机械设计基础-凸轮机构ppt课件.ppt

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1、图３-1所示为内燃机配气凸轮机构。凸轮1以等角速度回转时，它的轮廓驱动从动件2（阀杆）按预期的运动规律启闭阀门。一、凸轮机构的应用凸轮机构能将主动件的连续等速运动变为从动件的往复变速运动或间歇运动。在自动机械、半自动机械中应用非常广泛。§3-1凸轮机构的应用和分类第３章凸轮机构内燃机图３-1内燃机配气凸轮机构点击动画图３-2所示为绕线机中用于排线的凸轮机构。当绕线轴3快速转动时，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱使从动件2往复摇动，因而使线均匀地绕在绕线轴上。设计：潘存云设计：潘存云312A线绕线机构312A

2、线应用实例：设计：潘存云3皮带轮5卷带轮录音机卷带机构1放音键2摩擦轮413245放音键卷带轮皮带轮摩擦轮录音机卷带机构设计：潘存云132送料机构图３-３所示为应用于冲床上的凸轮机构示意图。凸轮1固定在冲头上，当冲头上下往复运动时，凸轮驱使从动件2以一定的规律作水平往复运动，从而带动机械手装卸工件。图３-３冲床上的凸轮机构从以上所举的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮1、从动件2和机架3三个基本构件组成。从动件与凸轮轮廓为高副接触传动，因此理论上讲可以使从动件获得所需要的任意的预期运动。凸轮机构的优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件

3、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。二、凸轮机构的分类按凸轮的形状分1.盘形凸轮a）移动凸轮b）2.圆柱凸轮c）按从动件的形状分1.尖底从动件a）2.滚子从动件b）3.平底从动件c）按从动件的运动形式分类：（1）移动从动件：从动件相对机架作往复直线运动。（2）偏移放置：即不对心放置的移动从动件，相对机架作往复直线运动。（3）摆动从动件：从动件相对机架作往复摆动。为了使凸轮与从动件始终保持接触，可以利用重力、弹簧力或依靠凸轮上的凹槽来实现。从动件的运动规律

4、即是从动件的位移s、速度v和加速度a随时间t变化的规律。当凸轮作匀速转动时，其转角与时间t成正比（=t），所以从动件运动规律也可以用从动件的运动参数随凸轮转角的变化规律来表示，即s=s（），v=v（），a=a（）。通常用从动件运动线图直观地表述这些关系。§３-2从动件的常用运动规律图3-6凸轮机构运动过程下面以图3-6为例，介绍凸轮运动参数——当凸轮以匀角速1顺时针转动0时，凸轮轮廓AB段的向径逐渐增加，推动从动件达到最高位置B时，从动件移动的距离以点A为凸轮轮廓曲线的起始点。当凸轮与从动件在A点接触时，从动件处于最低

5、位置。基圆——以凸轮轮廓曲线的最小向径rmin为半径所作的圆称为凸轮的基圆，rmin称为基圆半径；升程h——当凸轮继续转动，凸轮轮廓CD段的向径逐渐减小，从动件在重力或弹簧力的作用下，以一定的运动规律回到起始位置的过程推程运动角0——对应的升程的转角远休止角s——凸轮继续转动凸轮轮廓BC段向径不变，从动件在最远位置停留不动，相应的凸轮转角回程——当凸轮继续转动时，凸轮轮廓DA段的向径不变，此时从动件在最近位置停留不动，相应的凸轮转角回程运动角h——对应回程凸轮转角近休止角s当凸轮再继续转动时，从动件重复上述运动循环。如果以直角

6、坐标系的纵坐标代表从动件的位移s2，横坐标代表凸轮的转角，则可以画出从动件位移s2与凸轮转角之间的关系线图，如图３-6b所示，它简称为从动件位移曲线。从动件速度为定值的运动规律称为等速运动规律。当凸轮以等角速度1转动时，从动件在推程或回程中的速度为常数，如图３-7a所示。常数位移因所以加速度a=0几种常用的从动件运动规律一、等速运动规律图３-7等速运动刚性冲击适用于低速凸轮机构二、等加速等减速运动规律从动件在行程的前半段为等加速，而后半段为等减速的运动规律，称为等加速等减速的运动规律。如图３-8所示。因a=常数，若设v0=s0=0

7、，前半程有：后半行程如图３-8所示。柔性冲击适用于中、低速凸轮机构等加速部分可按下述方法画出：在横坐标轴上分成若干等份，得1、2、3各点，过这些点作横轴的垂线。再过点O作任意的斜线OO`，在其上以适当的单位长度自点O按1：4：9量取对应长度，得1、4、9各点。连接直线9-3”，并分别过4、1两点，作其平行线4-2”和1-1”，分别与S2轴相交于2”、1”点。最后由1”、2”、3”点分别向过1、2、3各点的垂线投影，得1`、2`、3`点，将这些点连接成光滑的曲线，同样可得等减速度段的抛物线。图３-8等加速运动三、简谐运动规律点在圆周上作匀

8、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，如图３-9a。前半程：后半程简谐运动规律位移线图的作法如下：把从动件的行程h作为直径画半圆，将此半圆分成若干等份得1”、2”、3”、4”、...点