凸輪機(jī)構(gòu)課件

凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)的電腦輔助設(shè)計(jì)3.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型

3.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成1─凸輪2─從動(dòng)件3─機(jī)架高副機(jī)構(gòu)3.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型

1.按凸輪的形狀分類(lèi)盤(pán)形凸輪：最基本的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛移動(dòng)凸輪：凸輪相對(duì)機(jī)架做直線運(yùn)動(dòng)圓柱凸輪：空間凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形凸輪移動(dòng)凸輪圓柱凸輪2.按從動(dòng)件的形狀分類(lèi)尖端從動(dòng)件曲面從動(dòng)件尖端能以任意複雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但尖端處極易磨損，只適用於低速場(chǎng)合。磨損比尖端從動(dòng)件小。

滾子從動(dòng)件

平底從動(dòng)件凸輪與從動(dòng)件之間為滾動(dòng)摩擦，因此摩擦磨損較小，可用於傳遞較大的動(dòng)力。從動(dòng)件與凸輪之間易形成油膜，潤(rùn)滑狀況好，受力平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，常用於高速場(chǎng)合。但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。3.按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)移動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段直線；擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段圓弧。4.按凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸的方法分類(lèi)(1)力鎖合─彈簧力、從動(dòng)件重力或其他外力(2)型鎖合─利用高副元素本身的幾何形狀槽凸輪機(jī)構(gòu)槽兩側(cè)面的距離等於滾子直徑。優(yōu)點(diǎn)：鎖和方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：加大了凸輪的尺寸和重量等寬凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離都等於框架內(nèi)側(cè)的寬度。缺點(diǎn)：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇受到一定的限制，當(dāng)180o範(fàn)圍內(nèi)的凸輪廓線根據(jù)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定後，其餘180o內(nèi)的凸輪廓線必須符合等寬原則等徑凸輪機(jī)構(gòu)

兩滾子中心間的距離始終保持不變。缺點(diǎn)：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇受到一定的限制主回凸輪機(jī)構(gòu)(共軛凸輪機(jī)構(gòu))優(yōu)點(diǎn)：克服了等寬、等徑凸輪的缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)複雜，製造精度要求高一個(gè)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件完成正行程運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件完成反行程的運(yùn)動(dòng)5.反凸輪機(jī)構(gòu)擺桿為主動(dòng)件，凸輪為從動(dòng)件3.1.3凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用例1：實(shí)現(xiàn)變速操縱例2：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)刀、退刀例3：控制閥門(mén)的啟閉例4：印刷機(jī)的吸紙吸頭3.2從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)

3.2.1凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況回程運(yùn)動(dòng)角近休止角從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律（從動(dòng)件位移線圖）

基圓─以凸輪輪廓的最小向徑rb所作的圓升程─從動(dòng)件上升的最大距離h推程運(yùn)動(dòng)角Φ0遠(yuǎn)休止角Φs3.2.2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.等速運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：速度有突變，加速度理論上由零至無(wú)窮大，從而使從動(dòng)件產(chǎn)生巨大的慣性力，機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈衝擊——?jiǎng)傂孕n擊適應(yīng)場(chǎng)合：低速輕載2.等加速等減速(拋物線)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：加速度曲線有突變，加速度的變化率(即躍度j)在這些位置為無(wú)窮大——柔性衝擊適應(yīng)場(chǎng)合：中速輕載3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(余弦加速度運(yùn)動(dòng))當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律—簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：有柔性衝擊適用場(chǎng)合：中速輕載(當(dāng)從動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用於高速)4.擺線運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)介)

半徑R=h/2π的滾圓沿縱座標(biāo)作純滾動(dòng)，圓上最初位於座標(biāo)原點(diǎn)的點(diǎn)其位移隨時(shí)間變化的規(guī)律—擺線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：無(wú)剛性、柔性衝擊適用場(chǎng)合：適於高速5.3-4-5多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)介)特點(diǎn)：無(wú)剛性衝擊、柔性衝擊適用場(chǎng)合：高速、中載3.2.3從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇1.常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律性能比較2.從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原則考慮因素：對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求凸輪的轉(zhuǎn)速（動(dòng)力特性和便於加工）3.2.4從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合1.滿足工作對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特殊要求；2.為避免剛性衝擊，位移曲線和速度曲線必須連續(xù)；而為避免柔性衝擊，加速度曲線也必須連續(xù)。3.儘量減小速度和加速度的最大值。3.3凸輪輪廓的設(shè)計(jì)3.3.1基本原理（反轉(zhuǎn)法）反轉(zhuǎn)後，從動(dòng)件尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的輪廓曲線。3.3.2圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓

1.移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪

(1)尖底從動(dòng)件（2）滾子從動(dòng)件滾子中心將描繪一條與凸輪廓線法向等距的曲線—理論廓線。Rb指的是理論廓線的基圓。作內(nèi)包絡(luò)線，得到凸輪的實(shí)際廓線；若同時(shí)作外包絡(luò)線，可形成槽凸輪廓線。（3）平底從動(dòng)件取平底從動(dòng)件表面上的點(diǎn)B0作為假想的尖端從動(dòng)件的尖端。

為了保證在所有位置從動(dòng)件平底都能與凸輪輪廓曲線相切，凸輪廓線必須是外凸的。2.擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪3.3.3解析法(略)

3.4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定

3.4.1移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪

(1)壓力角與許用值(2)凸輪基圓半徑的確定基圓半徑越大，壓力角越小，但結(jié)構(gòu)尺寸較大(3)從動(dòng)件偏置方向的選擇凸輪逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件右偏置凸輪順時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件左偏置(4)凸輪輪廓形狀與滾子半徑的關(guān)係外凸凸輪廓線實(shí)際廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉，從動(dòng)件不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律—運(yùn)動(dòng)失真內(nèi)凹凸輪廓線

無(wú)論滾子半徑多大，總能由理論輪廓求出實(shí)際輪廓。運(yùn)動(dòng)失真原因：避免方法：滾子半徑的選擇考慮結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)規(guī)律等因素3.4.2移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪

凸輪出現(xiàn)過(guò)度切割的現(xiàn)象，從動(dòng)件無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。原因？？？減小升程h增大基圓rb增大偏心e運(yùn)動(dòng)失真