常用機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)

關(guān)于常用機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)第1頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)和螺旋機(jī)構(gòu)第2頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例凸輪機(jī)構(gòu)的概述第3頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的概述第4頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)車(chē)床走刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)車(chē)床走刀機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的概述第5頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線(xiàn)機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)第6頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自動(dòng)車(chē)床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)第7頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月靠模車(chē)削機(jī)構(gòu)靠模車(chē)削機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的概述第8頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

凸輪機(jī)構(gòu)——依靠凸輪輪廓直接與從動(dòng)件接觸，迫使從動(dòng)件作有規(guī)律的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)（直動(dòng)）或擺動(dòng)。1－凸輪2－從動(dòng)件3－機(jī)架凸輪機(jī)構(gòu)示意凸輪機(jī)構(gòu)的概述第9頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第10頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)按形狀分按從動(dòng)件端部形狀和運(yùn)動(dòng)形式分盤(pán)形凸輪移動(dòng)凸輪圓柱凸輪尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第11頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月尖頂移動(dòng)從動(dòng)桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)尖頂擺動(dòng)從動(dòng)桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)滾子移動(dòng)從動(dòng)桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)滾子擺動(dòng)從動(dòng)桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)

盤(pán)形凸輪平底移動(dòng)從動(dòng)桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)平底擺動(dòng)從動(dòng)桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第12頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月移動(dòng)從動(dòng)桿移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)桿移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)

移動(dòng)凸輪凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第13頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圓柱凸輪機(jī)構(gòu)

圓柱凸輪自動(dòng)車(chē)床走刀機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第14頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素的形狀分尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)平底從動(dòng)件第15頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(三)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第16頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(四)按凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸(封閉)的方式分力封閉型凸輪機(jī)構(gòu)彈簧力封閉重力封閉

凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第17頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)凹槽凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第18頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)第19頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工作可靠，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€(xiàn)，可使從動(dòng)件獲得任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)與特點(diǎn)

缺點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件（桿或滾子）之間以點(diǎn)或線(xiàn)接觸，不便于潤(rùn)滑，易磨損。應(yīng)用：多用于傳力不大的場(chǎng)合，如自動(dòng)機(jī)械、儀表、控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中。第20頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1)根據(jù)工作要求，合理地選擇凸輪機(jī)構(gòu)的型式。2)根據(jù)機(jī)構(gòu)工作要求、載荷情況及凸輪轉(zhuǎn)速等，確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

3)根據(jù)凸輪在機(jī)器中安裝位置的限制、從動(dòng)件行程、許用壓力角及凸輪種類(lèi)等，初步確定凸輪基圓半徑。4)根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用圖解法或解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓線(xiàn)。5)校核壓力角及輪廓的最小曲率半徑。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與步驟第21頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程二、從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第22頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程

凸輪機(jī)構(gòu)中最常用的運(yùn)動(dòng)形式為凸輪作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件作“升→?！怠！钡倪\(yùn)動(dòng)循環(huán)。凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第23頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rbhSSSS

DD0B0B

sO,t360o基圓基圓半徑rb推程推程角升距h遠(yuǎn)休

遠(yuǎn)休止角s回程回程角近休近休止角sB位移曲線(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)基本名詞術(shù)語(yǔ)凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第24頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移線(xiàn)圖凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第25頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件上升（或下降）的速度為一常數(shù)。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律s,tv,ta,th位移線(xiàn)圖加速度線(xiàn)圖速度線(xiàn)圖推程

速度曲線(xiàn)不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生剛性沖擊。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于低速輕載場(chǎng)合。第26頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在行程中先作等加速運(yùn)動(dòng)，后作等減速運(yùn)動(dòng)。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律h2h2,ta,ts4h22,tv2h推程后半程前半程

加速度曲線(xiàn)不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生柔性沖擊。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速輕載場(chǎng)合。第27頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線(xiàn)畫(huà)法凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第28頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

⑶余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,ts,ta,tvvmax1.57h推程

加速度曲線(xiàn)不連續(xù)，存在柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速中載場(chǎng)合。hamax4.93h2Φ2凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第29頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

⑷正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律

速度曲線(xiàn)和加速度曲線(xiàn)連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速輕載場(chǎng)合。s,t,ta,tvhvmax2hamax6.28h2

2推程凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第30頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3–4–5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程,tsvah

速度曲線(xiàn)和加速度曲線(xiàn)連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。3-4-5次運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速中載場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第31頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律

為了克服單一運(yùn)動(dòng)規(guī)律的某些缺陷，獲得更好的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性，可以把幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律拼接起來(lái)，構(gòu)成組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

組合原則位移曲線(xiàn)、速度曲線(xiàn)必須連續(xù)，高速凸輪機(jī)構(gòu)加速度曲線(xiàn)也必須連續(xù)。各段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度和加速度曲線(xiàn)在連接點(diǎn)處其值應(yīng)分別相等。vs

a

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正弦加速度曲線(xiàn)與直線(xiàn)組合凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第32頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本章小結(jié)

