機械設(shè)計基礎(chǔ)第三章 凸輪機構(gòu)

3-1凸輪機構(gòu)的組成、類型(lèixíng)及應(yīng)用3-2從動件常用運動(yùndòng)規(guī)律及選擇3-3用圖解法設(shè)計凸輪廓線3-4凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定第三章凸輪機構(gòu)精品資料3-1凸輪機構(gòu)(jīgòu)的組成、類型及應(yīng)用一.凸輪(tūlún)機構(gòu)的組成由凸輪、從動件和機架這三個基本構(gòu)件組成二.凸輪機構(gòu)的類型1.按凸輪的形狀分類

盤形凸輪機構(gòu)

移動凸輪機構(gòu)

圓柱凸輪機構(gòu)

圓錐凸輪機構(gòu)

精品資料盤形凸輪(tūlún)機構(gòu)精品資料移動(yídòng)凸輪機構(gòu)精品資料圓柱凸輪機構(gòu)精品資料2.按從動件形狀(xíngzhuàn)分類尖端從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)滾子從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)平底從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)3.按從動件運動形式

直動從動件凸輪機構(gòu)擺動從動件凸輪機構(gòu)精品資料尖端從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)精品資料滾子從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)精品資料平底從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)精品資料直動從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)精品資料擺動從動件凸輪(tūlún)機構(gòu)精品資料4.按凸輪與從動件保持接觸的方式(fāngshì)分類力封閉的凸輪機構(gòu)：利用從動(cóngdòng)件的重力、彈簧力或其它外力使從動(cóngdòng)件與凸輪始終保持接觸。形封閉的凸輪機構(gòu)：依靠高副元素本身的幾何形狀使從動(cóngdòng)件與凸輪始終保持接觸。精品資料力封閉(fēngbì)的凸輪機構(gòu)精品資料形封閉的凸輪機構(gòu)精品資料三.凸輪機構(gòu)(jīgòu)的特點優(yōu)點：對于任意要求的從動件運動規(guī)律，都可以毫無困難地設(shè)計出凸輪廓線來實現(xiàn)。缺點(quēdiǎn)：由于是高副接觸，易磨損。因此多用于傳力不大的場合。精品資料四.凸輪(tūlún)機構(gòu)的應(yīng)用實現(xiàn)(shíxiàn)無特定運動規(guī)律要求的工作行程實現(xiàn)(shíxiàn)有特定運動規(guī)律要求的工作行程實現(xiàn)(shíxiàn)對運動和動力特性有特殊要求的工作行程實現(xiàn)(shíxiàn)復(fù)雜的運動軌跡精品資料車床床頭箱中利用凸輪(tūlún)機構(gòu)實現(xiàn)變速操縱精品資料自動機床中利用凸輪機構(gòu)(jīgòu)實現(xiàn)進刀、退刀精品資料船用柴油機中利用凸輪機構(gòu)控制(kòngzhì)閥門的啟閉精品資料印刷機中利用凸輪機構(gòu)適當(dāng)組合實現(xiàn)(shíxiàn)吸紙吸頭的復(fù)雜運動軌跡。精品資料3-2從動件常用(chánɡyònɡ)運動規(guī)律及選擇基本概念:凸輪(tūlún)的基圓：以凸輪(tūlún)輪廓的最小向徑r0為半徑所作的圓。從動件往上走——推程從動件往下走——回程精品資料一、等速運動(děnɡsùyùndònɡ)：在行程開始和終止位置，有剛性沖擊，只適用于低速輕載(qīnɡzǎi)的場合。推程：精品資料二.等加速(jiāsù)等減速運動規(guī)律：有柔性沖擊，適用于中速輕載(qīnɡzǎi)場合。推程：精品資料三.簡諧運動(jiǎnxiéyùndònɡ)規(guī)律：推程：有柔性沖擊(chōngjī)，適用于中速中載。精品資料四.擺線運動(yùndòng)規(guī)律：推程：沒有(méiyǒu)沖擊，適用于高速場合。精品資料五.運動規(guī)律(guīlǜ)的選擇：1.高速凸輪應(yīng)選用無沖擊的運動規(guī)律，2.小的好，減小慣性力的危害。3.小的好，安全。4.操縱系統(tǒng)的凸輪：有行程的要求，運動規(guī)律無要求。5.進給機構(gòu)(jīgòu)的凸輪：進刀等速，以保證粗糙度和精度。退刀等加速等減速。精品資料3-3按給定的運動(yùndòng)規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓對心尖端(jiānduān)直動從動件：盤狀凸輪已知：位移曲線S（φ），基圓半徑r0，凸輪轉(zhuǎn)向：順時針步驟：1、畫基圓、從動件起始位置、凸輪轉(zhuǎn)向2、從始按把分成3、把分成若干等份（S曲線）光滑連接各點。精品資料Ar060°90°90°120°-ωωs1’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’1876543214131211109o精品資料二.對心滾子(ɡǔnzǐ)直動從動件：盤狀凸輪設(shè)計已知：位移曲線S（φ），基圓半徑r0，凸輪轉(zhuǎn)向(zhuǎnxiàng)：順時針，滾子半徑：步驟：將滾子的中心看成尖端從動件尖端，按上述方法設(shè)計理論輪廓線。再以理論輪廓線上點為圓心，為半徑畫一系列圓，其包絡(luò)線—實際輪廓線。精品資料r060°90°90°120°-ωω1’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’As60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’理論(lǐlùn)輪廓實際(shíjì)輪廓1876543214131211109精品資料對心平底直動從動件：盤狀凸輪(tūlún)設(shè)計已知：位移(wèiyí)曲線S（φ），基圓半徑r0，凸輪轉(zhuǎn)向：順時針步驟：將平底與桿交點看成尖端從動件尖端，按上述方法設(shè)計得….過…..畫一系列平底，其包絡(luò)線便是凸輪輪廓（作平底公切線）。精品資料60°120°90°90°1’3’5’7’8’s1357891113159’11’13’12’14’設(shè)計(shèjì)步驟：123456788’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’1514131211109精品資料四.偏置(piānzhì)尖端直動從動件：盤狀凸輪已知：位移曲線S（φ），基圓半徑(bànjìng)r0，凸輪轉(zhuǎn)向：順時針，偏距：e精品資料五、尖端擺動從動件：盤狀凸輪(tūlún)設(shè)計已知：運動規(guī)律，基圓半徑(bànjìng)r0，凸輪轉(zhuǎn)向：順時針，機架尺寸AO，從動件長度AB。精品資料步驟(bùzhòu)：

