凸轮机构(动画可看)课件.ppt

1、第三章第三章 凸轮机构凸轮机构3-1 凸轮机构的应用、类型和特点从动件从动件凸轮凸轮滚子滚子机架机架配配气气机机构构进刀机构搬运机构送料机构凸轮机构的分类凸轮机构分类凸轮机构分类1 1、按两活动构件之间、按两活动构件之间相对运动特性分类相对运动特性分类2 2、按从动件运动副、按从动件运动副元素形状分类元素形状分类3 3、按从动件的运动、按从动件的运动形式分类形式分类平面凸轮机构平面凸轮机构空间凸轮机构空间凸轮机构盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮 尖顶从动件滚子从动件平底从动件直动从动件直动从动件摆动从动件摆动从动件1、按两活动构件之间的相对运动特性分类、按两活动构件之间的相对运动特性分类（1

2、1）平面凸轮机构）平面凸轮机构 1 1）盘形凸轮）盘形凸轮2）移动凸轮）移动凸轮（2 2）空间凸轮机构：）空间凸轮机构：圆柱凸轮2 2、按从动件运动副元素形状分类、按从动件运动副元素形状分类（1 1）直动尖顶从动件直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件（2 2）直动滚子从动件）直动滚子从动件（3 3）直动平底从动件）直动平底从动件 3、根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为：根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为：摆动尖顶从动件摆动尖顶从动件摆动滚子从动件摆动滚子从动件摆动平底从动件摆动平底从动件按凸轮与推杆保持接触方法分按凸轮与推杆保持

3、接触方法分凸轮机构的优缺点：凸轮机构的优缺点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。优点优点：缺点：缺点：3-2 从动件的常用运动规律1、基本名词术语凸轮基圆、基圆半径凸轮基圆、基圆半径从动件行程从动件行程从动件推程从动件推程从动件回程从动件回程推程运动角推程运动角回程运动角回程运动角从动件远从动件远(近近)休程

4、休程远（近）休止角远（近）休止角从动件位移线图从动件位移线图2、从动件运动规律（1 1）等速运动规律）等速运动规律12ths12thv02a推程时：推程时：)1(12hhs12hhv02a回程时：回程时：（2 2）等加速等减速运动规律）等加速等减速运动规律 21222ths12124thv22124tha推程时：推程时：等加速段等减速段2122)(2tthhs)(41212tthv22124tha（3 3）余弦加速度运动规律）余弦加速度运动规律 （简谐运动规律）（简谐运动规律）112)cos(12ths)sin(2112tthv)cos(2122122ttha推推程程时时)cos(1212th

5、s)sin(2112tthv回回程程时时)cos(2122122ttha3、从动件运动规律的选择 在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值 、加速、加速度幅值度幅值 及其影响加以分析和比较。及其影响加以分析和比较。maxvmaxamaxvmaxamaxmv从动件动量从动件动量maxma从动件惯性力从动件惯性力对于重载凸轮机构，应选择对于重载凸轮机构，应选择 值较小的运动规律；值较小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择对于高速凸轮机构，宜选择 值较小的运动规律。

6、值较小的运动规律。maxvmaxa若干种从动件运动规律特性比较若干种从动件运动规律特性比较运动规律)/(0maxhv)/(202maxha冲 击应用场合等速1.00刚 性低速轻负荷等加速等减速2.004.00柔 性中速轻负荷余弦加速度1.574.93柔 性中低速中负荷正弦加速度2.006.28中高速轻负荷3-4-5多项式1.885.77高速中负荷改进型等速1.338.38低速重负荷改进型正弦加速度1.765.53中高速重负荷改进型梯形加速度2.004.89高速轻负荷3-3 3-3 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定1 1、压力角、压力角 与作用力的关系与作用力的关系压力角：压力角：从

7、动件运动方向从动件运动方向v与与力力F之间的锐角之间的锐角 有用分力cosFF 有害分力sinFF 有害分力与有用分力的关系式：tanFF 当 达到一定值时，将产生自锁。在工程实际中，为保证较高的机械效率，改善受力状在工程实际中，为保证较高的机械效率，改善受力状况，通常规定凸轮机构的最大压力角况，通常规定凸轮机构的最大压力角 应小于或等于应小于或等于某一许用压力角某一许用压力角 。max根据实践经验，推荐的许用压力角取值为:max即：即：推程：直动从动件取直动从动件取 直动从动件取直动从动件取 30 45回程：不会出现自锁。回程：不会出现自锁。2、压力角与凸轮机构基本尺寸的关系222minta

8、ns-ereds/d（1）基圆越小，压力角越大；基圆半径）基圆越小，压力角越大；基圆半径 过小，压力角过小，压力角 就会超过许用值。就会超过许用值。minr（2）偏距）偏距 为从动件导路偏离凸轮回转为从动件导路偏离凸轮回转中心的距离，有中心的距离，有“”、“”号；号；“”号时号时，压力角小；压力角小；“”号时，压力号时，压力角大角大。e3、滚子半径的选择、滚子半径的选择凸轮理论轮廓的外凸部分凸轮理论轮廓的外凸部分工作轮廓曲率半径工作轮廓曲率半径 理论轮廓曲率半径理论轮廓曲率半径 滚子半径滚子半径 三者之间的关系为：三者之间的关系为：arrrar从动件运动不会失真从动件运动不会失真凸轮实际轮廓上

9、产生尖点，运动将会失真凸轮实际轮廓上产生尖点，运动将会失真minrr5mm3 从动件运动会失真从动件运动会失真为了避免失真，一般情况下：1、凸轮设计的步骤、凸轮设计的步骤1 1）确定基圆、偏距圆）确定基圆、偏距圆3 3）设计理论廓线）设计理论廓线2 2）确定从动件运动规律）确定从动件运动规律4 4）设计实际廓线）设计实际廓线基圆基圆偏距圆偏距圆理论廓线理论廓线实际廓线实际廓线3-4 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓2、凸轮理论廓线设计的基本原理、凸轮理论廓线设计的基本原理反转法反转法0s0shso偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构凸轮实际廓线设计凸轮实际廓线设计理论廓线理论廓线实际廓线实际廓线滚子滚子rr对心直动平底推杆盘形凸轮机构0s0sho反转法反转法0空间凸轮机构简介1.圆柱凸轮机构2.圆锥凸轮机构弧面分度凸轮机构弧面分度凸轮机构4.球面凸轮机构