第4章--凸轮机构ppt课件.ppt

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1、第4章凸轮机构教学要求能力目标1.凸轮机构工作原理分析的能力；2.图解法绘制凸轮轮廓的能力。知识要素1.凸轮机构的结构、特点、应用及分类；2.从动件常用运动规律及其选择；3.反转法原理、滚子半径的选择、压力角、基圆半径的确定；4．图解法绘制凸轮轮廓曲线的方法。学习重点与难点1.各类凸轮机构的应用场合和基本特性；2.凸轮基本尺寸的确定、图解法绘制凸轮轮廓曲线。教学要求引言在工程实践和日常生活中，除了常用平面连杆机构外，还广泛应用其他机构，如凸轮机构、棘轮机构和槽轮机构等。点击播放图4-1钉鞋机结构特点：三个构件、盘（柱）状

2、曲线轮廓、从动件呈杆状。作用：将凸轮的连续回转转变为从动件直线移动或摆动。优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。应用：内燃机、标签印刷机构、自动送料机构、钉鞋机等。R字机构凸轮机构的类型和应用凸轮机构的类型和应用凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。图4-2凸轮机构运动简图点击播放点击播放a）平面凸轮机构b）空间凸轮机构图4-3用于内燃机配气的凸轮机构图4-4靠模车削加工机构凸轮机构的类型和应用图4-5绕线机的引线机构凸轮机构的类型和应用图4-6机床自动进给机构凸轮机构的类

3、型和应用图4-7自动车床中的凸轮组凸轮机构的类型和应用1）按凸轮形状分：盘形、移动、圆柱凸轮(端面)。2）按推杆形状分：尖顶、滚子、平底从动件。3）按推杆运动分：直动(对心、偏置)、摆动特点：尖顶－－构造简单、易磨损、用于仪表机构；滚子――磨损小，应用广；平底――受力好、润滑好，用于高速传动。4）按保持接触方式分：力封闭（重力、弹簧等）几何形状封闭(凹槽、等宽、)凸轮机构的类型和应用摆动动画等宽凸轮动画动画凸轮机构设计的基本任务是根据工作要求选定凸轮机构的形式、推杆运动规律、合理确定结构尺寸、设计轮廓曲线。而根据工作要求

4、选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。名词术语：运动规律：推杆在推程或回程时，其位移S、速度V、和加速度a随时间t的变化规律。S=S(t)V=V(t)a=a(t)一、凸轮机构的工作过程基圆、推程运动角、基圆半径、推程、远停程、远停程角、回程运动角、回程、近停程角r0hB’otδsδ01δ01δ02δ02δ0δ0δ’0δ’0ωADCB近停程、从动件常用运动规律二、常用运动规律1、等速运动规律在推程起始点：δ=0，s=0推程运动方程：s＝hδ/δ0v＝hω/δ0a=0sδδ0vδaδh在推程终止点：δ=δ0，s=h+∞

5、－∞刚性冲击同理得回程运动方程：s＝h(1-δ/δ’0)v＝-hω/δ’0a＝0从动件常用运动规律2、等加等减速运动规律位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。推程加速上升段边界条件：起始点：δ=0，s=0，v＝0中间点：δ=δ0/2，s=h/2加速段推程运动方程为：s＝2hδ2/δ02推程减速上升段边界条件：终止点：δ=δ0，s=h，v＝0中间点：δ=δ0/2，s=h/2减速段推程运动方程为：s＝h-2h(δ-δ0)2/δ021δsδvδav＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ02v＝-4hω(δ-δ0)/δ02a＝-4h

6、ω2/δ0223546h/2δ0h/22hω/δ0柔性冲击4hω2/δ023从动件常用运动规律3、简谐运动规律推程：s＝h[1-cos(πδ/δ0)]/2v=πhωsin(πδ/δ0)δ/2δ0a=π2hω2cos(πδ/δ0)/2δ02回程：s＝h[1＋cos(πδ/δ0’)]/2v=-πhωsin(πδ/δ0’)δ/2δ0’a=-π2hω2cos(πδ/δ0’)/2δ’02123456δaδvδshδ0123456Vmax=1.57hω/δ0在起始和终止处理论上a为有限值，产生柔性冲击。从动件常用运动规律的选择在选择

7、从动件的运动规律时，应主要从机器的工作要求、凸轮机构的运动性能、凸轮轮廓的易加工性三个方面考虑。例如图4-6所示的机床自动进给机构，为保证稳定的加工质量要求从动件作等速运动。为避免冲击或获得更好的运动性能，还可将几种基本运动规律组合起来应用。例如对原始曲线引起冲击的位置用其他曲线(如正弦曲线等)进行修正，而得到诸如改进等速运动规律、改进梯形加速度运动规律等。随着数控技术的发展，凸轮的加工也已变得越来越容易。一、反转法原理反转原理：依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线，例如：-ωω给整个凸轮机构施以-ω时，不影

8、响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。二、直动从动件盘形凸轮廓线设计尖顶凸轮绘制动画滚子凸轮绘制动画图解法设计凸轮12345678Ar060°90°90°120°-ωωsδ1’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’对心直动尖顶推杆凸轮机构中，已知