机械设计基础：ch04 凸轮机构及间歇运动机构

1、第 4 章 凸轮机构及间 歇运动机构 2 章 节 目 录 4.1 凸轮机构的应用及分类 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 凸轮设计中应注意的问题 4.5 间歇运动机构简介 3 章节学习要求 (凸轮机构) 1 了解凸轮机构的类型、特点和适用场合； 2 掌握基本概念： 推(回)程、推(回)程运动角、基圆、 实际廓线、理论廓线； 3 从动件常用运动规律及特点，能够判断何时出现刚 性冲击? 何时出现柔性冲击? 4 掌握反转法，能用图解法设计盘形凸轮轮廓线； 5 熟悉影响凸轮机构工作性能和空间尺寸的因素： v 滚子半径 rk 选择原则 v 压力角与凸轮机构自锁关系 v

2、 基圆半径 r0 对凸轮压力角影响 4 章节学习要求 (间歇运动机构) 1 掌握常用间歇运动机构的工作原理、运 动特点和功能； 2 了解各类常用间歇运动机构的适用场合； 3 能够根据工作要求，正确选择间歇运动 机构类型。 5 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 1 内燃机凸轮配气机构 6 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 2 自动送料机构 7 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 3 圆珠笔装配线送进机构 8 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 4 绕线机构 3 1 线线 2 A 9 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 5 并纱机中的绕线机构 10 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 6 装卸料机构 11

3、 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 7 录音机卷带机构 1 3 2 4 5 放音键 卷带轮 皮带轮 摩擦轮摩擦轮 3 皮带轮 5 卷带轮 放音键 1 2 4 12 1 2 刀架 o 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 8 机床进给机构 13 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 9 熊猫吐泡 14 4.1 凸轮机构的应用及分类 例 10 多臂提花机 15 4.1 凸轮机构的应用及分类 例11 共轭凸轮开口机构 16 4.1 凸轮机构的应用及分类 例12 无梭引纬机构 17 4.1 凸轮机构的应用及分类 例13 无梭引纬机构 18 4.1 凸轮机构的应用及分类 例14 无梭引纬机构 19 4.1 凸轮

4、机构的应用及分类 例15 共轭凸轮打纬机构 20 4.1 凸轮机构的应用及分类 例16 喷气织机打纬机构 21 4.1 凸轮机构的应用及分类 运动规律多样，设计适当的凸轮轮廓，从 动件可以得到任意预期的运动; 结构简单紧凑; 设计方便; 凸轮与从动件之间是点接触或线接触，接 触应力很大，易磨损。 22 4.1 凸轮机构的应用及分类 广泛应用于自动车床、轻工机械、纺织机 械、印刷机械、食品机械、包装机械和机电一 体化产品中传力不大的控制机构。 23 4.1 凸轮机构的应用及分类 通过弹簧力、重力或凹槽始终保持与 凸轮接触的构件； 支承凸轮和从动件的构件。 凸凸 轮轮 从动件从动件 机机 架架 有

5、一定形状的曲线轮廓或凹槽的构件； 24 4.1 凸轮机构的应用及分类 4 凸轮分类凸轮分类 4.1 按凸轮形状分类按凸轮形状分类 盘形凸轮盘形凸轮 绕固定轴转动，回转半径变化的盘形零件。 25 4.1 凸轮机构的应用及分类 移动凸轮移动凸轮 相对机架作往复直线运动的凸轮 26 4.1 凸轮机构的应用及分类 圆柱凸轮圆柱凸轮将移动凸轮卷在圆柱体上形成的凸轮 27 4.1 凸轮机构的应用及分类 端面圆柱凸轮 28 4.1 凸轮机构的应用及分类 圆柱凸轮在自动机床中的应用 (控制刀具的进刀与退刀) 29 4.1 凸轮机构的应用及分类 圆锥凸轮 弧面凸轮 30 4.1 凸轮机构的应用及分类 小结小结

