哈工大第四章平凸輪機構(gòu)

1、第4章凸輪機構(gòu)4.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型4.1.1凸輪機構(gòu)應(yīng)用凸輪機構(gòu)應(yīng)用1、凸輪機構(gòu)的組成（1）凸輪（原動件）（2）推桿（又常稱從動件）（3）機架凸輪推桿從動件的運動規(guī)律由凸輪的輪廓決定。2 2、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用視頻文件：YSJ.AVI盤形凸輪機構(gòu)在印刷機中的應(yīng)用等經(jīng)凸輪機構(gòu)在機械加工中的應(yīng)用視頻文件：T_D.AVI利用分度凸輪機構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)位圓柱凸輪機構(gòu)在機械加工中的應(yīng)用視頻文件：T_H2.AVI視頻文件：T_Y.AVI靠模凸輪機構(gòu) 送料機構(gòu)3 3、凸輪機構(gòu)的優(yōu)缺點、凸輪機構(gòu)的優(yōu)缺點優(yōu)點：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)期的運動規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單、緊

2、湊、工作可靠。缺點：凸輪為高副接觸（點或線），壓強較大，容易磨損，凸輪輪廓加工比較困難，費用較高。4.1.2 凸輪機構(gòu)的類型凸輪機構(gòu)的類型1、按凸輪幾何形狀分（1）盤形凸輪）盤形凸輪（2）移動凸輪）移動凸輪 （3）圓柱凸輪）圓柱凸輪盤形凸輪盤形凸輪移移動動凸凸輪輪圓圓柱柱凸凸輪輪視頻文件：Y_Z.AVI2、按推桿端部的形狀分（1）尖頂推桿）尖頂推桿（2）滾子推桿）滾子推桿 （3）平底推桿）平底推桿尖頂推桿尖頂推桿滾子推桿滾子推桿平底推桿平底推桿視頻文件：J_D.AVI視頻文件：G_Z.AVI視頻文件：P_D.AVI3、按照推桿的運動形式分（1）直動推桿）直動推桿（2）擺動推桿）擺動推桿 尖頂盤

3、形擺動凸輪尖頂盤形擺動凸輪滾子盤形擺動凸輪滾子盤形擺動凸輪平底盤形擺動凸輪平底盤形擺動凸輪視頻文件：BDTL1.AVI視頻文件：BDTL2.AVI視頻文件：BDTL3.AVI4、按照凸輪與推桿維持高副接觸的封閉方式分（1）力封閉）力封閉（2）型封閉）型封閉 力力封封閉閉凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)形形封封閉閉凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)4.2 推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律4.2.1 凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)及基本名詞術(shù)語凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)及基本名詞術(shù)語1、基圓。r0基圓半徑2、推程。最大距離稱為行程或升程h 3、推程運動角。0表示 4、遠(yuǎn)休止角。s表示 5、回程 6、回程運動角。0表示 7、近休止角。s表示 從動件的運動規(guī)

4、律從動件的運動規(guī)律：是指從動件的位移、速度和加速度隨時間t的變化規(guī)律。由于時間和凸輪轉(zhuǎn)角成正比。因此，通常用凸輪轉(zhuǎn)角表示從動件的s、v、a的變化規(guī)律。 凸輪機構(gòu)的一個運動循環(huán)凸輪機構(gòu)的一個運動循環(huán)4.2. 2 幾種常用的推桿運動規(guī)律幾種常用的推桿運動規(guī)律1、等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律加速度有無限變化剛性沖擊2、等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律加速度有有限變化柔性沖擊3、余弦加速度運動（簡諧運動）規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律加速度有有限變化柔性沖擊4、正弦加速度運動（擺線運動）規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律無沖擊5、組合運動規(guī)律改進型等

5、速運動規(guī)律改進型等速運動規(guī)律各種運動規(guī)律總結(jié)4.3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計凸輪輪廓曲線的設(shè)計凸輪輪廓曲線的設(shè)計方法有：（1）圖解法；（2）解析法。4.3. 1 凸輪輪廓設(shè)計方法的基本原理凸輪輪廓設(shè)計方法的基本原理 反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法原理4.3. 2 作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲線作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲線凸輪輪廓曲線設(shè)計步驟：（1）取長度比例，繪出凸輪基園；（2）作反轉(zhuǎn)運動，作等分點射線；（3）計算推桿的預(yù)期位移s()；（4）作復(fù)合運動，在射線上按預(yù)期位移s()描點；（5）將各點連接成光滑曲線。對心對心直動直動尖頂尖頂盤形盤形凸輪凸輪廓線廓線滾子推桿盤形凸輪廓線滾子推桿盤形凸輪廓線平頂推桿盤形凸輪廓線平頂推桿

6、盤形凸輪廓線偏置尖頂推桿盤形凸輪廓線偏置尖頂推桿盤形凸輪廓線4.3. 3 解析法（略）解析法（略）4.4 凸輪機構(gòu)的壓力角和基本尺寸凸輪機構(gòu)的壓力角和基本尺寸4.4. 1凸輪機構(gòu)中的作用力與凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪機構(gòu)中的作用力與凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪機構(gòu)的受力分析凸輪機構(gòu)的受力分析cossinyxFFFF 壓力角 是從動件與凸輪輪廓接觸點B處所受正壓力的方向（即凸輪輪廓在該點法線n-n的方向）與從動件上點B的速度方向之間所夾的銳角。 在工程實際中，為保證機械效率，改善受力情況，通常規(guī)定凸輪機構(gòu)的最大壓力角 應(yīng)小于或等于某一許用壓力角。即： max根據(jù)實踐經(jīng)驗，推薦的許用壓力角取值為:推程：直動從動

7、件取 ；擺動從動件取 ；30403545 回程： 直動和擺動從動件薦取 。70804.4. 2 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定220tandsedsre凸輪的基園半徑； 推桿對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角的位移量； 偏心距。 0rse4.4. 3 滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇 工作輪廓曲率半徑、理論輪廓曲率半徑與滾子半徑三者之間的關(guān)系為：arr滾子半徑與實際廓線的關(guān)系 4.6 凸輪機構(gòu)的強度計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計凸輪機構(gòu)的強度計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計4.6. 1 凸輪和滾子材料的選擇凸輪和滾子材料的選擇使用場合材料熱處理方式速度較低、載荷不大的一般場合45調(diào)質(zhì)，230-260HBSHT200、HT250、HT300

8、170-250HBSQT600-3190-270HBS速度較高、載荷較大的重要場合45、40Cr表面淬火，40-50HRC，高頻淬火，52-58HRC15、20Cr、20CrMnTi滲碳淬火，56-62HRC38CrMoAlA、35CrAlA氮化，60HRC凸輪材料及熱處理方式選擇 滾子材料可采用20Cr滲碳淬火，表面硬度HRC56-62，或用GCr15淬火到HRC61-65，也可采用與凸輪相同材料。4.6. 2 凸輪傳動的強度校核凸輪傳動的強度校核按赫茲公式計算：MPaEEbFHnH222121211111材料45鋼調(diào)質(zhì)45鋼淬火20Cr滲碳淬火鑄鐵球墨鑄鐵Mpa2.6HBS值27HRC值(28-30)HRC值1.5HBS值1.8HBS值各種材料