1、畫基圓、從動件起始位置、凸輪轉(zhuǎn)向，2、以O(shè)為圓心，AO為半徑(bànjìng)畫圓，3、從AO開始按方向?qū)⒎殖?、把分成若干等份（曲線）5、作6、連接精品資料A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B8120°60°90°B’11B’22B’33B’44B’5

5B’66B’77ω-ωr0ABld60°120°90°90°1’2’3’4’123456785’7’6’8’O精品資料3-4凸輪機構(gòu)基本(jīběn)尺寸的確定壓力(yālì)角:凸輪對從動件作用力的方向與從動件上力作用點的速度方向之間所夾的銳角。FVF′F′′（有用）（無用），甚至自鎖。所以精品資料自鎖：無論驅(qū)動力多大機構(gòu)(jīgòu)都不能運動。直動從動件擺動(bǎidòng)從動件回程推程一般不校核精品資料二.按確定導(dǎo)路的偏置(piānzhì)方向和基圓半徑的大?。阂云?piānzhì)移動從動件盤狀凸輪為例：S——從動件位移——凸輪轉(zhuǎn)角——凸輪轉(zhuǎn)向系數(shù)順時針反時針——從動件偏置方向系數(shù)導(dǎo)路偏于回轉(zhuǎn)中心左側(cè)導(dǎo)路偏于回轉(zhuǎn)中心右側(cè)精品資料討論(tǎolùn)：受力有利(yǒulì)，凸輪尺寸（有矛盾）。1.的確定原則：在滿足的前提下，盡量減小值。2.有偏置情況下如有利當(dāng)凸輪順時針轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)路應(yīng)偏在回轉(zhuǎn)中心的左側(cè)當(dāng)凸輪逆時針