6、盘形凸轮 转动中心移至 移动凸轮圆柱凸轮 卷到圆柱体上 31 4.1 凸轮机构的应用及分类 尖顶从动件凸轮机构 32 4.1 凸轮机构的应用及分类 曲面从动件凸轮机构 33 4.1 凸轮机构的应用及分类 滚子从动件凸轮机构 34 4.1 凸轮机构的应用及分类 平底从动件凸轮机构 35 4.1 凸轮机构的应用及分类 小结小结 36 4.1 凸轮机构的应用及分类 直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构从动件往复直线运动 e 对 心 直 动 偏 置 直 动 37 4.1 凸轮机构的应用及分类 摆动从动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构 从动件往复摆动 38 4.1 凸轮机构的应用及分类 利用重力、弹簧力或其

7、它外力使从动件与 凸轮保持接触。 39 4.1 凸轮机构的应用及分类 重力锁合 40 4.1 凸轮机构的应用及分类 弹簧力锁合 41 4.1 凸轮机构的应用及分类 利用结构上的特殊几何形状使从动件与凸 轮保持接触。 42 4.1 凸轮机构的应用及分类 r1+r2 =常数 r1 r2 43 4.1 凸轮机构的应用及分类 4.4.2.3 等宽凸轮机构等宽凸轮机构 W = 常数 W 44 4.1 凸轮机构的应用及分类 45 4.1 凸轮机构的应用及分类 共轭摆动凸轮 46 4.1 凸轮机构的应用及分类 织机中采用的共轭凸轮开口机构 47 4.1 凸轮机构的应用及分类 共轭凸轮开口机构 48 4.1

8、凸轮机构的应用及分类 共轭凸轮开口机构（多臂开口机构） 49 4.2 从动件常用运动规律 根据工作要求选定凸轮机构的形式 确定从动件运动规律 合理确定结构尺寸 设计凸轮轮廓曲线 50 4.2 从动件常用运动规律 对心对心 从动件导路中心线通过凸轮回转中心 O 偏置偏置 从动件导路中心线不 通过凸轮回转中心O r0 O 基圆基圆 以凸轮廓线最小向径r0 为半径所做的圆 51 4.2 从动件常用运动规律 推程推程 从动件由离凸轮中心最近位置 A 移至最 远位置 B的过程 远休止角远休止角 2 从动件离凸轮中 心最远位置静止不 动时，对应的凸轮 转角。 推程运动角推程运动角 1 推程对应的凸轮转角

9、r0 O o t s2 1 A 2 2 B C B 1 1 52 r0 O o t s2 1 A 2 2 B C B 1 1 4.2 从动件常用运动规律 回程回程 从动件在弹簧力或重力作用下，由离凸轮中心 最远位置 C 返回至最近位置 D 的过程； 近休止角近休止角 4 从动件在离凸轮回转 中心最近位置静止不动 时对应的凸轮转角； 行程行程 h 从动件在推程(或回程) 时最大移动距离。 h 3 3 4 4 回程运动角回程运动角 3 回程对应的凸轮转角； D 53 4.2 从动件常用运动规律 从动件在运动过程中，其位移s2、速度v2 和 加速度a2 随时间 t 或凸轮转角 变化的规律。 位移线图

10、 54 4.2 从动件常用运动规律 从动件位移s2、速度v2 和加速度a2 与时间 t (或凸轮转角 )之间的关系。 位移 s、速度v、加速度 a 三者关系 ( ) ds v t dt 2 2 ( ) dvd s a t dtdt svdt vadt 或 55 4.2 从动件常用运动规律 主动件主动件 ( 凸轮、构件1 )： 1 从动件从动件 ( 推杆或摆杆、构件2 )： s2 v2 a2 56 4.2 从动件常用运动规律 等速运动规律 等加速等减速运动规律 简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 摆线运动规律（正弦加速度运动规律） 多项式 三角 函数 57 4.2 从动件常用运动规律 从动件在运

11、动过程中的速度 v2 = 常数 设 推程时推程时 v 从动件行程：h v 运动总时间：T v 凸轮转速： 1 v 任意时刻 t 所对应的凸轮转角： 58 4.2 从动件常用运动规律 时间 t为自变量时，s2 v2 a2 三者关系： 速度 (1) 2 ( ) h vt T 22 ( ) h s tv dtt T 2 2 ( )0 dv at dt 加速度 位移 59 4.2 从动件常用运动规律 凸轮转角为自变量时，s2 v2 a2 三者关系： 由 = 1t 得 ，推程总时间： (2) 1 t 1 1 T 2 1 ( ) h s 21 1 ( ) h v 2( ) 0a 60 4.2 从动件常用运

