凸轮机构的运动设计

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1、第七章凸轮机构的运动设计motorlgs20067.1凸轮机构的组成及其应用A1凸轮1从动件2机架31凸轮机构的组成:凸轮机构主要由凸轮、从动件和机架组成。凸轮---是一个具有曲线轮廓的构件，一般作主动件,且为匀速运动从动件-----作往复直线运动或摆动动画演示实例1：专用车床的凸轮控制机构动画演示实例2：内燃机配气凸轮机构动画链接1动画链接2凸轮机构的分类凸轮机构分类1、按凸轮的形状分类2、按从动件运动副元素形状分类4、按凸轮高副的锁合方式分类平面凸轮机构空间凸轮机构盘形凸轮移动凸轮尖底从动件滚子从动件平底从动件力锁合形

2、锁合3、按从动件运动方式分类摆动从动件直动从动件对心直动从动件偏心直动从动件凸轮机构的分类按凸轮的形状分类平面凸轮机构空间凸轮机构盘形凸轮移动凸轮盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮凸轮机构的分类按从动件运动副元素形状分类尖底从动件滚子从动件平底从动件（a）、（b）为尖底从动件；（c）、（d）为滚子从动件；（e）、（f）为平底从动件。凸轮机构的分类按从动件运动方式分类摆动从动件直动从动件对心直动从动件偏心直动从动件动画链接1动画链接2动画链接3动画链接凸轮机构的分类按凸轮高副的锁合方式分类力锁合形锁合力锁合1力锁合2形锁合1、2、3、4思

3、考一下综合前面的各种凸轮的分类方式，试说出下面凸轮机构的名称动画链接实际应用动画链接实际应用1实际应用2小结：组成凸轮机构的基本构件：凸轮、推杆（从动件）、机架凸轮机构的应用领域：凸轮机构广泛用于自动机械、自动控制装置和装配生产线中。凸轮机构的优点:结构简单、紧凑，通过适当设计凸轮廓线可以使推杆实现各种预期运动规律，同时还可以实现间歇运动。凸轮机构的缺点:接触为高副，易于磨损，多用于传力不大的场合。7.2凸轮机构从动件运动规律的设计sDr0eABC凸轮的基圆该位置为最低位置基本术语基圆r0：以凸轮最小半径所作的圆，称为凸轮的

4、基圆半径。凸轮转角δ：以导路为参考轴进行测量从动件位移S：从最低位置开始测量由于凸轮一般以转速ω作匀速转动，所以凸轮的转角δ与转动时间t成线性关系（δ=ωt）。因此，通常将从动件的运动规律表示成凸轮转角δ的函数。——即从动件的位移S、速度线图V=V（δ）和加速度线图从动件的运动设计的方法三个线图之间的几何关系为：（7-1）s行程hBCD推程运动角远休止角回程运动角近休止角AsDr0eABC从动件的推程,A→B；从动件的远休止过程,B→C；从动件的回程,C→D；近休止状态,D→A。概念：凸轮机构完成一个运动循环动画演示待定系数

5、C0，C1，…，Cn可利用从动件在某些位置的位移、速度和加速度等边界条件来确定。从动件推程的运动规律为多项式运动规律，其位移的一般表达式为：讨论：n=5时，式中就有6个待定系数求解：取n=5，设六个边界条件：δ=0时，S=0，v=0，a=0,δ=δ0时，S=h，v=0，a=0求凸轮机构的运动规律。将边界条件代入得一个六元线性方程组，解之得：C0＝０，C1＝０，C２＝０C3＝10h/δ03，C4＝－15h/δ04；C5＝6h/δ05得五次多项式运动规律的表达式为：图7---5五次多项式运动规律讨论：(1)六个边界条件：δ=0时，

6、S=0，v=0，a=0,δ=δ0时，S=h，v=0，a=0(2)凸轮机构设计关键：①确定从动件的位移、速度和加速度三者之一与凸轮转角之间的函数关系；②确定相应的边界条件。等速运动规律推程：回程：其它几种常用的从动件的运动规律在起始和终止点速度有突变，使瞬时加速度趋于无穷大，从而产生无穷大惯性力，引起刚性冲击。等加速等减速运动规律推程：回程：在起点、中点和终点时，因加速度有突变而引起推杆惯性力的突变，且突变为有限值，在凸轮机构中由此会引起柔性冲击。余弦加速度运动规律推程：回程：正弦加速度运动规律推程：回程：一般以机构中的冲击情况

7、、从动件的最大速度和最大加速度三个方面对各种运动规律特性进行比较。从动件常用运动规律的比较和选用运动规律冲击特性适用场合五次多项式无1.885.77高速中载等速刚性1.00低速轻载等加速等减速柔性2.004.00中速轻载余弦加速度柔性1.574.93中速中载正弦加速度无2.006.28高速轻载从动件运动规律的选择在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值、加速度幅值及其影响加以分析和比较。从动件动量从动件惯性力对于重载凸轮机构，应选择值较小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择值较小

8、的运动规律。采用组合运动规律的目的：避免有些运动规律引起的冲击，改善推杆其运动特性。构造组合运动规律的原则：组合运动规律对于中、低速运动的凸轮机构，要求从动件的位移曲线在衔接处相切，以保证速度曲线的连续。即要求在衔接处的位移和速度应分别相等。对于中、高速运动的凸轮机构，要求从