凸輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用.ppt

1、機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪機(jī)構(gòu),機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪是一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，在運(yùn)動(dòng)時(shí)可使從動(dòng)件獲得連續(xù)或間歇的任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于傳遞動(dòng)力不大的各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)中。,課題引入,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪機(jī)構(gòu)概述,一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用, 內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu),盤形凸輪1勻速轉(zhuǎn)動(dòng),通 過其曲線輪廓向徑的變化, 驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件2 按內(nèi)燃機(jī)工 作循環(huán)的要求有規(guī)律地開 啟和閉合。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 靠模車削機(jī)構(gòu),工件1回轉(zhuǎn)，凸輪3作為 靠模被固定在床身上, 刀 架2 在彈簧作用下與凸輪 輪廓緊密接觸。 當(dāng)拖板4縱向移動(dòng)時(shí),

2、刀 架2 在靠模板(凸輪)曲線 輪廓的推動(dòng)下作橫向移動(dòng)， 從而切削出與靠模板曲線 一致的工件。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,自動(dòng)送料機(jī)構(gòu),1,3,2,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè) 基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。,凸輪機(jī)構(gòu)可使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的輪廓形狀。,凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)，易于磨損，因此只適 用于傳遞動(dòng)力不大的場合。,因此，凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于各動(dòng)化、半自動(dòng)化 械中。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,(1) 盤形凸輪： 它是一種有向徑變化的繞 固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的盤形零件。,二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類,1. 按凸輪形狀分類

3、,(2) 移動(dòng)凸輪： 凸輪相對(duì) 機(jī)架作直線運(yùn)動(dòng)。,(3) 圓柱凸輪： 帶槽的圓 柱體所形成的凸輪,是一種空 間凸輪。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,優(yōu)點(diǎn)：尖頂從動(dòng)件能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，因而能使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單, 但磨損快，多用于受力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)中。,2. 按從動(dòng)件形狀分類,(1) 尖底從動(dòng)件,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,優(yōu)點(diǎn)：滾動(dòng)摩擦，摩擦阻力小，不易磨損，承載能力大。 缺點(diǎn)：但滾子軸有間隙，不宜高速場合。,(2) 滾子從動(dòng)件,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,優(yōu)點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件間的作用力 始終垂直于從動(dòng)件的平底 ，因此傳動(dòng)平穩(wěn)

4、；接觸面間容易形成油膜 ，潤滑較好，效率高。 缺點(diǎn)：但運(yùn)動(dòng)規(guī)律受到一定的限制。 常用于高速重載的場合。,(3) 平底從動(dòng)件,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,（1）直動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu),3、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式,（2）擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu),機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,(2) 形鎖合凸輪機(jī)構(gòu) 利用本身的幾何形狀,使從動(dòng)件與凸輪始終保持接觸的凸輪機(jī)構(gòu)。（如圓柱凸輪機(jī)構(gòu)利用滾子與凸輪凹槽兩側(cè)面的配合來保持接觸。）,(1) 力鎖合凸輪機(jī)構(gòu) 靠重力、 彈簧力或其他外力使從動(dòng)件與凸輪 始終保持接觸的凸輪機(jī)構(gòu)。（如內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)）,4. 按凸輪與從動(dòng)件的基礎(chǔ)方法分類,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,溝槽凸輪

5、,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律,圖示為一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng) 件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪以等角 速度1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 以凸輪輪廓最小向徑 ro 為半 徑所作的圓稱凸輪基圓。 r0 基圓半徑。,一、 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律有: 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等 加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等。,二、常用從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指推桿在運(yùn)動(dòng)過程中， 其位移、速度和加速度隨時(shí)間（或凸輪轉(zhuǎn)角） 的變化規(guī)律。,通常用s-、-、a-曲線來表示。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2

6、020/11/11,位移線圖,加速度線圖,速度線圖,1. 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律, 推程運(yùn)動(dòng)方程：,位移線圖的繪制,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性,1）剛性沖擊從動(dòng)件在某瞬時(shí)速度突變， 其加速度及慣性力在理論上均趨于無窮大。,2）只適用于低速輕載的場合。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 推程運(yùn)動(dòng)方程,2. 等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,推程的前h/2為等加速, 后半h/2為等減速運(yùn)動(dòng)。,4,位移線圖的繪制,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,2）適用于中速輕載的場合。,1）柔性沖擊從動(dòng)件在某瞬時(shí)加速度發(fā)生 有限值的突變所引起的沖擊。, 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性,機(jī)械

7、技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,3、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律,加速度按余弦曲線變化 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,全行程中無速度和加速 度的突變，因此不產(chǎn)生沖 擊適用于高速場合。,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,壓力角：從動(dòng)件接觸點(diǎn)的受力方向與從動(dòng)件上該點(diǎn)速度方向的夾角，用表示。,三、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角,將從動(dòng)件受力正交分解為：,有效分力 Ft=F.cos 有害分力 Fn=F.sin,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,壓力角：凸輪機(jī)構(gòu)傳力性能愈好。 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí), 應(yīng)使最大壓力角max。,推程時(shí)，移動(dòng)從動(dòng)件 =3040, 擺動(dòng)從動(dòng)件 =4550； 回程時(shí)，通常取 =7080。,式中許用壓力角：,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,四、基圓半徑的確定,限制基圓半徑的主要條件：,結(jié)構(gòu)緊湊；,凸輪的基圓半徑rb應(yīng)大于凸輪軸的半徑rS ；,最大壓力角max許用壓力角 基圓半徑ro：壓力角,1、根據(jù)凸輪軸的半徑來確定檢查壓力角 凸輪-軸一體：r0 略大于軸的半徑 rs 凸輪-軸分體：r0 = (1.62) rs,機(jī)械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,2、工程上常常