12、动规律 推程推程 位移 v2 t a2 t s2 t T (1) h 速度 加速度 2 ( ) h vt T 2 ( ) h stt T 2 ( )0at 61 4.2 从动件常用运动规律 推程开始时推程开始时 v2 ： 0 v0 (常数) 推程终止时推程终止时 v2 ：v0 0 a2 ： 0 突变 突变 a2 ： 0 突变 刚性冲击 刚性冲击 突变 + s2 t () T (1) v2 t () a2 t () h v0 62 4.2 从动件常用运动规律 刚性冲击刚性冲击 加速度理论值为无穷大所引起的冲击 低速轻载场合。 v2 突变处采用过渡性运动规律 避免产 生刚性冲击。 v2 t t 6

13、3 1 4.2 从动件常用运动规律 从动件在一个行程 h 中， 先做等加速 ( a2 = a0 ) 运动， 后作等减速 (a2 = a0 ) 运动。 h/2 h/2 h ( a0 ) (a0 ) 64 4.2 从动件常用运动规律 等加速推程段 等减速推程段 200 1 2 2m ax (:) 0 2 0 2 0 2 0 aaa T t h s vv 常 数 ： ： ： ： 20 1 1 2 2max 2 2 2 0 aa T tT h sh vv ： ： ： ： 65 4.2 从动件常用运动规律 时间t为自变量 等加速推程段（t = 0 T/2） a2 a0 v2 a0 t s2 a0 t2/

14、2 等减速推程段（t = T/2 T） a2 a0 v2 a0 (T t ) s2 a0 T2/4 a0 (T t)2/2 66 4.2 从动件常用运动规律 凸轮转角 为自变量 等加速推程段 s2 2h(/1) 2 v2 4h1 /12 a2 4h12/12 等减速推程段 s2 h 2h (1 )2/12 v2 4h1 (1 )/12 a2 4h12/12 67 4.2 从动件常用运动规律 位移线图绘制位移线图绘制 等加速推程段位移方程 s2 = a0 t2 / 2 t 比值 1：2：3 s2 比值 1：4：9 68 4.2 从动件常用运动规律 绘制方法绘制方法 在图示坐标系中，将T/2等分成

15、3等份，过 各等分点作横轴垂线; 过O点作任意斜线， 并以任意间距截取 9 个等分点; 连接点 9 和 s2 轴上的 h/2， 过点 4 和 1 作 93” 的平 行线，得点2” 和1”； o 1 1 4 2 9 3 1” 2” 3” h/2 T/2 s2 t o 69 4.2 从动件常用运动规律 过1”、2” 和3” 作横轴平行线，得交点 1、2和 3； 连接各点，得到前半行程位移线图。 2 3 o 1 1 4 2 9 3 1” 2” 3” h/2 T/2 s2 t o 1 70 4.2 从动件常用运动规律 s2 a0 t2/2 s2 a0 T2/4 a0 (T t)2/2 h/2 T h/

16、2 t s2 a0T/2 t v2 a2 a0 a2 a0 v2 a0 t v2 a0 (T t ) t a2 a0 a0 71 4.2 从动件常用运动规律 加速度有限值突变 观察从动件加速度 a2 变化情况 0 a0 突变 o点 m点 e点 a0 a0 突变 a0 0 突变 有限突变惯性力柔性冲击 t a2 m e a0 a0 o 72 4.2 从动件常用运动规律 中速轻载场合 刚性、柔性冲击小结刚性、柔性冲击小结 速度突变 加速度突变至刚性冲击 柔性冲击 加速度有限突变 73 4.2 从动件常用运动规律 多项式运动规律多项式运动规律 位移与时间（或凸轮转角）之间呈多项式函 数关系。 等速度

