第三章 凸輪機(jī)構(gòu)(動畫下載可看)

1、第第三三章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)3-1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、類型和特點(diǎn)從動件從動件凸輪凸輪滾子滾子機(jī)架機(jī)架配配氣氣機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)分類凸輪機(jī)構(gòu)分類1 1、按兩活動構(gòu)件之間、按兩活動構(gòu)件之間相對運(yùn)動特性分類相對運(yùn)動特性分類2 2、按從動件運(yùn)動副、按從動件運(yùn)動副元素形狀分類元素形狀分類3 3、按從動件的運(yùn)動、按從動件的運(yùn)動形式分類形式分類平面凸輪機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪盤形凸輪移動凸輪移動凸輪 尖頂從動件滾子從動件平底從動件直動從動件直動從動件擺動從動件擺動從動件1、按兩活動構(gòu)件之間的相對運(yùn)動特性分類、按兩活動構(gòu)件之間的相對運(yùn)動特性分類（1

2、1）平面凸輪機(jī)構(gòu)）平面凸輪機(jī)構(gòu) 1 1）盤形凸輪）盤形凸輪2）移動凸輪）移動凸輪 （ 2 2）空間凸輪機(jī)構(gòu)：）空間凸輪機(jī)構(gòu)：圓柱凸輪2 2、按從動件運(yùn)動副元素形狀分類、按從動件運(yùn)動副元素形狀分類（1 1） 直動尖頂從動件直動尖頂從動件對心直動尖頂從動件對心直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件（2 2）直動滾子從動件）直動滾子從動件（3 3）直動平底從動件）直動平底從動件 3、根據(jù)運(yùn)動形式的不同，以上三種從動件還可分為：根據(jù)運(yùn)動形式的不同，以上三種從動件還可分為：擺動尖頂從動件擺動尖頂從動件擺動滾子從動件擺動滾子從動件擺動平底從動件擺動平底從動件按凸輪與推桿保持接觸方法分按凸輪與推

3、桿保持接觸方法分凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)： 只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，即可使從動件實現(xiàn)只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，即可使從動件實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。 凸輪為高副接觸（點(diǎn)或線），壓強(qiáng)較大，容易磨凸輪為高副接觸（點(diǎn)或線），壓強(qiáng)較大，容易磨損，凸輪輪廓加工比較困難，費(fèi)用較高。損，凸輪輪廓加工比較困難，費(fèi)用較高。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：3-2 從動件的常用運(yùn)動規(guī)律1、基本名詞術(shù)語凸輪基圓、基圓半徑凸輪基圓、基圓半徑從動件行程從動件行程從動件推程從動件推程從動件回程從動件回程推程運(yùn)動角推程運(yùn)動角回程運(yùn)動角回程運(yùn)動角從動件遠(yuǎn)從動件遠(yuǎn)(

4、 (近近) )休程休程遠(yuǎn)（近）休止角遠(yuǎn)（近）休止角從動件位移線圖從動件位移線圖2、從動件運(yùn)動規(guī)律（1 1）等速運(yùn)動規(guī)律）等速運(yùn)動規(guī)律12ths12thv02a推程時：推程時：)1(12hhs12hhv02a回程時：回程時：（2 2）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律 21222ths12124thv22124tha推程時：推程時：等加速段等減速段2122)(2tthhs)(41212tthv22124tha（3 3）余弦加速度運(yùn)動規(guī)律）余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 （簡諧運(yùn)動規(guī)律）（簡諧運(yùn)動規(guī)律） 112)cos(12ths)sin(2112tthv)cos(2122122ttha推推程程時時)

5、cos(1212ths)sin(2112tthv回回程程時時)cos(2122122ttha3、從動件運(yùn)動規(guī)律的選擇 在選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律時，除要考慮剛性沖擊與柔性在選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律時，除要考慮剛性沖擊與柔性沖擊外，還應(yīng)該考慮各種運(yùn)動規(guī)律的速度幅值沖擊外，還應(yīng)該考慮各種運(yùn)動規(guī)律的速度幅值 、加速、加速度幅值度幅值 及其影響加以分析和比較。及其影響加以分析和比較。maxvmaxamaxvmaxamaxmv從動件動量從動件動量maxma從動件慣性力從動件慣性力對于重載凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)選擇對于重載凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)選擇 值較小的運(yùn)動規(guī)律；值較小的運(yùn)動規(guī)律；對于高速凸輪機(jī)構(gòu)，宜選擇對于高速凸輪機(jī)構(gòu)，宜選擇

