第05章 凸輪機(jī)構(gòu)-

1、第第5 5章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)5.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類5.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、組成和特點(diǎn)當(dāng)從動(dòng)件的位移、速度、加速度必須嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)律變化時(shí)，常用凸輪機(jī)構(gòu)。u凸輪一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通過高副接觸；u從動(dòng)件平動(dòng)，擺動(dòng)；u機(jī)架p優(yōu)點(diǎn)：1、能夠?qū)崿F(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；2、設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單。p缺點(diǎn)：1、承載能力低，主要用于控制機(jī)構(gòu)；2、凸輪輪廓加工困難。5.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類5.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、組成和特點(diǎn)繞線機(jī)構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)5.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類5.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、組成和特點(diǎn)5.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類5.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的分類1、按凸輪的形狀：盤形凸輪 其凸輪都是

2、繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且有變化向徑的盤形構(gòu)件。盤形凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，但限于凸輪徑向尺寸不能變化太大，故從動(dòng)件的行程較短。移動(dòng)凸輪 其凸輪是具有曲線輪廓、作往復(fù)直線移動(dòng)的構(gòu)件，它可看成是轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于無窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪。圓柱凸輪 其凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可看成是繞卷在圓柱體上的移動(dòng)凸輪，利用它可使從動(dòng)件得到較大的行程。5.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類5.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的分類2、按從動(dòng)件的型式：尖頂從動(dòng)件：用于低速；滾子從動(dòng)件：應(yīng)用最普遍；平底從動(dòng)件：用于高速。3、按鎖合的方式：力鎖合（重力、彈簧力）、幾何鎖合5.2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律5.2.1 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)主動(dòng)件凸輪而言對(duì)主動(dòng)件凸輪

3、而言 對(duì)從動(dòng)件而言對(duì)從動(dòng)件而言 推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角 推程推程S 升程升程h 遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角 s 遠(yuǎn)程休息遠(yuǎn)程休息 回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角 回程回程S 近休止角近休止角s 近程休息近程休息圓弧段圓弧段1200120060060012001200600600rmin基圓基圓（rmin）以最短向徑所作的圓12001200600600rminFEBD12001200600600rminFEBDS1200120006001800120060036003000從動(dòng)件位移線圖從動(dòng)件位移線圖12001200600600rbFEBDS12001200060018001200600360030001200120

4、0600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000h這個(gè)過程稱為推程；推程；升程升程h推桿的最大位移。其對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角推程角推程角12001200600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000hEF段從動(dòng)件在遠(yuǎn)處停止，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角 s 遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角。s遠(yuǎn)休止角推程角12001200600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000hEF段從動(dòng)件在遠(yuǎn)處停止，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角 s 遠(yuǎn)休止角。s遠(yuǎn)休止角推程角12001200600600rbFEBDS1200120006001800

5、120060036003000h12001200600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000hs s推程角；推程角；s遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角回程角；回程角；s近休止角近休止角 5.2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律5.2.1 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（推程段）s2h位移方程s=h/v速度方程v=h/v00位移方程s=h/aa a 加速度方程a=0（在運(yùn)動(dòng)開始與結(jié)束處其加速度達(dá)到）速度方程v=h/位移方程s=h/v2haa -a +sv0 由圖可見，從動(dòng)件在推程始、末兩點(diǎn)處，速度有突變，瞬時(shí)加速度理論上為無窮大，因而產(chǎn)生理論上亦為無窮大的慣性力。而實(shí)際上，由于

6、構(gòu)件材料的彈性變形，加速度和慣性力不至于達(dá)到無窮大，但仍會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)造成強(qiáng)烈的沖擊，這種沖擊稱為“剛性沖擊”或“硬沖”。因此，單獨(dú)采用這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，只能用于凸輪轉(zhuǎn)速很低以及輕載的場(chǎng)合。 5.2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律5.2.1 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊 ：加速度發(fā)生有限值的突加速度發(fā)生有限值的突變（適用于中速場(chǎng)合）變（適用于中速場(chǎng)合） 221atS taV05.2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律5.2.1 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3、加速度按正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化運(yùn)動(dòng)特征：沒有沖擊 4、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律為了獲得更好的運(yùn)動(dòng)特征，可以把上述幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合起來應(yīng)用，組合時(shí)，兩條曲線在拼接處必須保持連續(xù)。5

7、.3 圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓壓力角：不計(jì)摩擦?xí)r，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力（法向力）與從動(dòng)件上受力點(diǎn)速度方向所夾的銳角。 該力可分解為兩個(gè)分力 ：sincos12FFFFuF2為有效分力，為有效分力，F(xiàn)1使從動(dòng)件偏轉(zhuǎn)壓緊使從動(dòng)件偏轉(zhuǎn)壓緊導(dǎo)路并引起摩擦阻力；導(dǎo)路并引起摩擦阻力；u壓力角越小，傳力越好。壓力角越小，傳力越好。一.壓力角與作用力的關(guān)系5.4 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角自鎖 ：如果凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到某一位置的壓力角大到使有效分力不足以克服摩擦阻力，不論推力多大，都不能使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。這種現(xiàn)象稱為凸輪機(jī)構(gòu)的自鎖自鎖。機(jī)構(gòu)開始出現(xiàn)自鎖時(shí)的壓力角稱為臨界壓力角臨界壓力角 。 許用壓力角許用壓力角：凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的壓力角是變化的，凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的壓力角是變化的，為避免機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖并具有較高的傳動(dòng)效率，必須對(duì)為避免機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖并具有較高的傳動(dòng)效率，必須對(duì)最大壓力角加以限制，其許用值應(yīng)遠(yuǎn)低于臨界壓力角，最大壓力角加以限制，其許用值應(yīng)遠(yuǎn)低于臨界壓力角，即即 ： max 對(duì)移動(dòng)從動(dòng)件的推程，