17、运动规律 2 ( ) h stt T 等加速等减速运动规律 等加速推程段 s2 a0 t2/2 等减速推程段 s2 a0 T2/4 a0 (T t)2/2 （一项式） （二项式） 74 4.2 从动件常用运动规律 从动件的位移曲线是简谐运动曲线 简谐运动简谐运动 质点作圆周运动时，在该圆直径 上投影构成的运动。 h T (1 ) t s2 1 2 3 4 5 6 123456 75 4.2 从动件常用运动规律 位移线图绘制位移线图绘制 以行程 h 为直径，纵坐标轴h/2处的点为圆心作 半圆，等分该半圆为若干等份； 将横坐标轴t (或 ) 上的时间T (或凸轮 推程运动角1)等分 成相应等份，过

18、各 等分点作横轴垂线; 1 ” 2 ” 3 ” 6 ” 5 ” 4 ” 1 2 3 4 5 6 O t s2 h T (1 ) 76 4.2 从动件常用运动规律 将半圆上各等分点投影到相应垂线上，将投影线与 垂线的交点连成光滑曲线，得简谐运动位移曲线。 1 2 3 4 5 6 s2 1 ” 2 ” 3 ” 6 ” 5 ” 4 ” 1 2 3 4 5 6 O t s2 h T (1 ) 77 1 2 3 4 5 6 s2 1 ” 2 ” 3 ” 6 ” 5 ” 4 ” 1 2 3 4 5 6 O t s2 h T (1 ) 4.2 从动件常用运动规律 半径R ( = h/2 ) 转过的角度 与时

19、间t 之比 tT 2( ) cos1 cos() 2 h s tRRt T 2 2 ( )sin() 2 dsh vtt dtTT 2 2 2 2 ( )cos() 2 dvh att dtTT t T R 时间t 为自变量 78 4.2 从动件常用运动规律 凸轮转角为自变量 1 2 3 4 5 6 s2 1 ” 2 ” 3 ” 6 ” 5 ” 4 ” 1 2 3 4 5 6 O t s2 h T (1 ) R 2 1 1 2 11 22 1 2 2 11 ( )1cos() 2 ( )sin() 2 ( )cos() 2 h s h v h a 79 4.2 从动件常用运动规律 速度曲线 加

20、速度曲线 位移曲线 t a2 t v2 vmax h T t s2 80 4.2 从动件常用运动规律 柔性冲击柔性冲击 突变 起点起点 0 有限值 终点终点 有限值 0 突变 有限突变惯性力 t a2 81 4.2 从动件常用运动规律 中速中载场合； 从动件作无停留的升 降 升 降运 动时，可用于高速场合。 82 4.2 从动件常用运动规律 从动件的位移曲线是摆线。 摆摆 线线 动圆沿坐标轴s2纯滚动时，其上一固定 点A在纵坐标上投影得到的曲线 。 s2 t h 1 T 123456 A 6” 5” 2” 4” 3” 6 5 4 3 2 1 o h/2 83 4.2 从动件常用运动规律 位移线

21、图绘制位移线图绘制 以 为半径作一动圆，将动圆等分成6等份，取 动圆圆周上一等分点A描述摆线轨迹； 将横坐标轴t (或 )上 的时间T (或凸轮推程 运动角1)等分成与动 圆相应等份，并过各 等分点作横坐标轴的 垂线; 2 h r h 1 T 123456 s2 t o r A 84 4.2 从动件常用运动规律 使动圆沿纵坐标轴s2作纯滚动，则动圆上固定点A 描绘的轨迹即为普通摆线。摆线上的点1”、2”、3”、 4”、5”及6”是动圆转过各个等分角度时，其上固定 点A描绘的摆线轨迹点； h 1 T 123456 s2 t o r A h/2 A 5” 4” 3” 6” 2” 85 h 1 T

22、123456 s2 t o r A h/2 A 5” 4” 3” 6” 2” 1” 4.2 从动件常用运动规律 过摆线上各等分点1”、2”、3”、4”、5”及6”分别作横 坐标轴的平行线与横坐标轴上相应等分点的垂线交于 点1、2、3、4、5及6； 6 5 4 3 2 用光滑曲线连接点1、 2、3、4、5和6， 即得摆线运动规律从 动件推程位移线图。 1 86 4.2 从动件常用运动规律 设角为动圆上固定点A在时间t内转过的圆心角。 2 tT 2 t T s2 t h 1 T 123456 6” 5” 4” 3” 6 5 4 3 21 o s2 87 4.2 从动件常用运动规律 时间t为自变量时