1．凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型及其應(yīng)用特點(diǎn)。2．凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的工作特點(diǎn)。凸輪機(jī)構(gòu)工作過(guò)程及從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律第33頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．滿(mǎn)足機(jī)器的工作要求3．使凸輪輪廓易于加工從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇與應(yīng)用1．滿(mǎn)足機(jī)器的工作要求2．使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力性能第34頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較第35頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月如圖，若給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一個(gè)與凸輪角速度。大小相等方向相反的公共角速度，于是，凸輪靜止不動(dòng)，而從動(dòng)件和導(dǎo)路一方面以角速度繞D點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面從動(dòng)件又以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)導(dǎo)路往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于從動(dòng)件尖底始終與凸輪輪廓接觸，所以從動(dòng)件尖底的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪的輪廓曲線(xiàn)。根據(jù)這一原理便可作出各種類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線(xiàn)。反轉(zhuǎn)法用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)第36頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rbOs13578

60o120o90o90o60o120o1290oA90o91113151357

8911131214101.

對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)

①選比例尺l，作位移曲線(xiàn)和基圓rb。

②等分位移曲線(xiàn)及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位移通道。345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分通道上的位置。

設(shè)計(jì)步驟④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線(xiàn)。已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線(xiàn)。凸輪輪廓設(shè)計(jì)第37頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè)：設(shè)計(jì)一對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)已知凸輪的基圓半徑rb=2h=20mm，凸輪角速度順時(shí)針，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律自擬凸輪輪廓設(shè)計(jì)第38頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月eA2.

偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線(xiàn)。

①選比例尺l，作位移曲線(xiàn)、基圓rb和偏距圓e。

②等分位移曲線(xiàn)及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位移通道。O6123457814131211109s13578

60o120o90o90o91113151357

891113121410

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分通道上的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線(xiàn)。

設(shè)計(jì)步驟k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415凸輪輪廓設(shè)計(jì)第39頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rbOA3.

對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑rr、凸輪角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線(xiàn)。

①選比例尺l，作位移曲線(xiàn)和基圓rb。

②等分位移曲線(xiàn)及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位移通道。理論輪廓曲線(xiàn)實(shí)際輪廓曲線(xiàn)s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件滾子中心在各等分位移通道上的位置。④將各點(diǎn)連接成一條光滑曲線(xiàn)。⑤作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)(外)包絡(luò)線(xiàn)。設(shè)計(jì)步驟凸輪輪廓設(shè)計(jì)第40頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rbOA4.

對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線(xiàn)。

①選比例尺l，作位移曲線(xiàn)和基圓rb。

設(shè)計(jì)步驟

②等分位移曲線(xiàn)及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心線(xiàn)的交點(diǎn)A在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④作平底直線(xiàn)族及平底直線(xiàn)族的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)。凸輪輪廓設(shè)計(jì)第41頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rbO12345678

60o120o90o90o5.

尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度，擺桿長(zhǎng)度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離L，擺桿角位移曲線(xiàn)，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線(xiàn)。1234567120oB11B1B2B3B4B5B6B7B860o90odB22B33B44B55B66B77A1A2A3A4A5A6A7A8ABl

①選比例尺，作位移曲線(xiàn)，作基圓rb和轉(zhuǎn)軸圓OA。

②等分位移曲線(xiàn)及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸A的位置。

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。設(shè)計(jì)步驟

④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線(xiàn)。第42頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滾子直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪輪廓設(shè)計(jì)第43頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月nnOBerbvvP1.

壓力角凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向與從動(dòng)件所受凸輪作用力（不計(jì)摩擦）方向之間所夾的銳角稱(chēng)為壓力角2.壓力角的許用值一、壓力角的確定及校核

凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定第44頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CnnOBes0sDrbdsdP為相對(duì)瞬心由BCP得vvP

對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)e0。結(jié)論移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與基圓半徑rb、從動(dòng)件偏置方位和偏距e有關(guān)。3．壓力角的計(jì)算及校核凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定第45頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.

滾子半徑的確定rrarr0結(jié)論

對(duì)于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應(yīng)使minrr。

輪廓失真arr

rrarr0輪廓正常輪廓變尖內(nèi)凹輪廓a

rrrrarr輪廓正常外凸輪廓a理論輪廓曲線(xiàn)

實(shí)際輪廓曲線(xiàn)

rrrrrr從動(dòng)件滾子半徑及平底寬度的確定第46頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.

平底寬度的確定1234567887654321910111213141514131211109rblmax

⑴作圖法確定

l2lmax(57)mm從動(dòng)件滾子半徑及平底寬度的確定第47頁(yè)，課件共51頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

⑵計(jì)算法確定