机械设计的基本与实践 凸轮机构-2

1、3.余弦加速度运动(yndng)（也称简谐运动(yndng)规律，是一个质点在圆周上作匀速运动(yndng)，它在该圆直径上的投影所构成的运动(yndng)。）从动件推程运动(yndng)线图如右图：从动件推程运动方程：NoImage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.正弦加速度运动（也称摆线(bi xin)运动规律） 由运动图可见，其速度和加速度曲线(qxin)都是连续的，因此没有冲击，故常用于高速凸轮机构。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

2、件的运动规律取决于凸轮的曲线轮廓，只要(zhyo)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。凸轮轮廓曲线的设计通常有图解法和解析法两种，图解法:简便直观(zhgun)但精度不高解析法:精确度高，计算繁杂。对于一般精度的凸轮用图解法设计即可满足要求.精品资料4.3 图解法设计(shj)凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓的原理(yunl)是反转法.反转法原理假想给整个机构加一公共角速度假想给整个机构加一公共角速度- -. .凸轮：相对静止不动凸轮：相对静止不动推杆：一方面随导轨以推杆：一方面随导轨以- - 绕凸轮轴心绕凸轮轴心转动转动另一方面又沿导轨作预期的往复移动另一方面又沿导轨作

3、预期的往复移动由于从动件的尖顶与凸轮轮廓始终接触由于从动件的尖顶与凸轮轮廓始终接触, ,加上反转角速度以后加上反转角速度以后, ,尖顶的运动轨迹即尖顶的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。为凸轮轮廓曲线。凸轮向径与基圆半径之差为凸轮位移凸轮向径与基圆半径之差为凸轮位移量量. .NoImage精品资料精品资料1、对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构设计要求：已知凸轮的基圆半径(bnjng)为rb,凸轮沿逆时针方向等速回转。而推杆的运动规律如图所示。试设计该对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。导路与基圆的的交点是推杆的初始位置精品资料由于滚子(n z)与凸轮轮廓的接触点不断变换,加上反转角速度以后,无法以滚

4、子(n z)上的某点的运动轨迹来作出凸轮轮廓曲线。但对于滚子从动件，滚子中心可看作是从动件的尖顶(jindng)，其运动轨迹就是凸轮的理论轮廓曲线，凸轮的实际轮廓曲线是与理论轮廓曲线相距滚子半径rT的一条等距曲线。精品资料2、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构 已知条件: 凸轮的基圆半径为rb,滚子半径rt,凸轮沿逆时针方向(fngxing)等速回转。推杆的运动规律如图所示。试设计对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。精品资料精品资料由于平底从动件与凸轮轮廓的接触点不断变换,加上反转角速度以后,无法以平底从动件上的某点的运动轨迹(guj)来作出凸轮轮廓曲线。但对于平底从动件，平底始终与凸轮轮廓

5、曲线相切。则反转以后，作平底的切线(qixin)即可得到凸轮轮廓曲线。精品资料3、对心直动平底从动件盘形凸轮机构 已知条件: 凸轮的基圆半径为r0,凸轮沿逆时针方向等速回转(huzhun)。推杆的运动规律如图所示。试设计对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。精品资料精品资料4、偏置(pin zh)直动尖顶从动件盘形凸轮机构 已知条件:已知凸轮的基圆半径为rb,凸轮沿逆时针方向等速回转。而推杆的运动规律已知，已知偏距e。试设计。从动画中看(zhngkn)，从动件在反转运动中依次占据的位置将不再是以凸轮回转中心作出的径向线,而是始终与回转中心O保持一偏距e的直线,因此若以凸轮回转中心O为圆心，

6、以偏距e为半径作圆（称为偏距圆）,则从动件在反转运动中依次占据的位置必然都是偏距圆的切线 精品资料4、摆动尖顶从动件盘形凸轮机构 已知条件:已知凸轮的基圆半径为r0,凸轮转动方向。凸轮转动中心与从动件摆动中心的距离(jl)，摆动从动件的长度，已知从动件的运动规律，试设计。（从动件的位移是角位移 ）精品资料理论廓线的曲率半径(bnjng)(理论工作半径(bnjng)）：r实际廓线的曲率半径(bnjng)（实际工作半径(bnjng)）：r内凹轮廓(lnku)：滚子半径：rT凸轮轮廓曲线形状与滚子半径的关系4.4凸轮机构设计时应注意的问题当理论廓线内凹时，无论滚子半径大小，凸轮工作轮廓总是光滑曲线一

7、. 滚子半径的确定 r = r + rT精品资料外凸轮廓(lnku)： r=r-rT1) r rT时 r 0这时所得的凸轮实际轮廓(lnku)为光滑的曲线3) r rT 时r 0， ，即实际曲线出现交叉会出现失真2) r = rT时r = 0，实际轮廓线变尖，极易磨损，不能使用可分为三种情况精品资料精品资料结论：外凸的凸轮轮廓曲线结论：外凸的凸轮轮廓曲线, 应使应使rT 增大基圆半径精品资料精品资料三三. .凸轮基圆半径凸轮基圆半径(bnjng)(bnjng)的的确定确定1.从图中可以看出，基圆半径越小，压力角越大；基圆半径越大，压力角越小；为了(wi le)获得高的传动性能，需要采用大的基圆

8、半径。但是，基圆半径增大，会使整个凸轮尺寸增大，结构不紧凑。2.基圆半径选择原则：在满足max 的条件下，尽量选用小的基圆半径，以保证结构紧凑。.由于基圆半径越小，获得相同的从动件位移时，凸轮曲线的曲率半径越小，越容易运动失真。为了避免运动失真，基圆半径不能太小，要使得 min0，通常 min 35mm当凸轮和轴不为一体时，为了满足结构和制造要求，基圆半径要大于轴径。3.经验选择：在设计凸轮时，通常先根据条件确定基圆半径rb。制作凸轮轴时，rb略大于轴的半径；单独制造凸轮时， rb=(1.62.0)rs (rs:安装凸轮处轴径)精品资料精品资料4.4.5凸轮(tln)机构的材料、结构和精度一、凸轮(tln)与从动件的材料及选择 典型材料:凸轮： 20Cr （表面渗碳淬火56-62HRC)； 40Cr(表面高频淬火40-45HRC） 从动件：材料与凸轮相同，但从动件磨损更严重更早。所以一般从动件硬度比凸轮要高一些。精品资料二、凸轮(tln)和从动件的结构 1.当凸轮的尺寸很小，且与轴的尺寸相近(xin jn)时，通常制成凸轮轴。2.当凸轮的尺寸较大时，通常将凸轮和轴分开制造，然后将凸轮装到轴上。精品资料3.凸轮在轴上的安装固定形式：圆柱销 套筒 螺母 键等4.为了减少摩擦，从动件的端部常采用(ciyng)滚子的形式，滚子和从动件之间