第九章 凸轮机构2009.04.01课件.pptVIP

三、用解析法设计凸轮的轮廓曲线 用解析法设计凸轮廓线，就是根据工作所要求的推杆运动规 律和已知的机构参数，求凸轮廓线的方程式， 并精确地计算出凸 轮廓线上各点的坐标值。 1) 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构 2) 对心直动平底推杆盘形凸轮机构 3) 摆动滚子推杆盘形凸轮机构 * 第九章 凸轮机构及其设计 §9-1 凸轮机构的应用和分类 §9-3 推杆的运动规律 §9-4 凸轮轮廓曲线的设计 §9-5 凸轮机构基本尺寸的确定 §9-2 凸轮机构运动过程的分析 §9-1 凸轮机构的应用和分类 2.从动件： 二、凸轮机构的应用 当从动件的位移、速度和加速度必须严格地按照预定规律变化，尤其当原动件作连续运动而从动件必须作间歇运动时，则以采用凸轮机构最为简便。 例如：内燃机配气凸轮机构 凸轮 从动件 一、凸轮机构的组成 1.凸轮： 具有曲线轮廓或凹槽的构件。 一般为原动件，作连续等速回转运动，也有作摆动或移动的。 一般作连续的或间歇的往复移动或摆动。 3.机架 自动机床凸轮机构 自动机床进刀机构 1. 按凸轮的形状分 三、凸轮机构的类型 1)盘形凸轮：绕固定轴线转动并具有变化向径的盘形构件，它是凸轮最基本的形式； 2)移动凸轮：当盘形凸轮的向径趋向于无穷大时，凸轮相对于机架作往复移动，称为移动凸轮； 3)圆柱凸轮：这种凸轮可看成是将移动凸轮卷成圆柱体而演成的。 2.按从动件的型式分 能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触实现各种运动规律。但因尖底易于磨损，只宜用于受力不大的低速凸轮机构； 线接触，滚动摩擦→耐磨损，承受载荷高，应用普遍； ①凸轮对从动件的作用力方向始终保持不变，压力角≡常数，效率高； 1)尖底从动件： 仅能与外凸的凸轮轮廓接触，特点： 2)滚子从动件： 3)平底从动件： ②平底与凸轮轮廓之间易于形成压力油膜，常用于高速凸轮机构。 ②摆动从动件 以上三种从动件按其运动型式又可分为： ①直动从动件 对心直动从动件 偏心直动从动件 共轭凸轮 等径凸轮 3.按凸轮与从动件维持接触的方式分 1)力封闭： 2)几何封闭： 其中：等径凸轮和等宽凸轮仅能在180°范围内自由设计凸轮廓线。 利用凹槽 等宽凸轮 利用重力、弹簧或其他外力实现封闭。 依靠几何形状实现封闭，例如： 4.按凸轮机构的运动型式分 本章主要该类凸轮机构的运动分析和设计。 可转化为平面凸轮机构进行运动分析和设计。 四、凸轮机构的特点 1.优点 1)只需设计适当的凸轮廓线，便可使从动件实现任意的运动规律，而且结构紧凑，设计方便； 2)能方便地实现从动件的间歇运动。 2.缺点 1)为点、线接触，易磨损，常用于受力不大控制机构； 2)加工工艺较为复杂，费用较高。 R字机构 平面凸轮： 空间凸轮： 图示为一偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构，现处于从动件上升的初始位置。 §9-2 凸轮机构运动过程的分析 一、凸轮机构的基本概念 方法——反转法 4. 近休止段： 2. 基圆半径 3. 偏置距 1. 推程段： 2. 远休止段： 3. 回程段： 二、凸轮机构的运动过程 4. 从动件的推程 1. 向径 注意：有的凸轮机构没有远休止段或／和近休止段。 A B C D O 推程角 远休止角 回程角 近休止角 偏距圆 基圆 A B C D O 应用反转法，可以求出凸轮廓线与从动件在任意一点接触时，凸轮的转角δ与从动件的位移S。 由此可作出从动件的位移线图。 在B接触时从动件的位移即为从动件的推程 。 E 结论：凸轮的运动参数确定以后，从动件的运动规律完全取决于凸轮廓线的形状。 在设计凸轮时，一般必须预先确定从动件的运动规律，而从动件的运动规律通常是根据所设计机械的工作要求确定的。 推论：从动件的运动规律不同，要求凸轮有不同的轮廓曲线。 §9-3 推杆的运动规律 凸轮机构设计的任务： ① 选择凸轮机构的类型； ② 确定凸轮机构的基本尺寸； ③ 根据机器的工作性能要求、运动性能要求，拟定从动件的运动规律； ④ 设计凸轮的轮廓曲线。 在设计凸轮廓线以前，首先必须确定从动件的运动规律。 根据推杆运动规律所用数学表达式的不同，常用的主要有： 多项式运动规律 三角函数运动规律 从动件 凸轮 一、多项式运动规律 v＝hω/δ0 s δ δ0 v δ a δ h +∞ －∞ 凸轮回转时，从动件上升或下降的速度为一常数； 1.等速运动规律 s＝hδ/δ0 推程： v＝-hω/δ’0 a＝0 回程： s＝h(1-δ/δ’0