23、摆线运动规律推程运动方程 2 2 2 2 2 2 22 ( )sinsin() 2 ( )2 ( )1cos() ( )22 ( )sin() h s trrtt TT ds th v tt dtTT dv th a tt dtTT 88 4.2 从动件常用运动规律 凸轮转角为自变量摆线运动规律推程运动方程 2 11 1 2 11 2 1 2 2 11 22 ( )sin() 2 2 ( )1cos() 22 ( )sin() h s h v h a 89 4.2 从动件常用运动规律 v2 vmax t o a2 amax t o amin 位移线图 速度线图 加速度线图 s2 t h 1 T

24、 o 90 4.2 从动件常用运动规律 行程开始及终止时，加速度没有突变，既无 刚性冲击也无柔性冲击。 a2 amax t o amin 91 4.2 从动件常用运动规律 高速运转工作场合。 92 4.2 从动件常用运动规律 运动规律运动规律 冲击冲击 特性特性 位移特性位移特性速度特性速度特性 加速度特性加速度特性 适用场合适用场合 等等 速速刚性 直 线有限突变 突变至 低速轻载 等加速等加速 等减速等减速 柔性 抛物线折 线 有限突变 中速轻载 简简 谐谐柔性简谐曲线曲线连续 有限突变 中速中载 摆摆 线线无曲线曲线连续无突变 高速 93 4.2 从动件常用运动规律 v加速度变化 v v

25、max 影响 vmax 突变至刚性冲击 有限值突变 柔性冲击 v amax 影响 amax 冲量(mv) 启动、停止时冲击力 惯性力(ma) 动压力 影响零件强度 加剧运动副磨损 94 4.2 从动件常用运动规律 高速运转时高速运转时 应着重考虑其动力性能 低速轻载时低速轻载时 采用易于加工的简单轮廓线 开 关 机 构 95 4.2 从动件常用运动规律 严格按工作要求的运动规律设计凸轮廓线 刀架进给凸轮 11 h 1 96 4.2 从动件常用运动规律 v 低速运转时 首先满足工作需要，其次考虑动力特性 和加工工艺性。 v 高速运转时 应着重考虑其动力性能。 97 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计

26、设计凸轮廓线的预备条件设计凸轮廓线的预备条件 v 已知从动件运动规律(确定位移线图) v 凸轮基圆半径 r0已经确定 98 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 v 解析法解析法 用坐标系参数方程精确表示出凸轮轮廓曲线 v 图解法图解法 用作图方法确定凸轮廓线 只适用于低速或非重要场合凸轮机构设计 99 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 100 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 设计思路设计思路 机构工作时机构工作时 凸轮和从动件都在运动 图解法绘制凸轮轮廓图解法绘制凸轮轮廓 使凸轮与图纸相对静止 反转法反转法 3 3 1 1 2 2 1 O O 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 - -1 10

27、1 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 已知已知 1) 凸轮以等角速 1 顺时针转动 2) 凸轮的基圆半径 r0 3) 从动件运动规律 推程推程远停远停回程回程近停近停 凸轮凸轮 转角转角 1 =1502 = 303 =1204 =60 从动件从动件 位移位移 h (等速)停止h (等加等减速)停止 102 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 1 3 4 2 10 凸轮轮廓设计步骤凸轮轮廓设计步骤 2) 将线图中横坐标分为若干等份； 2 2 1 1 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 9 9 推程推程远停远停回程回程近停近停 凸轮转角凸轮转角1 = 1502 = 303 = 1204 = 60

28、 从动件位移从动件位移h (等速)停止h (等加速等减速)停止 1) 按选定比例尺绘制从动件位移线图； s2 O 103 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 1 1 3 2 1 4 c1 c9 c8 c7 c6c5 c4 c3 c2 3) 以同等比例绘制凸轮基圆， B0是从动件起始位置(导路 与基圆的交点)； 4) 自OB0 沿 1方向顺序量取 1 , 2 , 3 , 4 ，各角度分 成与位移线图对应的等份 ，等分线与基圆交于c1, c2, , c10 ； O c10 B0 1 3 4 2 10 2 2 1 1 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 9 9 s2 O 104 1 1 3 2

