机械原理：第九章 凸轮机构及其设计

第九章凸轮机构及其设计91凸轮机构的应用和分类92推杆的运动规律93凸轮轮廓曲线的设计94凸轮机构基本尺寸的确定机械工程与自动化学院机械基础教学部91凸轮机构的应用和分类11先举两个实例凸轮机构由凸轮、从动件和机架三部分组成。配气机构进刀机构91凸轮机构的应用和分类组成凸轮机构的基本构件凸轮、推杆（从动件）、机架凸轮机构的应用领域凸轮机构广泛用于自动机械、自动控制装置和装配生产线中。凸轮机构的优点结构简单、紧凑，通过适当设计凸轮廓线可以使推杆实现各种预期运动规律，同时还可以实现间歇运动。凸轮机构的缺点接触为高副，易于磨损，多用于传力不大的场合。91凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构的组成与应用自动车床91凸轮机构的应用和分类自动装卸机91凸轮机构的应用和分类二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分类盘形、移动、圆柱_2、按从动件的结构形式分类（尖顶、滚子、平底）_91凸轮机构的应用和分类3、按从动件的运动形式分类（移动、摆动）_91凸轮机构的应用和分类91凸轮机构的应用和分类4按凸轮与从动件保持接触的方法分类（力封闭、几何封闭）等宽凸轮封闭凸轮共轭凸轮等径凸轮图124凸轮机构的典型工作循环92推杆的运动规律一、基本概念远休、远休止角01回程、回程运动角0近休、近休止角02行程H所谓从动件（推杆）的运动规律，是指它的运动参数（S、V、A）随凸轮运动的变化规律。基圆以凸轮最小半径R0所作的圆，R0称为凸轮的基圆半径。推程、推程运动角021二、从动件（推杆）常用运动规律92推杆的运动规律多项式运动规律一次多项式运动规律等速运动二次多项式运动规律等加速等减速运动五次多项式运动规律三角函数运动规律余弦加速度运动规律简谐运动规律正弦加速度运动摆线运动规律组合运动规律重点掌握各种运动规律的运动特性三、推杆运动规律的选择92推杆的运动规律只对推杆工作行程有要求，而对运动规律无特殊要求推杆一定规律选取应从便于加工和动力特性来考虑。低速轻载凸轮机构采用圆弧、直线等易于加工的曲线作为凸轮轮廓曲线。高速凸轮机构首先考虑动力特性，以避免产生过大的冲击。1选择推杆运动规律的基本要求满足机器的工作要求；使凸轮机构具有良好的动力特性；使所设计的凸轮便于加工。2根据工作条件确定推杆运动规律几种常见情况机器工作过程对从动件的的运动规律有特殊要求凸轮转速不高，按工作要求选择运动规律；凸轮转速较高时，选定主运动规律后，进行组合改进。小结等速运动规律有刚性冲击低速轻载等加速等减速运动柔性冲击中速轻载余弦加速度运动规律柔性冲击中低速重载正弦加速度运动规律无冲击中高速轻载五次多项式运动规律无冲击高速中载运动规律运动特性适用场合92推杆的运动规律93凸轮轮廓曲线的设计二、凸轮廓线设计方法的基本原理假想给整个机构加一公共角速度，则凸轮相对静止不动，而推杆一方面随导轨以绕凸轮轴心转动，另一方面又沿导轨作预期的往复移动。推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。一、凸轮廓线的设计方法图解法解析法3193凸轮轮廓曲线的设计三、用图解法设计凸轮轮廓曲线1、直动推杆盘形凸轮轮廓曲线设计1）尖顶2）滚子3）平底2、摆动推杆盘形凸轮1）尖顶2）滚子3）平底3、直动推杆圆柱凸轮四、用解析法设计凸轮轮廓曲线（略）注意理论廓线与实际廓线的概念。94凸轮机构基本尺寸的确定1、压力角指推杆沿凸轮廓线接触点的法线方向与推杆速度方向之间所夹的锐角。2临界压力角RR，RA094凸轮机构基本尺寸的确定四、平底推杆平底尺寸的确定1推杆平底长度L2、失真现象凸轮实际廓线不能与平底所有位置相切，出现运动失真。采取措施可适当增大凸轮的基圆半径。94凸轮机构基本尺寸的确定1、凸轮基圆半径的选择需考虑到实际的结构条件、压力角、凸轮的实际廓线是否会出现变尖和失真等因素；2、当为直动推杆时，应在结构许可的条件下，尽可能取较大的导轨长度和较小的悬臂尺寸；3、当为滚子推杆时，应恰当地选取滚子的半径；4、当为平底推杆时，应正确地确定平底尺寸；5、还须考虑