凸轮机构及其设计.ppt

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1、第九章凸轮机构及其设计一、凸轮机构的应用§9-1凸轮机构的应用及分类机架从动件滚子凸轮盘形凸轮机构在印刷机中的应用等径凸轮机构在机械加工中的应用利用分度凸轮机构实现转位圆柱凸轮机构在机械加工中的应用二、凸轮机构的分类凸轮机构分类1.按两活动构件之间相对运动特性分类2.按从动件运动副元素形状分类3.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顶从动件滚子从动件平底从动件力锁合形锁合（1）平面凸轮机构1）盘形凸轮1.按两活动构件之间的相对运动特性分类2）移动凸轮（2）空间凸轮机构（1）直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件2.按从动件运动

2、副元素形状分类（2）直动滚子从动件（3）直动平底从动件根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为直动从动件，摆动从动件，平面复杂运动从动件。摆动滚子从动件摆动尖顶从动件摆动平底从动件平面复杂运动从动件3.按凸轮高副的锁合方式分类1)力锁合保持接触2)形锁合优点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；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。凸轮机构的优缺点：§9-2从动件运动规律及其选择一、凸轮机构的基本名词术语以尖顶从动件为对象予以介绍凸轮基圆、基圆半径rb从动件行程(h，亦称升

3、距)dSd0′dS′d0rb推程及推程运动角δ0δS远休止及远休止角δ0′回程及回程运动角近休止及近休止角δS′hw对心式尖顶从动件盘形凸轮机构基圆基圆360º=d0+dS+d´0+d´SsCDh行程(lift)推程运动角远休止角(outerdwell)回程运动角近休止角(innerdwell)BosDrbeABC凸轮的基圆该位置为初始位置凸轮机构的工作原理凸轮机构的工作原理摆动从动件凸轮机构AO1O2B1B从动件摆角推程运动角CD远休止角回程运动角近休止角oB最大摆角最大摆角摆角从动件运动线图：从动件位移S、速度v、加速度a与凸轮转角d（或时间t）之间的对应关系

4、曲线。hddddSd0′dS′d0dSd0′dS′d0rbhwsOsOsO（1）升-停-回-停型（RDRD型）（2）升-回-停型（RRD型）（3）升-停-回型（RDR型）（4）升-回型（RR型）sO按照从动件在一个循环中是否需要停歇及停在何处等，可将凸轮机构从动件的位移曲线分成如下四种类型：二、从动件常用运动规律1.等速运动规律-∞∞v0vδaδhsδδ特点：存在刚性冲击。位置：发生在运动的起始点和终止点。a0ABCvδhδδs-a0aδ2.等加等减速运动规律δdadt-∞∞∞特点：存在柔性冲击。位置：发生在运动的起始点、中间点和终止点。加加速度3.余弦加速度(简谐)

5、运动规律102345s612345qhsδδ0aδvδδdadt-∞∞特点：存在柔冲击。位置：发生在运动的起始点和终止点。a=p2hw2cos(pd/d0)/(2d20)4.正弦加速度（摆线）运动规律2741653h/π8特点：既无柔性更无刚性冲击。摆线a=2phw2sin(2pd/d0)/d20)δδsh3457O1268vδδa三、从动件运动规律的选择在选择从动件运动规律时，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vmax、加速度幅值amax及其影响加以分析和比较。从动件动量mamax从动件惯性力mamax对于重载凸轮机构，应选择vmax值较

6、小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择amax值较小的运动规律。vmaxamax低速轻负荷中速轻负荷中低速中负荷中高速轻负荷高速中负荷低速重负荷中高速重负荷高速轻负荷若干种从动件运动规律特性比较运动规律d)/(0maxwhvd)/(202maxwha冲击应用场合等速等加速等减速余弦加速度正弦加速度3-4-5多项式改进型等速改进型正弦加速度改进型梯形加速度刚性柔性柔性∞4.004.936.285.778.385.534.891.002.001.572.001.881.331.762.00§9-3按预定运动规律用作图法设计盘形凸轮廓线一、对心式凸轮机构凸轮廓线的设计1.尖

7、顶从动件1)凸轮机构相对运动分析凸轮上的观察结果机架上的观察结果2)反转法设计原理rbwrbωA1A2A3A4S2rbωA2A3A1A4S3S4rbωA2A3A1A4rbωA1A2A3A4rbωA1A2A3A4-wrbωA1A2A3A4-w-w-wA1A2A3A4rbw20v3)设计步骤123456789101′2′10′3′4′5′6′7′8′9′dS0dSd0′dS′d0h已知条件：从动件运动规律、凸轮转向基圆半径。123456789100xSx0′xS′x0-v10′3′4′5′6′7′8′9′2′1′123456789101′2′10′3′4