29、 1 4 c1 c9 c8 c7 c6c5 c4 c3 c2 O c10 B0 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 5) 过c1, c2, , c10各点，在基 圆外截取线段等于位移线 图上的相应值，得B1 , B2 , , B10各点； 6) 连接B0, B1, B2, , B10各点， 得凸轮廓线。 。 B10 B9 B8 1 3 4 2 10 2 2 1 1 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 9 9 s2 O 105 1 1 3 2 1 4 c1 c9 c8 c7 c6c5 c4 c3 c2 O c10 B0 B1 B2 B3 B4 B5

30、 B6 B7 B10 B9 B8 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 理论轮廓 实际轮廓 理论轮廓理论轮廓 将滚子中心视为从动件 尖顶，按尖顶从动件设计 方法得到的凸轮轮廓 。 106 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 实际轮廓实际轮廓 以理论轮廓 上各点为圆心， 滚子半径为半径，作一系列 的圆，这些圆的包络线形成 的凸轮轮廓 。 注意注意 滚子从动件凸轮的基圆半径 r0 是理论轮廓 的最小矢径。 1 1 3 2 1 4 c1 c9 c8 c7 c6c5 c4 c3 c2 O c10 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B10 B9 B8 107 1 3 2 1 4 c1 c9 c8 c7

31、c6c5 c4 c3 c2 O c10 B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B10 B9 B8 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 v 实际轮廓为滚子内包络线 时，滚子沿凸轮 的外轮廓滚动。 108 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 v 实际轮廓为滚子外包络线 时，滚子沿凸轮的 内轮廓滚动； 1 3 2 1 4 c1 c9 c8 c7 c6c5 c4 c3 c2 O c10 B0 B1 B2 B3 B5 B6 B7 B10 B9 B8 B4 109 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 v 同时作出滚子的内、外包络线时，实际轮廓 则为槽形凸轮轮廓线。 1 3 2 1 4 c1 c9 c8 c7 c6

32、c5 c4 c3 c2 O c10 B0 B1 B2 B3 B5 B6 B7 B10 B9 B8 B4 110 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 滚子从动件盘形凸轮设计全过程 111 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 4.2 滚子半径滚子半径 rk的选择的选择 4.2.1 滚子半径滚子半径 rk 对实际轮廓曲线的影响对实际轮廓曲线的影响 滚子半径rk 凸轮与滚子间的接触应力 (改善机构受力性能) 对凸轮实际轮廓产生较大影响 (有可能使凸轮轮廓失真) 112 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 设 ：理论轮廓 的曲率半径 理论轮廓理论轮廓 内凹时内凹时 = + rk rk取任何值，实际轮廓均 不会使从动件运动

33、失真。 ：实际轮廓 的曲率半 径 rk 轮廓正常 113 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 理论轮廓理论轮廓 外凸时外凸时 = -rk 若 rk0，实际轮廓为一平滑曲 线 从动件运动不会失真 rk 轮廓正常 114 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 若 rk= min： = 0，实际轮廓上产生尖点 ( = - rk) 尖点磨损后改变从动件运动规律 rk 轮廓产生尖点 115 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 若若 rk min： 0，实际轮廓出现交叉现象 ( = - rk) 产生运动失真 rk 轮廓失真 116 4.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 保证从动件运动不失真，设计时必须使 rk Fy时时 无论 Fn多

34、大，从动件均 不能运动，机构自锁。 Fy (Fy = Fncos ) 机械效率 Fx (Fx = Fnsin ) 导路中摩擦力 Ff Ff 131 4.4 凸轮机构设计应注意的问题 凸轮压力角是机构的位置函数 132 4.4 凸轮机构设计应注意的问题 限定凸轮机构压力角 直动从动件 = 30 38 摆动从动件 = 40 50 注：注： 滚子从动件取上限(大值），其余从动 件取下限(小值) 回程时回程时 = 70 80 133 4.4 凸轮机构设计应注意的问题 1.3 压力角压力角 与凸轮基圆半径与凸轮基圆半径 r0的关系的关系 速度关系 aer VVV 相对速度 (点相对于动坐标系速度) 牵连

