凸轮机构课件

凸輪機構凸輪機構的組成與類型從動件運動規律設計凸輪輪廓的設計凸輪機構基本尺寸的確定凸輪機構的電腦輔助設計3.1凸輪機構的組成與類型

3.1.1凸輪機構的組成1─凸輪2─從動件3─機架高副機構3.1.2凸輪機構的類型

1.按凸輪的形狀分類盤形凸輪：最基本的形式，結構簡單，應用最為廣泛移動凸輪：凸輪相對機架做直線運動圓柱凸輪：空間凸輪機構盤形凸輪移動凸輪圓柱凸輪2.按從動件的形狀分類尖端從動件曲面從動件尖端能以任意複雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動件實現任意的運動規律。但尖端處極易磨損，只適用於低速場合。磨損比尖端從動件小。

滾子從動件

平底從動件凸輪與從動件之間為滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用於傳遞較大的動力。從動件與凸輪之間易形成油膜，潤滑狀況好，受力平穩，傳動效率高，常用於高速場合。但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。3.按從動件的運動形式分類移動從動件擺動從動件移動從動件：從動件作往復移動，其運動軌跡為一段直線；擺動從動件：從動件作往復擺動，其運動軌跡為一段圓弧。4.按凸輪與從動件維持高副接觸的方法分類(1)力鎖合─彈簧力、從動件重力或其他外力(2)型鎖合─利用高副元素本身的幾何形狀槽凸輪機構槽兩側面的距離等於滾子直徑。優點：鎖和方式結構簡單缺點：加大了凸輪的尺寸和重量等寬凸輪機構凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離都等於框架內側的寬度。缺點：從動件的運動規律的選擇受到一定的限制，當180º範圍內的凸輪廓線根據從動件運動規律確定後，其餘180º內的凸輪廓線必須符合等寬原則等徑凸輪機構

兩滾子中心間的距離始終保持不變。缺點：從動件運動規律的選擇受到一定的限制主回凸輪機構(共軛凸輪機構)優點：克服了等寬、等徑凸輪的缺點缺點：結構複雜，製造精度要求高一個凸輪推動從動件完成正行程運動，另一個凸輪推動從動件完成反行程的運動5.反凸輪機構擺杆為主動件，凸輪為從動件3.1.3凸輪機構的應用例1：實現變速操縱例2：實現自動進刀、退刀例3：控制閥門的啟閉例4：印刷機的吸紙吸頭3.2從動件運動規律設計

3.2.1凸輪機構的工作情況回程運動角近休止角從動件運動規律（從動件位移線圖）

基圓─以凸輪輪廓的最小向徑rb所作的圓升程─從動件上升的最大距離h推程運動角Φ0遠休止角Φs3.2.2從動件常用運動規律1.等速運動特點：速度有突變，加速度理論上由零至無窮大，從而使從動件產生巨大的慣性力，機構受到強烈衝擊——剛性衝擊適應場合：低速輕載2.等加速等減速(拋物線)運動特點：加速度曲線有突變，加速度的變化率(即躍度j)在這些位置為無窮大——柔性衝擊適應場合：中速輕載3.簡諧運動(余弦加速度運動)當質點在圓周上作勻速運動時，它在該圓直徑上的投影所構成的運動規律—簡諧運動特點：有柔性衝擊適用場合：中速輕載(當從動件作連續運動時，可用於高速)4.擺線運動(簡介)

半徑R=h/2π的滾圓沿縱座標作純滾動，圓上最初位於座標原點的點其位移隨時間變化的規律—擺線運動特點：無剛性、柔性衝擊適用場合：適於高速5.3-4-5多項式運動(簡介)特點：無剛性衝擊、柔性衝擊適用場合：高速、中載3.2.3從動件運動規律的選擇1.常用運動規律性能比較2.從動件運動規律的選擇原則考慮因素：對運動規律的要求凸輪的轉速（動力特性和便於加工）3.2.4從動件運動規律的組合1.滿足工作對運動規律的特殊要求；2.為避免剛性衝擊，位移曲線和速度曲線必須連續；而為避免柔性衝擊，加速度曲線也必須連續。3.儘量減小速度和加速度的最大值。3.3凸輪輪廓的設計3.3.1基本原理（反轉法）反轉後，從動件尖端的運動軌跡就是凸輪的輪廓曲線。3.3.2圖解法設計凸輪輪廓

1.移動從動件盤形凸輪

(1)尖底從動件（2）滾子從動件滾子中心將描繪一條與凸輪廓線法向等距的曲線—理論廓線。Rb指的是理論廓線的基圓。作內包絡線，得到凸輪的實際廓線；若同時作外包絡線，可形成槽凸輪廓線。（3）平底從動件取平底從動件表面上的點B0作為假想的尖端從動件的尖端。

為了保證在所有位置從動件平底都能與凸輪輪廓曲線相切，凸輪廓線必須是外凸的。2.擺動從動件盤形凸輪3.3.3解析法(略)

3.4凸輪機構基本尺寸的確定

3.4.1移動滾子從動件盤形凸輪

(1)壓力角與許用值(2)凸輪基圓半徑的確定基圓半徑越大，壓力角越小，但結構尺寸較大(3)從動件偏置方向的選擇凸輪逆時針回轉，從動件右偏置凸輪順時針回轉，從動件左偏置(4)凸輪輪廓形狀與滾子半徑的關係外凸凸輪廓線實際廓線出現尖點實際廓線出現交叉，從動件不能準確地實現預期的運動規律—運動失真內凹凸輪廓線

無論滾子半徑多大，總能由理論輪廓求出實際輪廓。運動失真原因：避免方法：滾子半徑的選擇考慮結構、強度與運動規律等因素3.4.2移動平底從動件盤形凸輪

凸輪出現過度切割的現象，從動件無法完全實現預期的運動規律。原因？？？減小升程h增大基圓rb增大偏心e運動失真