机械设计的基本与实践凸轮机构-1

1、铰链(jiolin)四杆机构曲柄存在的条件2. 铰链(jiolin)四杆机构的情况分析曲柄摇杆机构出现最小传动角的位置。极位夹角满足什么条件，平面四杆机构有急回特性？在曲柄摇杆机构中，摇杆处于两极限位置时，曲柄与连杆有何位置关系?摆动导杆机构的传动角恒等于多少度?在曲柄摇杆机构中，以曲柄为原动件时，是否存在死点位置？回顾(hug)：精品资料任务(rn wu)引入：内燃机配气机构盘形凸轮(tln)轮廓 凸轮的连续转动转变为气阀的上下移动，使气门按照一定规律启闭。 从动件的运动规律取决于凸轮的曲线轮廓，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预定的运动规律。（关键在于设计出适当的曲线轮

2、廓。） 精品资料任务(rn wu)引入：精品资料项目(xingm)四 内燃机配气机构盘形凸轮轮廓设计 示例(shl)一内燃机配气机构凸轮的连续转动转变为气阀的上下移动，使气门按照一定规律启闭。 凸轮机构是怎样的一种机构呢？ 凸轮机构是通过凸轮与从动件间的接触来传递运动和动力，是一种常见的高副机构，结构简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预定的复杂运动规律。4.1.1凸轮机构的特点与应用精品资料示例(shl)二车削手柄自动(zdng)进刀机构凸轮的移动迫使刀架进退，从而使工件被切出与凸轮的曲线轮廓相适应的复杂外形。精品资料示例(shl)三送料机构(jgu)带有凹槽的圆柱凸轮

3、的连续转动转变为从动杆件的左右往复移动，凸轮每转一周，从动杆件将储料器中的一个毛坯推出至指定的加工位置。这种凸轮机构可以看作是将移动凸轮卷绕在圆柱上形成的。精品资料从三个示例(shl)，得出：1、组成(z chn)：凸轮，从动件，机架2、作用：将凸轮的转动或移动转变为从动件的移动或摆动 3、特点:(1)只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的 运动规律 (2)结构简单、紧凑，工作可靠，容易设计； (3)高副接触，（点或线接触，压强大）易磨损。（因此 只适用于传递动力不大的场合。）4、应用：适用于传力不大的控制机构和调节机构 精品资料4.1.2 凸轮机构(jgu)的分类一.按照凸轮的形状不

4、同可把凸轮分为以下(yxi)几种：1、盘形回转凸轮（最基本的形式） 凸轮为一绕定轴旋转、向径变化的盘类零件。图中凸轮的连续转动转变为从动件的往复移动。精品资料2、平板(pngbn)移动凸轮 凸轮实际是回转中心在无穷远处的盘状凸轮。图中凸轮的水平方向的移动转变(zhunbin)为从动件的垂直方向的移动。精品资料凸轮是在圆柱体上制出的外凸或内凹的凸轮曲线。图中凸轮的连续转动转变(zhunbin)为从动件平行于凸轮轴线方向的移动。3、圆柱回转(huzhun)凸轮 精品资料2、按从动件的形状(xngzhun)分类(1)、尖顶(jindng)从动件特点：尖顶能与凸轮轮廓上所有的点接触，能保证从动件运动的

5、准确。(不能与凸轮轮廓上所有的点接触，会使得即使设计出了正确的凸轮轮廓，也不能获得所需的从动件的运动规律。）从动件和凸轮之间是点接触，容易磨损。应用：传力较小的低速凸轮机构。精品资料(2)、滚子(n z)从动件（从动件的端部装有滚子(n z)。）特点：滚子和凸轮之间为滚动摩擦，磨损小，且为线接触，能承受较大的载荷。凸轮上凹陷的轮廓未必能很好的与凸轮接触，从而会影响实现预期的运动规律。（当凸轮上有小的凹陷处的时候，由于滚子不能与凸轮上小的凹陷处的点接触，会使得即使设计出了正确的凸轮轮廓，也不能获得所需的从动件的运动规律。）应用(yngyng)：传力较大的凸轮机构。精品资料(3)、平底从动件（从动

6、件的端部固定(gdng)一平板.) 特点：平底与凸轮之间易于形成油膜，利于润滑，磨损小。(但凸轮上凹陷(oxin)的轮廓不能与平底接触，从而会影响实现预期的运动规律)故此类凸轮机构凸轮上不能有凹陷(oxin)的轮廓。应用：高速凸轮机构。精品资料3.按从动件的运动(yndng)形式.移动从动件（从动件作直线移动。）按照(nzho)从动件导路的中心线是否通过凸轮回转中心，分为对心或偏置的移动从动件凸轮机构。偏心距e的定义与曲柄滑块机构相同。精品资料.摆动(bidng)从动件（从动件绕固定(gdng)轴线摆动。）精品资料3.按锁合方式（使凸轮和从动件保持(boch)接触的方式）的不同力锁合凸轮，如靠

