凸轮轮廓曲线的设计§凸轮机构基本尺寸的确定.pptVIP

§9-1 凸轮机构的应用及分类 凸轮机构是含有凸轮的一种高副机构，在自动机械和半自动机械中得到了广泛的应用。 凸轮是一具有曲面轮廓的构件，一般多为原动件（有时为机架）；当凸轮为原动件时，通常作等速连续转动或移动，而从动件则按预期输出特性要求作连续或间歇的往复摆动、移动或平面复杂运动。 一、凸轮机构的应用 凸轮机构具有结构简单，可以准确实现要求的运动规律等优点，因而在工业生产中得到广泛的应用。 如图3-1所示的内燃机配气凸轮机构，原动凸轮1连续等速转动，通过凸轮高副驱动从动件2（阀杆）按预期的输出特性启闭阀门，使阀门既能充分开启，又具有较小的惯性力。 冲床装卸料凸轮机构 原动凸轮1固定于冲头上 当其随冲头往复上下运动时，通过凸轮高副驱动从动件2以一定规律往复水平移动 从而使机械手按预期的输出特性装卸工件。 罐头盒封盖机构 所示的罐头盒封盖机构，亦为一凸轮机构。 原动件1连续等速转动，通过带有凹槽的固定凸轮3的高副导引从动件2上的端点C沿预期的轨迹——接合缝S运动 从而完成罐头盒的封盖任务。 巧克力输送凸轮机构 当带有凹槽的圆柱凸轮1连续等速转动时，通过嵌于其槽中的滚子驱动从动件2往复移动 凸轮1每转动一周，从动件2即从喂料器中推出一块巧克力并将其送至待包装位置。 二、凸轮机构的分类 在凸轮机构中，凸轮可为原动件也可为机架；但多数情况下，凸轮为原动件。 从不同角度出发，凸轮机构可作如下分类。 1、按两活动构件间的相对运动特性分类 (1) 平面凸轮机构：两活动构件之间的相对运动为平面运动的凸轮机构 . (2) 空间凸轮机构：两活动构件之间的相对运动为空间运动的凸轮机构， (1) 平面凸轮机构 (1) 平面凸轮机构 (2) 空间凸轮机构 2、按推杆形状分类 (1)尖顶推杆： 尖端能与任意复杂凸轮轮廓保持接触，因而能实现任意预期的运动规律。 尖顶与凸轮呈点接触，易磨损，用于受力不大的场合。 (2)滚子推杆： 它改善了从动件与凸轮轮廓间的接触条件，耐磨损，可承受较大载荷，故在工程实际中应用最为广泛。 (3)平底推杆： 平底推杆与凸轮轮廓接触为一平面，显然它只能与全部外凸的凸轮轮廓作用。 其优点是：压力角小，效率高，润滑好，故常用于高速运动场合。 3.根据推杆运动形式的不同 以上三种从动件还可分为： (1) 直动推杆 (2) 摆动推杆 凸轮机构的特点 优点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现任意预期的运动规律，并且结构简单、紧凑、工作可靠。 缺点：凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。所以通常用于传力不大的控制机构 三、组合型运动规律 为满足工程实际的需要，综合几种不同运动规律的优点，设计出一种具有良好综合特性的运动规律。这种通过几种不同函数组合在一起而设计出的从动件运动规律，称为组合型运动规律。 1.拼接原则 a.中低速运动的凸轮，为避免刚性冲击，从动件的位移曲线和速度曲线必须连续 b.中高速运动的凸轮，还应避免柔性冲击，要求从动件的加速度曲线也必须连续 在满足以上条件下，要求最大速度与最大加速度的值尽可能小． (1) 修正正弦运动规律 该曲线在运动起始的段和终止的段，采用周期相同的正弦函数；在两段中间的段则采用一段周期较长的简谐函数。 (2) 修正梯形运动规律 用几段简谐函数使加速度成为连续曲线。加速段和减速段的加速度曲线是对称的。 组合型运动规律运动线图 2.组合型运动规律举例 四、推杆运动规律的选择 1、衡量运动特性的主要指标 a、最大速度 最大速度值越大，则从动件系统的动量也大。若机构在工作中遇到需要紧急停车的情况，由于从动件系统动量过大，会出现操控失灵，造成机构损坏等安全事故。因此希望从动件运动速度的最大值越小越好。 b、最大加速度 最大加速度值的大小，会直接影响从动件系统的惯性力，从动件与凸轮廓线的接触应力，从动件的强度等。因此希望从动件在运动过程中的加速度最大值越小越好。 c、运动规律的高阶导数。 运动规律的高阶导数是否连续也是衡量运动规律特性的主要指标。 研究表明，为有效改善凸轮机构的动力学特性，减小系统的残余振动，应选取跃度连续的运动规律进行凸轮廓线设计。 2.选择和设计运动规律时需注意的问题 (1).根据工作要求选择或设计运动规律 (2).兼顾运动学和动力特性两方面要求 四、推杆运动规律的选择 在工程实际中需针对具体的设计问题，在综合考虑运动学、动力学等多方面因素的基础上来选择或设计从动件的运动规律。 无论是采用作图法