第4章 凸轮机构及间歇运动机构ppt课件.ppt

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1、机械设计基础4凸轮机构及间歇运动机构4.1凸轮机构的应用和分类4.1.1凸轮机构的特点和应用特点:凸轮机构是一种结构简单、紧凑的机构，具有很少的活动构件，占据空间小最大优点：对于任意要求的从动件运动规律，都可以毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。缺点：由于是高副接触，易磨损。因此，多用于传力不大的场合。应用:●实现无特定运动规律要求的工作行程●实现有特定运动规律要求的工作行程●实现对运动和动力特性有特殊要求的工作形程●实现复杂的运动规律4.1.2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滚轮凸轮机构移动

2、凸轮副2.按从动件的型式分：尖顶从动件滚子从动件平底从动件3.按从动件的运动分：摆动从动件移动从动件偏置移动从动件对心移动从动件摆杆凸轮尖顶凸轮机构尖顶凸轮机构（偏心）4.按凸轮与从动件维持接触（锁合）的方式分：力锁合形锁合沟槽凸轮等宽凸轮等径凸轮强制凸轮等宽凸轮sCDh行程推程运动角远休止角回程运动角近休止角BosDrbeABC凸轮的基圆该位置为初始位置4.2.1基本概念4.2从动件常用的运动规律对心直动从动件盘形凸轮机构行程推程运动角近休止角回程运动角远休止角凸轮的基圆摆动从动件凸轮机构AO1O2B1B推程运

3、动角CD远休止角回程运动角近休止角oB最大摆角摆角sOsOsO（1）升-停-回-停型（RDRD型）（2）升-回-停型（RRD型）（3）升-停-回型（RDR型）（4）升-回型（RR型）sO按照从动见件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等，可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型：4.2.2运动规律4.2.2.1从动件运动规律的设计的一般表示位移速度加速度类速度类加速度主动件凸轮一般作匀速转动（角速度为），从动件的运动规律的数学方程式为4.2.2.2多项式运动规律其位移方的一般形式为式中，为凸轮的转角（rad)；

4、c0，c1，c2，….cn为n+1个待定系数。1.n=1的运动规律（等速运动规律）推程的运动方程：hOSvOvOa从动件在运动起始位置和终止两瞬时的加速度在理论上由零值突变为无穷大，惯性力也为无穷大。由此的冲击称为刚性冲击。适用于低速场合。其推程的边界条件为：2.n=2的运动规律（等加速等减速运动规律）推程等加速运动的边界条件为：推程等加速运动的方程式为：149410h1423560s0vvmax0amax-amaxa0j在运动规律推程的始末点和前后半程的交接处，加速度虽为有限值，但加速度对时间的变化率理论上为无穷

5、大。由此引起的冲击称为柔性冲击。3.的高次多项式运动规律适当增加多项式的幂次，就有可能获得性能良好的运动规律。但幂次越高，要求的加工精度也愈高。适用于中、低速场合。4.2.2.3三角函数类基本运动规律1.余弦加速度运动规律1'2'3'4'5'6'0s123456h该运动规律在推程的开始和终止瞬时，从动件的加速度仍有突变，故存在柔性冲击。因此适用于中、低速场合。vmaxa123456amax-amaxv123456，s推程阶段运动方程2.正弦加速度运动规律推程阶段的正弦加速度方程为12345678sohs''s'S=

6、S''-S'2'1'3'4'6'h/25'7's12345678ovvmax12345678oaamax-amax这种运动规律的速度及加速度曲线都是连续的，没有任何突变，因而既没有刚性冲击、又没有柔性冲击，可适用于高速凸轮机构。4.2.2.3组合运动规律运动规律组合时应遵循以下原则：（1）对于中、低速运动的凸轮机构，要求从动件的位移曲线在衔接处相切，以保证速度曲线的连续。即要求在衔接处的位移和速度应分别相等。（2）对于中、高速运动的凸轮机构，要求从动件的速度曲线在衔接处相切，以保证加速度曲线连续，即要求在衔接处

7、的位移、速度和加速度应分别相等。为了获得更好的运动特性,还可以将以上各种运动规律组合起来加以应用。介绍两种典型的组合运动规律1.修正梯形组合运动规律a12345678oa0amax=(h2/2)×4.00amax=(h2/2)×6.28等加速等减速运动规律正弦加速度运动规律a=10.1250.50.875j=10.1250.50.875修正梯形组合运动规律amax=(h2/2)×4.8882.改进型等速运动规律Oa正弦加速度运动规律等速运动规律aos12av在选择从动件的运动

8、规律时，除了要考虑刚性冲击和柔性冲击以外，还要对各种运动规律所具有的最大速度vmax和最大加速度aMAX及其影响加以比较。4.3凸轮轮廓曲线的设计（图解法）已知从动件的运动规律[s=s()、v=v()、a=a()]及凸轮机构的基本尺寸（如rb、e）及转向，求凸轮轮廓曲线上点的坐标值或作出凸轮的轮廓曲线。r0esB0BosB1S-S-反转法原理