7、重力(zhngl)、弹簧力锁合的凸轮等；精品资料形（几何(j h)）锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径凸轮及等宽凸轮等。 在一个凸轮上对称安装两个带滚轮的移动(ydng)式从动件，从动件的位移中心通过凸轮转动中心，不管凸轮转到任何角度，这两个从动件的滚轮中心距都是一个定值，设计出这样的凸轮机构叫等径凸轮。等径凸轮运行时，两边的从动件就会同时、同向、同速的左右平移，且移动(ydng)的距离恒定，相当于是“等径”概念。精品资料凸轮机构在生产实践中应用广泛，种类繁多，但不管是哪一种凸轮机构，都是凸轮为原动件。凸轮在凸轮机构中非常重要，只要设计(shj)出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预定的复杂运

8、动规律。凸轮机构的设计是从从动件的运动规律开始的，根据从动件的运动规律和其它的附加条件来设计(shj)凸轮的曲线轮廓。精品资料基圆：以凸轮最小半径r0所作的圆，r0称为(chn wi)凸轮的基圆半径。推程、推程运动角：远休、远休止(xizh)角：回程、回程运动角：近休、近休止角：行程（升程）：h(从动件的最大位移。）hss0位移：s=r-r04.2 从动件的术语和常用的运动规律一.从动件的常用术语 图为对心尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮回转时，从动件重复升停降停的运动循环。从动件的位移s与凸轮转角的关系可以用从动件的位移线图来表示，如右图所示。精品资料S与h精品资料注意：1.图中凸轮回转一周时，

9、从动件经过升停降停的运动(yndng)过程。 凸轮继续回转时，从动件重复升停降停的运动(yndng)过程，通 常把这种升停降停的运动(yndng)过程称为一个运动(yndng)循环。 2.一个运动(yndng)循环中，不一定都有推程 远休 回程 近休4个运动(yndng)过程。 但一定有推程和回程2个运动(yndng)过程。（从动件的运动(yndng)规律取决于凸 轮的曲线轮廓，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动 件实现任何预定的运动(yndng)规律。）精品资料位移线图（曲线）：用来表示从动件的位移位移线图（曲线）：用来表示从动件的位移s与凸轮与凸轮(tln)转转角角的关系曲线的关系

10、曲线精品资料4.2.2 从动件常用的运动(yndng)规律一.含义：从动件的运动规律(gul)是指从动件在运动过程中，其位移、速度和加速度随时间或凸轮转角变化的规律(gul)。二.从动件常用的运动规律(gul)主要有3种：等速运动 等加速等减速运动 余弦加速度运动 正弦加速度运动精品资料1.等速运动(dn s yn dn)（凸轮匀速回转时，从动件在推程或回程为匀速运动。）从动件推程运动(yndng)线图如右图：从动件推程运动方程：线图分析：线图分析： 运动特性：运动特性：当采用匀速运动规律时，推杆在运动的起始点和终止点因速度有突变，在理论上加速度值为瞬时无穷大，使推杆产生非常大的惯性力，致使凸

11、轮受到很大的冲击，称为刚性冲击刚性冲击。适用场合：低速、轻载。 精品资料2.等加速等减速运动(从动件在一个升程或回程(huchng)中，前半段作等加速运动，后半段作等减速运动。）从动件推程运动(yndng)线图如右图：从动件推程运动方程：等加速段 等减速段精品资料 运动特性：当采用等加速等减速运动规律时，在起点、中点和终点时，加速度有突变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，所以，凸轮机构中由此而引起的冲击称为柔性冲击。 适用(shyng)场合：中速、轻载。线图分析线图分析(fnx)：精品资料3.余弦加速度运动（也称简谐运动规律，是一个质点在圆周(yunzhu)上作匀速运动，它在

12、该圆直径上的投影所构成的运动。）从动件推程运动(yndng)线图如右图：从动件推程运动方程：02022000cos2sin2cos12hahvhs精品资料运动特性(txng)：这种运动规律的加速度在起点和终点时有有限数值的突变，故也有柔性冲击。适用场合：中速、中载。线图分析线图分析(fnx)：精品资料4.正弦(zhngxin)加速度运动（也称摆线运动规律） 由运动图可见，其速度和加速度曲线都是连续的，因此没有冲击，故常用(chn yn)于高速凸轮机构。线图分析：线图分析：从动件推程运动线图如右图：精品资料从动件运动规律(gul)的选择1. 选择推杆运动规律的基本(jbn)要求 满足机器的工作要

13、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。(1) 只对推杆工作行程有要求，而对运动规律无特殊要求 推杆运动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。 大质量从动件不宜选用max太大的运动规律 高速度从动件不宜选用amax太大的运动规律2. 根据工作条件确定推杆运动规律几种常见情况精品资料(2)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(xunz)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。精品资料小结小结(xioj