凸輪機構(gòu)的類型及應(yīng)用.ppt

1、機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪機構(gòu),機械技術(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，在運動時可使從動件獲得連續(xù)或間歇的任意運動規(guī)律。 凸輪機構(gòu)廣泛用于傳遞動力不大的各種機器和機構(gòu)中。,課題引入,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪機構(gòu)概述,一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用, 內(nèi)燃機配氣機構(gòu),盤形凸輪1勻速轉(zhuǎn)動,通 過其曲線輪廓向徑的變化, 驅(qū)動從動件2 按內(nèi)燃機工 作循環(huán)的要求有規(guī)律地開 啟和閉合。,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 靠模車削機構(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。 當拖板4縱向移動時,

2、刀 架2 在靠模板(凸輪)曲線 輪廓的推動下作橫向移動， 從而切削出與靠模板曲線 一致的工件。,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,自動送料機構(gòu),1,3,2,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動件和機架三個 基本構(gòu)件組成的高副機構(gòu)。,凸輪機構(gòu)可使從動件實現(xiàn)預期的運動規(guī)律。 從動件的運動規(guī)律取決于凸輪的輪廓形狀。,凸輪機構(gòu)是高副機構(gòu)，易于磨損，因此只適 用于傳遞動力不大的場合。,因此，凸輪機構(gòu)廣泛用于各動化、半自動化 械中。,機械技術(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)動的盤形零件。,二、凸輪機構(gòu)的分類,1. 按凸輪形狀分類

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

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

5、,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,常用的從動件運動規(guī)律,圖示為一對心直動尖頂從動 件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪以等角 速度1順時針轉(zhuǎn)動。 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、 凸輪機構(gòu)的運動過程,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 凸輪機構(gòu)的運動過程,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,常用的從動件運動規(guī)律有: 等速運動規(guī)律、等 加速-等減速運動規(guī)律、余弦加速度運動規(guī)律等。,二、常用從動件的運動規(guī)律,從動件的運動規(guī)律：是指推桿在運動過程中， 其位移、速度和加速度隨時間（或凸輪轉(zhuǎn)角） 的變化規(guī)律。,通常用s-、-、a-曲線來表示。,機械技術(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. 等速運動規(guī)律, 推程運動方程：,位移線圖的繪制,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 等速運動規(guī)律運動特性,1）剛性沖擊從動件在某瞬時速度突變， 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。,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11, 推程運動方程,2. 等加速-等減速運動規(guī)律,推程的前h/2為等加速, 后半h/2為等減速運動。,4,位移線圖的繪制,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,2）適用于中速輕載的場合。,1）柔性沖擊從動件在某瞬時加速度發(fā)生 有限值的突變所引起的沖擊。, 等加速等減速運動規(guī)律運動特性,機械

7、技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,3、簡諧運動規(guī)律,加速度按余弦曲線變化 正弦加速度運動規(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。,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,壓力角：從動件接觸點的受力方向與從動件上該點速度方向的夾角，用表示。,三、凸輪機構(gòu)壓力角,將從動件受力正交分解為：,有效分力 Ft=F.cos 有害分力 Fn=F.sin,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,壓力角：凸輪機構(gòu)傳力性能愈好。 設(shè)計凸輪機構(gòu)時, 應(yīng)使最大壓力角max。,推程時，移動從動件 =3040, 擺動從動件 =4550； 回程時，通常取 =7080。,式中許用壓力角：,機械技術(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,機械技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)2020/11/11,2、工程上常常