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机械设计基础 机械与电气工程学院教学团队 主讲：涂祖蕾 模块四 凸轮机构 凸轮机构的工作过程及运动规律 1 CONTENTS 目录 2 凸轮机构的工作过程 从动件常见的运动规律 A B C D Φ Φ Φ ω1 , s , Φ s r b 基圆： 以凸轮理论轮廓的最小向径 rb为半径所作的圆。 当凸轮等速转动时,从动件由最低位置被推到最高位置的过程。 1、推程： 凸轮转动的角度Φ称为推程角。 h 从动件的最大位移 h 。 升程： 凸轮机构的工作过程 2、远停程：从动件处于最高位置而静止不动时的过程。 3、回程：从动件由最高位置回到最低位置的过程。 4、近停程：从动件在最低位置不动的这一过程。 远休止角(远停程角) Φ 。 s 回程角 。 Φ , 近休止角（近停程角） 。 Φ s , 凸轮机构的工作过程 推 程 远停程 回 程 近停程 凸轮连续等速转动，从动件经历了 四个过程，完成一个循环。 可有三个过程，也可有二个过程。 、 可以等于零。 Φ , s Φ s 凸轮机构的工作过程 A B C D Φ Φ Φ ω1 , s , Φ s r b 远停程 远停程角 回程 回程角 近停程 近停程角 Φ .δs s Φ.δh , = 从动件 凸 轮 推程 推程角 以凸轮理论轮廓的最小向径 rb为半径所作的圆。 基圆： 升程： 从动件的最大位移 h 。 Φ + Φ s + Φ , Φ s , + Φ.δt h Φ .δs s , , 凸轮机构的工作过程 1 CONTENTS 目录 2 凸轮机构的工作过程 从动件常见的运动规律 s δ（t） O 从动件位移曲线 在推程和回程中，从动件的位移s随凸轮转动而变化， 位移 s 随转角δ变化的关系可用曲线表示。 （也称为s -δ曲线） 。 s δ 从动件 凸轮 δt δs δh δs δ1 δ1 s1 s1 从动件常见的运动规律 右图为s -δ曲线 推程 凸轮由最近到最远 位移曲线图取决于凸轮轮廓曲线的形状 从动件由最低到最高 回程 凸轮由最远到最近 从动件由最高到最低 s δ 从动件 凸轮 δt δs δh δs 设计时，须根据工作要求确定从动件的运动规律，再按此运动规律设计凸轮轮廓曲线 从动件常见的运动规律 1、等速运动规律： (推程段) 从动件在推程或回程的速度为一常数的运动规律。 h s δ O δt t O δ v δt v0 t ∞ a δ O δt －∞ t 由于加速度发生无穷大突变而引起非常大的冲击。 适用：低速、轻载。 刚性冲击： 凸轮高速时，为避免 从动件常见的运动规律 2、等加速等减速运动规律： 从动件在推程的前半个行程作等加速运动，后半个行程作等减速运动。 1 2 3 4 5 6 s δ t o v δ t o a δ t o a0 δt /2 δt ∣加速度∣=∣减速度∣ 柔性冲击 ：加速度发生有限值的突变而引起的冲击。 适用：中速、轻载。 h h/2 h/2 v=0 v=0 a a v0 从动件常见的运动规律 2、等加速等减速运动规律： 从动件在回程的前半个行程作等加速运动，后半个行程作等减速运动。 a δ t o a0 1 2 3 4 5 6 s δ t o δ /2 δt h h/2 h/2 v δ t o ∣加速度∣=∣减速度∣ 柔性冲击 ：加速度发生有限值的突变 而引起的冲击。 适用：中低速、轻载。 从动件常见的运动规律 例：右图是什么曲线图？ 说出此图中曲线所表示含义。 由此运动规律设计出来的凸轮可用于高速的工作情况下吗？ 为什么？ s δ 0 h=5mm 为了使从动件按已确定的运动规律运动，要怎样设计凸轮的轮廓曲线呢？ 从动件常见的运动规律 3、简谐运动规律： 在始、末位置加速度有的有限突变，会引起柔性冲击，用于中速中载场合。 v δ t o a δ t o s δ t o δt 2 3 4 5 1 h 简谐运动：质点在圆周上做匀速运动时，该质点在这个圆的直径上的投影的运动。 6 若无间歇，则得连续余弦曲线，消除了柔性冲击，则可用于高速场合。 从动件常见的运动规律 运动规律 冲击特性 适合场合 等速运动 刚性冲击 低速、轻载 等加速、等减速 柔性冲击 中低速、轻载 简谐运动 柔性冲