第05章 凸轮机构-

1、第第5 5章章 凸轮机构凸轮机构5.1 凸轮机构的应用及分类5.1.1 凸轮机构的应用、组成和特点当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照预定规律变化时，常用凸轮机构。u凸轮一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触；u从动件平动，摆动；u机架p优点：1、能够实现精确的运动规律；2、设计较简单。p缺点：1、承载能力低，主要用于控制机构；2、凸轮轮廓加工困难。5.1 凸轮机构的应用及分类5.1.1 凸轮机构的应用、组成和特点绕线机构绕线机构5.1 凸轮机构的应用及分类5.1.1 凸轮机构的应用、组成和特点5.1 凸轮机构的应用及分类5.1.2 凸轮机构的分类1、按凸轮的形状：盘形凸轮 其凸轮都是

2、绕固定轴线转动且有变化向径的盘形构件。盘形凸轮机构简单，应用广泛，但限于凸轮径向尺寸不能变化太大，故从动件的行程较短。移动凸轮 其凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动的构件，它可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。圆柱凸轮 其凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可看成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，利用它可使从动件得到较大的行程。5.1 凸轮机构的应用及分类5.1.2 凸轮机构的分类2、按从动件的型式：尖顶从动件：用于低速；滚子从动件：应用最普遍；平底从动件：用于高速。3、按锁合的方式：力锁合（重力、弹簧力）、几何锁合5.2 从动件常用运动规律5.2.1 从动件常用运动规律对主动件凸轮而言对主动件凸轮

3、而言 对从动件而言对从动件而言 推程运动角推程运动角 推程推程S 升程升程h 远休止角远休止角 s 远程休息远程休息 回程运动角回程运动角 回程回程S 近休止角近休止角s 近程休息近程休息圆弧段圆弧段1200120060060012001200600600rmin基圆基圆（rmin）以最短向径所作的圆12001200600600rminFEBD12001200600600rminFEBDS1200120006001800120060036003000从动件位移线图从动件位移线图12001200600600rbFEBDS12001200060018001200600360030001200120

4、0600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000h这个过程称为推程；推程；升程升程h推杆的最大位移。其对应的凸轮转角推程角推程角12001200600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000hEF段从动件在远处停止，其对应的转角 s 远休止角远休止角。s远休止角推程角12001200600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000hEF段从动件在远处停止，其对应的转角 s 远休止角。s远休止角推程角12001200600600rbFEBDS1200120006001800

5、120060036003000h12001200600600rbFEBDS1200120006001800120060036003000hs s推程角；推程角；s远休止角远休止角回程角；回程角；s近休止角近休止角 5.2 从动件常用运动规律5.2.1 从动件常用运动规律1、匀速运动规律（推程段）s2h位移方程s=h/v速度方程v=h/v00位移方程s=h/aa a 加速度方程a=0（在运动开始与结束处其加速度达到）速度方程v=h/位移方程s=h/v2haa -a +sv0 由图可见，从动件在推程始、末两点处，速度有突变，瞬时加速度理论上为无穷大，因而产生理论上亦为无穷大的惯性力。而实际上，由于

6、构件材料的弹性变形，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但仍会对机构造成强烈的冲击，这种冲击称为“刚性冲击”或“硬冲”。因此，单独采用这种运动规律时，只能用于凸轮转速很低以及轻载的场合。 5.2 从动件常用运动规律5.2.1 从动件常用运动规律2、等加速等减速运动规律柔性冲击 ：加速度发生有限值的突加速度发生有限值的突变（适用于中速场合）变（适用于中速场合） 221atS taV05.2 从动件常用运动规律5.2.1 从动件常用运动规律3、加速度按正弦运动规律变化运动特征：没有冲击 4、组合运动规律为了获得更好的运动特征，可以把上述几种运动规律组合起来应用，组合时，两条曲线在拼接处必须保持连续。5

7、.3 图解法设计凸轮轮廓压力角：不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力（法向力）与从动件上受力点速度方向所夹的锐角。 该力可分解为两个分力 ：sincos12FFFFuF2为有效分力，为有效分力，F1使从动件偏转压紧使从动件偏转压紧导路并引起摩擦阻力；导路并引起摩擦阻力；u压力角越小，传力越好。压力角越小，传力越好。一.压力角与作用力的关系5.4 凸轮机构的压力角自锁 ：如果凸轮机构运动到某一位置的压力角大到使有效分力不足以克服摩擦阻力，不论推力多大，都不能使从动件运动。这种现象称为凸轮机构的自锁自锁。机构开始出现自锁时的压力角称为临界压力角临界压力角 。 许用压力角许用压力角：凸轮机构在运转中的压力角是变化的，凸轮机构在运转中的压力角是变化的，为避免机构发生自锁并具有较高的传动效率，必须对为避免机构发生自锁并具有较高的传动效率，必须对最大压力角加以限制，其许用值应远低于临界压力角，最大压力角加以限制，其许用值应远低于临界压力角，即即 ： max 对移动从动件的推程，