凸輪機(jī)構(gòu)基本知識(shí)

1、凸輪機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu),主要內(nèi)容,1.凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、類型及應(yīng)用； 2.從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇； 3.用圖解法繪制凸輪輪廓曲線的方法； 4. 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),1. 組成,凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪1、從動(dòng)件2、機(jī)架3三個(gè)基本構(gòu)件及鎖合裝置組成。是一種高副機(jī)構(gòu)。其中凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件則在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng),2. 特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn):只要正確地設(shè)計(jì)和制造出凸輪的 輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件所預(yù)期的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單;凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、運(yùn)動(dòng)可靠,缺點(diǎn):凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)或線接觸，故難以保持良

2、好的潤(rùn)滑，容易磨損,凸輪機(jī)構(gòu)通常適用于傳力不大的機(jī)械中。尤其廣泛應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)械、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)中,3. 應(yīng)用,平面連桿機(jī)構(gòu)雖然應(yīng)用廣泛，但它只能近似地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。當(dāng)從動(dòng)件須精確地按預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律尤其是復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律工作時(shí)，則常采用凸輪機(jī)構(gòu),4. 類型,盤形凸輪 其凸輪都是繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且有變化向徑的盤 形構(gòu)件。盤形凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，但限于凸輪徑 向尺寸不能變化太大，故從動(dòng)件的行程較短。 移動(dòng)凸輪 其凸輪是具有曲線輪廓、作往復(fù)直線移動(dòng)的構(gòu) 件，它可看成是轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于無(wú)窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪。 圓柱凸輪 其凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可看成 是繞卷在圓柱體上的移動(dòng)凸輪，

3、利用它可使從動(dòng)件得到 較大的行程,按凸輪的形狀分,尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 其從動(dòng)件的端部呈尖點(diǎn)，特點(diǎn)是能與任何形狀的凸輪輪廓上各點(diǎn)相接觸，因而理論上可實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)是研究其他型式從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。但由于從動(dòng)件尖頂易磨損，故只能用于輕載低速的場(chǎng)合。 滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 其從動(dòng)件的端部裝有滾子，由于從動(dòng)件與凸輪之間可形成滾動(dòng)摩擦，所以磨損顯著減少，能承受較大載荷，應(yīng)用較廣。但端部重量較大，又不易潤(rùn)滑，故仍不宜用于高速。 平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 其從動(dòng)件端部為一平底。若不計(jì)摩擦，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力始終垂直于平底，傳力性能良好，且凸輪與平底接觸面間易形成潤(rùn)滑油膜，摩擦磨損小、

4、效率高，故可用于高速，缺點(diǎn)是不能用于凸輪輪廓有內(nèi)凹的情況,按從動(dòng)件末端形狀分,所謂的鎖合是指保持從動(dòng)件與凸輪之間的高副接觸。 力鎖合凸輪機(jī)構(gòu) 依靠重力、彈簧力或其他外力來(lái)保證鎖合，如內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)。 形鎖合凸輪機(jī)構(gòu) 依靠凸輪和從動(dòng)件幾何形狀來(lái)保證鎖合,移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)（按其從動(dòng)件導(dǎo)路是否通過凸輪回轉(zhuǎn)中心分為對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件和偏置移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。） 擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)又,按鎖合方式分,按從動(dòng)件相對(duì)機(jī)架的運(yùn)動(dòng)方式分為,1.凸輪輪廓曲線與從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的關(guān)系,生產(chǎn)中對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的要求是多種多樣的。 凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪的輪廓形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，反之，從動(dòng)件的不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律

5、要求凸輪具有不同形狀的輪廓。因此，設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再據(jù)此來(lái)設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指其位移s、速度v和加速度a等隨凸輪轉(zhuǎn)角 而變化的規(guī)律,這種規(guī)律可用方程表示，亦可用線圖表示,推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止,當(dāng)凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件將重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程,2.從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律,等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指從動(dòng)件在推程或回程的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件在推程中的行程為h。從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖如圖所示。其位移曲線為斜直線，速度曲線為平直線，加速度曲線為零線,由圖可見，從動(dòng)件在推程始末兩點(diǎn)、處，速度有突變，瞬時(shí)加速度理論上為

6、無(wú)窮大，因而產(chǎn)生理論上亦為無(wú)窮大的慣性力。而實(shí)際上，由于構(gòu)件材料的彈性變形，加速度和慣性力不至于達(dá)到無(wú)窮大，但仍會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)造成強(qiáng)烈的沖擊，這種沖擊稱為“剛性沖擊”或“硬沖”。因此，單獨(dú)采用這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，只能用于凸輪轉(zhuǎn)速很低以及輕載的場(chǎng)合,由圖可見，在推程的始末點(diǎn)和前、后半程的交接處，加速度有突變，因而慣性力也產(chǎn)生突變，但它們的大小及突變量均為有限值，由此將對(duì)機(jī)構(gòu)造成有限大小的沖擊，這種沖擊稱為“柔性沖擊”或“軟沖”。在高速情況下，柔性沖擊仍會(huì)引起相當(dāng)嚴(yán)重的振動(dòng)、噪聲和磨損，因此這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于中速、中載的場(chǎng)合,等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律:是指從動(dòng)件在一個(gè)行程中，前半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 運(yùn)動(dòng)線圖如圖所示。其位移曲線為兩段光滑相連開口相反的拋物線，速度曲線為斜直線，加速度曲線為平直線。作圖方法如圖所示,由圖可見，在推程始末點(diǎn)處仍有加速度的有限值的突變，即存在“軟沖”，因此只適用于中、低速。但若從動(dòng)件作無(wú)停歇的升降升型連續(xù)運(yùn)動(dòng)，則加速度曲線為光滑連續(xù)的余弦曲線，消除了“軟沖”，故可