机械原理课件--凸轮08分解上课讲义.ppt

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1、机械原理课件--凸轮08分解3.1凸轮机构的组成、类型和应用凸轮机构的优点：只需设计出适当的凸轮轮廓，就可使从动件实现各种预期的运动规律，结构简单、紧凑、设计方便。凸轮机构的缺点：凸轮与从动件为点接触或线接触，压强大，易于磨损，难加工，成本高。所以通常多用于传力不大的控制机构。由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。3.1.1凸轮机构的组成3.1.2凸轮机构的类型1.按凸轮形状分：盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮1）盘形凸轮：凸轮是盘状，且具有变化的向径。是凸轮的最基本形式，结构简单，应用最广泛2）移动凸轮：凸轮是板状，相对机架作直线移动3）

2、圆柱凸轮：凸轮的轮廓曲线做在圆柱体上，凸轮与从动件之间的相对运动是空间运动，属于空间凸轮机构。1）尖端从动件：从动件尖端能够与任意复杂凸轮轮廓接触，可实现任意运动规律。但尖端易磨损，适合低速场合。2.按从动件形状分：尖端从动件、曲面从动件、滚子从动件和平底从动件2）曲面从动件从动件端部为曲面形状，磨损比尖端小3）滚子从动件：凸轮与从动件之间为滚动摩擦，磨损小，用于传递较大动力。4）平底从动件：从动件与凸轮间易形成油膜，润滑状况好，受力平稳，传动效率高，常用于高速场合。但与之配合的凸轮轮廓要求全部外凸。2.按从动件运动形式分:直动从动件和摆动从动件

3、1）直动从动件：从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线；2）摆动从动件：从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧；3）按从动件与凸轮维持高副的形式分：力封闭和形封闭1）力封闭：指利用重力、弹簧力或其它外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。2）形封闭：指利用高副元素本身的几何形状，使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。优:结构简单，缺：加大了凸轮的尺寸和重量优:结构简单，缺：加大了凸轮的尺寸和重量凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离相等，且等于槽宽，缺：从动件的运动规律受限制。可实现从动件的任意运动，结构复杂制造精度高最大优点：对于任意要求的从动件运动规律，都

4、可以毫无困难地设计出凸轮廓线来实现。3.2凸轮机构的特点及应用3.2.1凸轮机构的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，占据空间少。最大缺点：由于是高副接触，易磨损，用于传力不大的场合。1.内燃机配气凸轮机构对心平底直动从动件盘形凸轮机构3.2.2凸轮机构的应用2.绕线机中用于排线的凸轮机构尖端摆动从动件盘形凸轮机构3.冲床装卸料中的凸轮机构滚子直动从动件移动凸轮机构4.自动送料的凸轮机构滚子直动从动件圆柱凸轮机构3.3从动件的常用运动规律3.3.1基本概念基圆：以凸轮轮廓的最小向径rb所作的圆。升距：从动件上升的最大距离h

5、推程：从动件从最低位置到达最远位置。推程运动角：凸轮相应所转过的角度，用角表示远休止角：从动件在最远位置静止不动，对应的s角叫远休止角。回程：从动件从最高位置又回到起始位置。回程运动角：凸轮相应转过的角度Φ′叫回程运动角。近休止角：从动件在最近的位置停留不动，对应的角s叫近休止角。+s+Φ′+s=2π*s、s角可分别或同时为零，但、′不能为零。1．等速运动规律3.3.2从动件常用运动规律2．等加速等减速运动规律推程前半段位移方程：3．余弦加速度（简谐）运动规律位移方程：4．正弦加速度（摆线）运动规律3.3.3从动件运动规

6、律的选择1．常用运动规律特性比较2．从动件运动规律的选取原则3.4用图解法设计盘形凸轮轮廓反转法原理：3.4.1直动从动件盘形凸轮1．尖端从动件凸轮机构的设计（1）对心尖端从动件凸轮机构的设计已知基圆半径r0，凸轮顺时针ω1，推杆运动规律位移曲线如图。设计凸轮廓线a、取长度比例尺μl绘出基圆，把位移曲线的推程和回程等分,A点在基圆上，为凸轮起始点。b、作反转运动。在基圆上由起始点A出发，沿-ω1依次取推程角、远休止角、回程角及近修止角，并将推程和回程角等分与位移曲线相同。等分点与O点连线即为反转后导路位置。C、在导路线上从基圆开始向外截取s-φ曲

7、线相应的线段长度，得到的一系列点即为反转过程中从动件尖端依次占据的位置。6'（2）偏置尖端从动件凸轮机构的设计已知基圆半径r0，凸轮顺时针ω1，推杆运动规律位移曲线如图，偏距e。设计凸轮廓线a、取长度比例尺μl绘出基圆及偏距，把位移曲线的推程和回程等分,A点在基圆上，为凸轮起始点。2．滚子从动件凸轮机构的设计基圆：理论廓线：实际廓线：理论廓线实际廓线等距线3．平底从动件凸轮机构设计3.4.2摆动从动件盘形凸轮4.4凸轮机构压力角和基本尺寸4.4.1凸轮机构中作用力和压力角W：作用在推杆上的载荷F：凸轮作用在推杆上推力α：推杆力与受力点速度方

8、向所夹锐角如图：凸轮在推程的某个位置有效分力有害分力压力角的大小是变化的压力角越大，有效分力越小，有害分力越大，当压力角增大到一定程度时