常用的运动规律根据凸轮机构的运动分析，从动件常用的运动规律有等建运动，等加速、等减速运动，余弦加速度运动等。1．等速运动规律从动件的运动速度v为常数时的运动规律，称为等速运动规律运动特性：当采用匀速运动规律时，推杆在运动的起始点和终止点因速度有突变，在理论上加速度值为瞬时无穷大，使推杆产生非常大的惯性力，致使凸轮受到很大的冲击，称为刚性冲击。适用场合：低速、轻载。推程运动线图2．等加速、等减速运动规律这种运动规律是指从动件在一个行程中，前

6、半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动，且通常两部分加速度的绝对值相等.运动特性：当采用等加速等减速运动规律时，在起点、中点和终点时，加速度有突变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，所以，凸轮机构中由此而引起的冲击称为柔性冲击。适用场合：中速、轻载。3、简谐运动规律（余弦加速度运动规律）：余弦加速度运动规律是指从动件的加速度为1/2个周期的余弦曲线.S=h/2〔1-cos(π/Φφ)〕从动件的位移曲线为简谐运动曲线,因此,这种运动规律也称为简谐运动规律.运动特性：这种运动规律的加速度在起点和终点时有有限数值的突变，故也有柔性冲

7、击。适用场合：中速、中载。三、从动件运动规律的选择1.选择推杆运动规律的基本要求◆满足机器的工作要求；◆使凸轮机构具有良好的动力特性；◆使所设计的凸轮便于加工。2.根据工作条件确定推杆运动规律几种常见情况在选择从动件运动规律时,一般应从机构的冲击情况,从动件的最大速度和最大加速度三个方面对各种运动规律的特性进行比较.对于质量较大的从动件,应选择Vmax较小的运动规律.从动件的Vmax反映了从动件最大冲量的大小,在启动.停车或突然制动时会产生很大的冲击.因此,从动件的Vmax要尽量小.对于高速凸轮机构,应选择amax不宜太大.最大加速度反映出从动

8、件惯性的大小.Amax越大,惯性力就越大.因此,从动件的最大加速度要尽量小.小结运动规律运动特性适用场合等速运动规律：有刚性冲击低速轻载等加速等减速运