6、 值較小的運(yùn)動規(guī)律。值較小的運(yùn)動規(guī)律。maxvmaxa若干種從動件運(yùn)動規(guī)律特性比較若干種從動件運(yùn)動規(guī)律特性比較運(yùn)動規(guī)律 )/(0maxhv)/(202maxha沖 擊應(yīng)用場合等速1.00剛 性低速輕負(fù)荷等加速等減速2.004.00柔 性中速輕負(fù)荷余弦加速度1.574.93柔 性中低速中負(fù)荷正弦加速度2.006.28中高速輕負(fù)荷3-4-5多項式1.885.77高速中負(fù)荷改進(jìn)型等速1.338.38低速重負(fù)荷改進(jìn)型正弦加速度1.765.53中高速重負(fù)荷改進(jìn)型梯形加速度2.004.89高速輕負(fù)荷3-3 3-3 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1 1、壓力角、壓力角 與作用力的關(guān)系與作用力的

7、關(guān)系壓力角：壓力角：從動件運(yùn)動方向從動件運(yùn)動方向v與與力力F之間的銳角之間的銳角 有用分力cosFF 有害分力sinFF 有害分力與有用分力的關(guān)系式：tanFF 當(dāng) 達(dá)到一定值時，將產(chǎn)生自鎖。 在工程實際中，為保證較高的機(jī)械效率，改善受力狀在工程實際中，為保證較高的機(jī)械效率，改善受力狀況，通常規(guī)定凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角況，通常規(guī)定凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角 應(yīng)小于或等于應(yīng)小于或等于某一許用壓力角某一許用壓力角 。max根據(jù)實踐經(jīng)驗，推薦的許用壓力角取值為: max即：即：推程：直動從動件取直動從動件取 直動從動件取直動從動件取 30 45回程：不會出現(xiàn)自鎖?；爻蹋翰粫霈F(xiàn)自鎖。2、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)基本

8、尺寸的關(guān)系222mintans-ereds/d（1）基圓越小，壓力角越大；基圓半徑）基圓越小，壓力角越大；基圓半徑 過小，壓力角過小，壓力角 就會超過許用值。就會超過許用值。minr（2）偏距）偏距 為從動件導(dǎo)路偏離凸輪回轉(zhuǎn)為從動件導(dǎo)路偏離凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離，有中心的距離，有“”、“”號；號； “”號時號時，壓力角??；壓力角??； “”號時，壓力號時，壓力角大角大。e3、滾子半徑的選擇、滾子半徑的選擇凸輪理論輪廓的外凸部分凸輪理論輪廓的外凸部分工作輪廓曲率半徑工作輪廓曲率半徑 理論輪廓曲率半徑理論輪廓曲率半徑 滾子半徑滾子半徑 三者之間的關(guān)系為：三者之間的關(guān)系為：arrrar從動件運(yùn)動不會失真從動件運(yùn)動不會失真凸輪實際輪廓上產(chǎn)生尖點(diǎn)，運(yùn)動將會失真凸輪實際輪廓上產(chǎn)生尖點(diǎn)，運(yùn)動將會失真minrr5mm3 從動件運(yùn)動會失真從動件運(yùn)動會失真為了避免失真，一般情況下：1、凸輪設(shè)計的步驟、凸輪設(shè)計的步驟1 1）確定基圓、偏距圓）確定基圓、偏距圓3 3）設(shè)計理論廓線）設(shè)計理論廓線2 2）確定從動件運(yùn)動規(guī)律）確定從動件運(yùn)動規(guī)律4 4）設(shè)計實際廓線）設(shè)計實際廓線基圓基圓偏距圓偏距圓理論廓線理論廓線實際廓線實際廓線3-4 圖解法設(shè)計凸輪輪廓圖解法設(shè)計凸輪輪廓2、凸輪理論廓線設(shè)計的基本原理、凸輪理論廓線設(shè)計的基本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法0s0shso偏置直動