机械设计基础-第四章凸轮机构

制作/讲解：陈燕,机械设计基础之第四章 凸轮机构,本章主要内容：,4-1凸轮机构的应用和分类4-2从动件常用的运动规律4-3盘形凸轮轮廓曲线的设计4-4凸轮机构设计的注意事项,应用：,从动件的位移、速度、加速度严格按预定规律变化的场合,组成：,特点：,主要用于转换运动形式,可实现从动件任意预定的运动规律，且机构简单、紧凑,比压较大，易于磨损。 一般仅用于传递功率不大的场合,凸轮的加工制造较复杂,另外：由于受凸轮尺寸的限制，凸轮也不适合用于从 动件工作行程较大的地方,4-1凸轮机构的应用和分类,一、凸轮机构的应用,凸轮1,（1）移动料斗4至型腔上方，并使料斗振 动，将粉料装入型腔。,（2）下冲头6下沉，以防止上冲头12下压 时将型腔内粉料抖出。,（3）上、下冲头对粉料加压，并保压一 定时间。,（4）上冲头退出，下冲头顶出药片。,自动机床凸轮机构,二、凸轮机构的分类,（一）按凸轮的形状分,圆柱凸轮： a.在圆柱面上开有曲线凹槽 b.圆柱体端面上做出曲线轮廓,盘状凸轮：（简单，广泛，行程较小）,（二）按从动件上高副元素的几何形状分,尖顶从动件,滚子从动件,平底从动件,（三）按从动件的运动分,第四章 凸轮机构,4-1凸轮机构的应用和分类4-2从动件常用的运动规律4-3盘形凸轮轮廓曲线的设计4-4凸轮机构设计的注意事项,4-2 从动件常用的运动规律,一、凸轮机构的工作原理,二、凸轮机构从动件的常用运动规律,一、凸轮机构的工作原理,摆动从动件凸轮机构,最大摆角,从动件的运动规律：,从动件在运动过程中，其位移(S)、速度(V)、加速度(a)随时间变化的规律。,二、凸轮机构从动件的常用运动规律,位移,等速运动规律,从动件在运动起始位置和终止两瞬时的加速度在理论上由零值突变为无穷大，惯性力也为无穷大。由此的冲击称为刚性冲击。适用于低速场合。,等加速等减速运动规律,在运动规律推程的始末点和前后半程的交接处，加速度发生有限值的突变，产生一定的惯性力，引起冲击。由此引起的冲击称为柔性冲击。适用于中速、轻载。,余弦加速度运动规律,该运动规律在推程的开始和终止瞬时，从动件的加速度仍有突变，故存在柔性冲击。适用于 中、低速场合。,运动规律总结,运动规律 冲击特性 适用场合等速 刚性 低速轻载等加等减速 柔性 中速轻载余弦 柔性 中速中载,第四章 凸轮机构,4-1凸轮机构的应用和分类4-2从动件常用的运动规律4-3盘形凸轮轮廓曲线的设计4-4凸轮机构设计的注意事项,一、凸轮机构的设计任务,满足凸轮机构的输出件提出的运动要求、动力要求等，凸轮机构的设计大致可分成以下四步：,（1）从动件运动规律的设计,（2）凸轮机构基本尺寸的设计,（3）凸轮机构轮廓曲线的设计,（4）绘制凸轮机构工作图,二、凸轮轮廓曲线的设计,已知从动件的运动规律s =s(t)、v=v(t)、a=a(t)及凸轮机构的基本尺寸（如r0、e）及转向，作出凸轮的轮廓曲线。,图解法,解析法,1.直动从动件盘形凸轮轮廓的设计2.摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计,rb,e,B0,反转法原理,图解法的实质,（1）按已设计好的运动规律作出 位移线图；,（2）按基本 尺寸作出凸轮机构的 初始位置；,（4）在各反转导路线上量取与位移 图相应的位移，得B1、B2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。,（3）按- 方向划分基圆得c0、 c1、c2等点；即得机架 反转的一系列位置；,尖顶对心直动从动件盘形凸轮,（1）按已设计好的运动规律作出 位移线图；,（2）按基本 尺寸作出凸轮机构的 初始位置；,（3）按- 方向划分偏距圆得 c0、 c1、c2等点；并过这 些点作 偏距圆的切线，即为反转导路线；,（4）在各反转导路线上量取与位移 图相应的位移，得B1、B2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。,偏置直动从动件盘形凸轮,平底直动从动件盘形凸轮,平底凸轮机构,摆动从动件的盘型凸轮,（1）作出角位移线图；,（2）作初始位置；,（4）找从动件反转后的一系列位置，得 C1、C2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。,（3）按- 方向划分圆R得A0、 A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置；,滚子直动从动件盘形凸轮,（1）求出滚子中心在固定坐标系oxy中的轨迹（称为理论轮廓）；,（2）再求滚子从动件凸轮的工作轮廓曲线（称为实际轮廓曲线）。,注意：,（1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；,（2）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。,CME,第四章 凸轮机构,4-1凸轮机构的应用和分类4-2从动件常用的运动规律4-3盘形凸轮轮廓曲线的设计4-4凸轮机构设计的注意事项,v2,压力角的定义?,Ff,v2,研究压力角的意义?,Ff,滚子半径的确定,bmin =min-rr,minrr,min=rr,minr