凸轮机构和齿轮机构

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1、第7章凸轮机构和齿轮机构7.1概述7.1.1凸轮机构的组成一种高副机构，可将连续转动和移动转换成从动件的移动和摆动。广泛应用于各种机械，尤其是自动机械中。1.凸轮——具有曲线状轮廓的构件2.从动件——作往复移动或摆动的构件往复移动——直动从动件往复摆动——摆动从动件3.机架——机构中固定不动的构件凸轮机构的组成优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律，结构简单、紧凑、设计方便。缺点：运动副为点接触或线接触，易磨损，所以，通常多用于传力不大的控制机构。凸轮传动特点7.1.2凸轮机构的分类1．按凸轮的形状分类（1）盘形

2、凸轮，如图所示。（2）移动凸轮，如图所示。（3）圆柱凸轮，如图所示。2.按从动件的运动方式分类移动从动件摆动从动件3.按从动件端部的结构分类1.尖底从动件a）2.滚子从动件b）3.平底从动件c）(2)滚子从动件:从动件端部装有可以自由转动的滚子，滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，借以减小与凸轮轮廓接触表面的磨损。(3)平底从动件：从动件的端部是一平底，这种从动件与凸轮轮廓接触处在一定条件下易形成油膜，利于润滑，能传动较大的作用力。(1)尖端从动件:从动件端部以尖顶与凸轮轮廓接触，这种从动件结构最简单，尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触。按从

3、动件分类的凸轮机构当位置要求准确当受力较大时当转速较高时从动件使用的场合锁合——保持从动件与凸轮之间的高副接触。（1）力锁合凸轮机构：依靠重力、弹簧力或其他外力来保证锁合（内燃机配气凸轮机构、刀架送给机构等）。4、按锁合方式分：内燃机配气凸轮机构依靠凸轮和从动件几何形状来保证锁合。（2）形锁合凸轮机构：7.2从动件的常用运动规律从动件运动规律，是指从动件的位移S、速度v、加速度a、及加速度的变化率（跃度j）随时间t或凸轮转角φ（δ）变化的规律。这种变化的规律可以用线图来表示,既运动线图。凸轮传动工作过程的有关名词：基圆——以凸轮的最小向

4、径为半径所作的圆称为基圆，基圆半径用rb表示。凸轮转角δ；推程、回程、升程h、近停程、远停程；推程运动角δ0；回程运动角δ0´；远停角δs；近停角δs´；一般推程是凸轮机构的工作行程。推程、远停程、回程当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程。δ0δsδ0´近停程δs´7.2.1等速运动规律推程的运动方程：hOSvOvOa从动件运动的速度为常数时的运动规律，称为等速运动规律（直线运动规律）。从动件在运动起始位置和终止两瞬时的速度有突变，故加速度在理论上由零值突变为无穷大，惯性力也为无穷大。由此的强烈冲击称为刚性冲击。实际上，由于构件材

5、料有弹性，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但仍将造成强烈冲击。当加速度为正时，它将增大凸轮压力，使凸轮轮廓严重磨损；加速度为负时，可能会造成用力封闭的从动件与凸轮轮廓瞬时脱离接触，并加大力封闭弹簧的负荷。因此这种运动规律只适用于低速，如自动机床刀具进给机构以及在低速下工作的一些凸轮控制机构。7.2.2等加速等减速运动规律从动件在运动过程的前半程做等加速运动，后半程做等减速运动，两部分加速度的绝对值相等，这种运动规律称为等加速等减速运动规律。简谐运动（余弦加速度）点在圆周上作匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称为简谐运动。加

6、速度有变化－柔性冲击，只适于中速。常用从动见运动规律的比较7.3凸轮轮廓线的设计根据工作条件要求，确定从动件的运动规律，选定凸轮的转动方向、基圆半径等，进而对凸轮轮廓曲线进行设计。设计方法:1.图解法。简便易行、直观，但精度较低，可用于设计一般精度要求的凸轮机构。2.解析法:精度高，但计算量大，多用于设计精度要求较高的凸轮机构。7.3.1尖顶对心直动从动件盘形凸轮已知：从动件的运动规律凸轮的基圆半径方法：反转法原理：设想凸轮固定不动，从动件一方面随导路绕凸轮轴心反方向转动，同时又按给定的运动规律在导路中作相对运动，从动件尖底的运动轨迹就

7、是凸轮的轮廓曲线。（4）将B0、B1、B2、...连成光滑的曲线，得要求凸轮轮廓（图a）。（1）按从动件运动规律作出位移线图（图b），并将横坐标等分分段。（2）沿1反方向取角度t、h、S，等分，得C1、C2、...点。连接OC1、OC2、...便是从动件导路的各个位置。（3）取B1C1=11’、B2C2=22’、...得反转后尖顶位置B1、B2、A3、...。实际轮廓曲线理论轮廓曲线7.3.2对心滚子移动从动件盘形凸轮7.3.3摆动从动件盘形凸轮已知：凸轮轴心与从动件的回转中心距a凸轮基圆半径rb，从动件长L凸轮以等角速度逆时

8、针方向转动从动件的摆角-转角曲线图120°B’1φ1rmin60°120°90°90°s2δ11’2’3’4’56785’6’7’8’B1B2B3B4B5B6B7B860°90°ω1-ω1dABl1234B