機(jī)械第3章凸輪

第三章凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類3-2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律3-3按給定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律繪制凸輪輪廓精品資料3---1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)---復(fù)雜運(yùn)動(dòng)---從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律有嚴(yán)格要求---原動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件間歇運(yùn)動(dòng)凸輪：一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)點(diǎn)線接觸推動(dòng)從動(dòng)件，使其得到(dédào)任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)：機(jī)架，凸輪，從動(dòng)件優(yōu)缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，設(shè)計(jì)方便；存在點(diǎn)線接觸，較易磨損，與連桿機(jī)構(gòu)比，加工復(fù)雜精品資料內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)(jīgòu)工作原理：當(dāng)具有一定曲線輪廓(lúnkuò)的凸輪1等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使氣閥2在固定的導(dǎo)套3中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使氣閥能按內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)的要求把氣閥開啟或關(guān)閉132精品資料一按凸輪(tūlún)形狀分

（1）盤形凸輪：最基本形式，繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)并有變化半徑（2）移動(dòng)凸輪：凸輪作直線運(yùn)動(dòng)（3）圓柱(yuánzhù)凸輪：移動(dòng)凸輪卷成圓柱(yuánzhù)體---空間凸輪機(jī)構(gòu)精品資料二按從動(dòng)件形式(xíngshì)分（1）尖頂從動(dòng)件：尖頂總能與輪廓接觸，實(shí)現(xiàn)(shíxiàn)任意復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律，易磨損（2）滾子從動(dòng)件：耐磨損，承受較大負(fù)荷，最常用（3）平底從動(dòng)件：接觸面易形成油膜，利于潤(rùn)滑，常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)，配合的凸輪輪廓必須外凸尖頂推桿滾子推桿平底推桿精品資料A3---2從動(dòng)件的常用(chánɡyònɡ)運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件的位移、速度(sùdù)、加速度(sùdù)等隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角j變化的規(guī)律基圓(以凸輪輪廓最小向徑所組成的圓)，基圓半徑r0推程，從動(dòng)件遠(yuǎn)離凸輪回轉(zhuǎn)中心，推程運(yùn)動(dòng)角0遠(yuǎn)休止，遠(yuǎn)休止角01回程，從動(dòng)件趨近凸輪回轉(zhuǎn)中心，回程運(yùn)動(dòng)角0’

近休止，近休止角02

行程（升程），h運(yùn)動(dòng)線圖:

從動(dòng)件的位移、速度、加速度等隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角j變化關(guān)系圖0010’02r00推程01遠(yuǎn)休止0’回程02近休止ts0BCDhA’精品資料（1）等速運(yùn)動(dòng)(yùndòng)——一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律推程(00)運(yùn)動(dòng)方程(fāngchéng)：位移方程(fāngchéng)：速度方程(fāngchéng)：加速度方程(fāngchéng)：運(yùn)動(dòng)線圖沖擊特性：始點(diǎn)、末點(diǎn)剛性沖擊（產(chǎn)生無(wú)窮大的慣性力）適用場(chǎng)合：低速輕載hs00v0a0-+回程也是一個(gè)道理精品資料（2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)(jiǎnsùyùndònɡ)—二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)(yùndòng)方程:運(yùn)動(dòng)線圖沖擊特性：起、中、末點(diǎn)柔性沖擊（有限突變慣性力引起的沖擊比剛性沖擊輕微的多）適用場(chǎng)合：低速輕載s00v0a0h/2h/20/20/2h(00/2)(0/20)加速段減速段位移方程速度方程加速度方程精品資料（3）擺線運(yùn)動(dòng)(yùndòng)——正弦加速度運(yùn)動(dòng)(yùndòng)推程運(yùn)動(dòng)(yùndòng)方程：運(yùn)動(dòng)線圖沖擊特性：無(wú)沖擊適用場(chǎng)合：高速輕載advd0

0012345678sdhA2ph0

精品資料AAAAAAAAAAAAA3---3按給定(ɡěidìnɡ)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制凸輪輪廓解析法、作圖法相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理法:(也稱反轉(zhuǎn)法):對(duì)整個(gè)系統(tǒng)(xìtǒng)施加-w運(yùn)動(dòng)此時(shí)，凸輪保持不動(dòng)推桿作復(fù)合運(yùn)動(dòng)=反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(-)+預(yù)期運(yùn)動(dòng)(s)AAr0-r0（1）直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪精品資料作圖法設(shè)計(jì)(shèjì)凸輪廓線作圖步驟：1根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：作出位移線圖S2-δ1，并等分角度2定基圓3作出推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置4據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，求出從動(dòng)件在預(yù)期運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置5將兩種運(yùn)動(dòng)復(fù)合，就求出了從動(dòng)件尖端在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置點(diǎn)6將各位置點(diǎn)聯(lián)接成光滑的曲線7在理論(lǐlùn)輪廓上再作出凸輪的實(shí)際輪廓精品資料舉例：對(duì)心直動(dòng)滾子(ɡǔnzǐ)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知：r0，推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滾子半徑(bànjìng)rr,凸輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)：凸輪廓線解：

1.定比例尺l

2.確定初始位置及推桿位移曲線注：兩條廓線，理論／實(shí)際廓線實(shí)際廓線基圓rmin理論廓線基圓r03.確定推桿反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)占據(jù)的各位置4.確定推桿預(yù)期運(yùn)動(dòng)占據(jù)的各位置5.推桿高副元素族6.推桿高副元素的包絡(luò)線s0h理論輪廓實(shí)際輪廓精品資料（2）擺動(dòng)推桿盤形凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：r0，機(jī)架長(zhǎng)度，推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律(guīlǜ)，凸輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)設(shè)計(jì)：凸輪廓線解：

1.定比例尺l

2.初始位置及推桿位移曲線3.確定推桿反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)占據(jù)的各位置4.確定推桿預(yù)期運(yùn)動(dòng)占據(jù)的各位置5.推桿高副元素族6.推桿高副元素的包絡(luò)線f210Ff21f22f23f24f25f26f27f28f29f210f211f212精品資料小結(jié)(xiǎojié)應(yīng)用反轉(zhuǎn)法時(shí)應(yīng)注意：要能正確理解凸輪實(shí)際廓線和理論廓線的關(guān)系要正確確定推桿的反轉(zhuǎn)方向正確確定推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中占據(jù)(zhànjù)的位置直動(dòng)推桿：推桿在反轉(zhuǎn)前后兩位置線的夾角應(yīng)等于凸輪的轉(zhuǎn)角擺動(dòng)推桿：反轉(zhuǎn)前后推桿擺動(dòng)中心和凸輪軸心的兩連線之間的夾角應(yīng)等于凸輪的轉(zhuǎn)角正確確定推桿的位移或擺角直動(dòng)推桿：位移等于推桿所在位置與理論廓線的交點(diǎn)和與基圓交點(diǎn)之間的距離擺動(dòng)推桿：角位移等于推桿所在位置與推桿起始位置之間的夾角精品資料一滾子(ɡǔnzǐ)半徑的選擇內(nèi)凹凸輪廓線：滾子半徑無(wú)限制外凸凸輪廓線：理論輪廓的最小曲率(qūlǜ)半徑大于滾子半徑,即min>rr實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證amin=min-rr[a]=3~5mm注意問(wèn)題精品資料基圓半徑選擇的前提：max[]基圓越大，凸輪推程廓線越平緩；基圓越小，凸輪推程廓線越陡峭(磨損(mósǔn)加劇，甚至引起機(jī)構(gòu)自鎖)二、基圓半徑(bànjìng)的確定基圓r0