35、速度 (动坐标系相对于定坐标系速度) 绝对速度 (点相对于定坐标系速度) 134 n n B 1 4.4 凸轮机构设计应注意的问题 从动件上B点的绝对速度 绝对速度 va= v2 凸轮上B点的绝对速度 牵连速度 ve= vB1= r1 从动件B点相对于凸轮B点的速度 相对速度 vr= v 由速度多边形 v2 = vB1tg = r1tg vB1 v v2 vB1 v v2 2 1 v r tg r 135 4.4 凸轮机构设计应注意的问题 s2= r r0 2 1 v r tg 2 022 1 v rrss tg 0 11 r tg r0 s2 r 1 136 4.4 凸轮机构设计应注意的问题

36、 实际设计实际设计 1) 保证 max ：max发生在凸轮廓线最陡处； 2) 考虑 r0 凸轮结构尺寸 r 希望r0(基圆)尽可能小 希望r0 (基圆)尽可能大 0 11 r tg 凸轮结构尺寸 凸轮工作状况差 20 srr r0 137 4.5 间歇运动机构简介 主动件主动件 连续运动 从动件从动件 周期性停歇的单向运动 138 4.5 间歇运动机构简介 自动生产线的转位、步进和记数装置中 复杂的轻工机械中 棘轮机构 槽轮机构 不完全齿轮机构 凸轮间歇机构 139 4.5 间歇运动机构简介 棘 轮 2 固联在轴 4 上 主动棘爪3 驱动棘轮 2 转动 止回棘爪5 阻止棘轮 2 反转 机 架

37、140 4.5 间歇运动机构简介 摇杆1往复摆动 棘轮单向间歇运动 141 4.5 间歇运动机构简介 摇杆往复摆动 棘轮单向间歇运动 142 4.5 间歇运动机构简介 特点特点 结构简单，运动可靠 主从动关系可互换 动程可在较大范围内调节 动停时间比可通过选择合 适的驱动机构实现 动程只能有级调节 有噪声、冲击、磨损 不宜用于高速场合 143 4.5 间歇运动机构简介 一般棘轮机构 无噪音棘轮机构 144 4.5 间歇运动机构简介 特点特点 传动平稳、无噪音 传递扭矩较大 动程可无级调节 靠摩擦力传动，会出现打 滑现象(可以过载保护，同 时也使传动精度降低) 适用于低速轻载场合 145 4.5

38、 间歇运动机构简介 特点特点 外形结构尺寸较大 146 4.5 间歇运动机构简介 外啮合式棘轮机构 147 4.5 间歇运动机构简介 外啮合式棘轮机构 148 4.5 间歇运动机构简介 特点特点 结构紧凑 149 4.5 间歇运动机构简介 内啮合摩擦式棘轮机构 150 4.5 间歇运动机构简介 内啮合式棘轮机构应用 151 4.5 间歇运动机构简介 特点特点 从动件只做单向间歇转动 152 4.5 间歇运动机构简介 特点特点 从动件只做单向间歇移动 153 4.5 间歇运动机构简介 有两个主动棘爪，摆杆往复摆动过程中， 两个主动棘爪依次推动棘轮转动。 特点特点 结构紧凑 承载能力较大 154 4.5 间歇运动机构简介 复动式单花筒多臂机 155 4.5 间歇运动机构简介 双动式棘轮机构 156 4.5 间歇运动机构简介 间歇卷取机构 157 4.5 间歇运动机构简介 调节棘爪，可以实现棘轮两个方向的间歇运动。 158 4.5 间歇运动机构简介 双向式棘轮机构 159 4.5 间歇运动机构简介 拨盘拨盘(主动件) 盘上有圆柱拨销 槽轮槽轮(从动件) 轮上有径向槽 机机 架架 160 4.5 间歇运动机构简介 拨盘连续转动 槽轮单向间歇转动 161 4.5 间歇运动机构简介 特点