机械j技术及设计5

第4章凸轮机构和间歇运动机构§4-1凸轮机构的分类和应用§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凸轮机构设计中应注意的问题§4-5间歇运动机构将转动变为移动（摆动），或将移动变为移动，实现复杂的运动规律。§4-1凸轮机构的分类和应用一.凸轮机构的作用:二.凸轮机构的类型:1.按凸轮的形状分:1)盘形凸轮2)圆柱凸轮2.按从动件的形状分:1)尖顶2)滚子3)平底从动件三.凸轮机构的特点:2.从动件能实现复杂的运动规律1.结构紧凑3.高副易磨损4.主要用于控制和调节机构§4-2从动件常用的运动规律一.基本概念二.从动件常用运动规律

对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构

偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构1.等速运动规律2.等加速等减速运动规律3.余弦加速度运动规律

推杆位移(速度、加速度)随时间(或凸轮转角)而变化的规律：存在刚性冲击存在柔性冲击4.正弦加速度运动规律不存在冲击§4-3盘形凸轮轮廓曲线的设计一.作图法的基本原理-反转原理给整个机构加一角速度-w，则推杆与凸轮的相对运动关系未变，但推杆将一方面绕凸轮作反转运动，另一方面又按预期规律作往复运动，此时推杆高副元素形成的包络线即为凸轮轮廓曲线。二.作图法设计凸轮轮廓曲线

1.对心尖顶直动从动件盘形凸轮

2.滚子直动从动件盘形凸轮3.平底直动从动件盘型凸轮4.摆动从动件盘形凸轮§4-4凸轮机构设计中应注意的问题一.压力角与基圆半径二.滚子半径的选择§4-5间歇运动机构一.间歇运动机构作用将连续运动转变成间歇运动。例牛头刨二.常用间歇机构1.棘轮机构2.槽轮机构3.不完全齿轮机构4.凸轮式间歇运动机构1.棘轮机构1)组成棘轮机架棘爪止动爪摇杆将摇杆的往复摆动转换成棘轮的间歇转动。2)作用：单向AB’3)类型：、双向棘轮机构、摩擦式4)特点：轮齿式棘轮工作时噪音大、有冲击，但运动准确。而摩擦棘轮则相反。拨盘转动一周，槽轮运动时间td与拨盘运动时间tj的之比。2.槽轮机构1)组成、主动拨盘从动槽轮机架2)类型：外槽轮、内槽轮3)运动系数K：工作原理、应用。槽轮转过一槽转角2j2拨盘转角2j12j1=p-2j2=p-2p/ZK=td/tj=2nj1/2p=n(1/2-1/Z)设拨盘销数n,槽轮槽数为Z,则：因K<1故：

n<1/(1/2-1/Z)Z3例：Z=3,n=15;Z=45,n=13;Z6,n=12因K>03.不完全齿轮机构1)组成从动轮主动轮2)特点工作可靠、从动件运动时间、停歇时间、每次转角可在较大范围内变化。进入或脱离啮合时有刚性冲击，适于低速轻载场合。3)例子4.凸轮式间歇运动机构1)圆柱凸轮间歇机构主动凸轮从动转盘2)蜗杆凸轮间歇运动机构主动凸轮从动转盘3)特点：传动平稳、工作可靠、常用于传动交错轴之间的分度运动和高速转位分度机械中。凸轮副法向力的方向与推杆速度方向所夹的锐角a。nn一.压力角与基圆半径FQv2FfFnttFxFyaw11.压力角a[a]2.基圆半径与凸轮大小rs2r=r0+s2基圆越大凸轮越大，反之结构紧凑3.基圆半径与压力角由凸轮和推杆在B速度关系v2=vB1tana=w1rtanar=v2/(w1tana)r0=r-s2=v2/(w1tana)-s2基圆越大压力角越小tana=v2/[w1(r0+s2)]二.滚子半径的选择bb´

min

minb

minb´

min=min-rK

min>rK

min=rKb

minrK

min<rK一般：rK0.8minbrminr

minrK

min=min+rK

min=0轮廓变尖运动失真rKrKb

s2dtd1d2d3d4hC0C1C2C3C4C51.对心尖顶直动从动件盘形凸轮79123456810已知：凸轮逆时针转动,基圆半径r0，运动规律s2。试设计图轮轮廓。w1设计：1)作出凸轮机构的初始位置；2)按-

方向等分基圆和位移曲线；3)在反转时尖顶位置B1、B2

。d1C6C7C8C9C10d2d3d4B1B0B2B3B4B5B6B7B8B9B104)光滑连接B0、B1、B2

。2.滚子直动从动件盘形凸轮已知：凸轮逆时针转动,基圆半径r0，运动规律s2。滚子半径rk，试设计图轮轮廓。设计：1)按尖顶从动件设计轮廓；--------理论廓线2)

以理论廓线为圆心作圆。s2dtd1d2d3d4h79123456810C0C1C2C3C4C5w1d1C6C7C8C9C10d2d3d4B1B0B2B3B4B5B6B7B8B9B103)光滑连接各圆

。--------实际廓线注意基圆半径指凸轮转动中心到理论廓线的最小向径4.平底直动从动件盘型凸轮-

sO180º120º60º123456789102

1注意：对于平底直动从动件盘型凸轮，只要运动规律相同，偏置从动件和对心从动件具有相同的轮廓。180º120º1.作出角位移线图；2.作初始位置；4.求反转时尖顶的位置B1、B2

。D1D2D3D5D6D7D8D9D10D43.按-

方向等分圆和运动规律曲线；r0B0LC1C2C3C4C5C6C7C8C9C10

1B1

2B2

3B3B4B5B6B7B8B9B104.摆动从动件盘型凸轮180º120º60ºo12345678910d已知：凸轮逆时针转动,基圆半径r0,中心距a,从动件长度L,运动规律y(d).试设计图轮轮廓.设计：5.光滑连接

B0、B1、B2

。180°60°120°-wD0aO一.基本概念（对心尖顶直动从动件）

以凸轮回转中心到轮廓(滚子中心)的最小向径r0所作的圆1.基圆：2.推程：推杆从最低位置到

最高位置的运动过程3.行程：h4.推程运动角d1

：d1r05.远休止角d2d26.回程运动角d3d37.近休止角d4d4二.基本概念

(偏置尖顶直动从动件）1.基圆：3.偏置圆：以回转中心到推杆

的距离e为半径所作的圆e2.推程：推杆从最低位置到

最高位置的运动过程4.推程角：对应推程的凸轮转角d1hd15.回程：推杆从最高位置到最低位置的运动过程6.回程角：对应回程的凸轮转角d37.远休与近休、远休止角d2与近休止角d4d3d2d4r0

以凸轮轮廓(滚子中

心)到回转中心的最小距离

为半径r0所作的圆1.等速运动规律a)推程s2=hd/d1v2=hw/d1a2=0b)回程s2=h(1-d/d3)v2=-hw/d3a2=02)等速运动规律曲线1)运动方程sdd1d2d3d4vdadhhw/d1-hw/d3+

-

3)等速运动规律特点运动起点和终点，加速度发生突变，为±

，称为刚性冲击.3)特点2.等加速等减速运动规律a)等加速s2=2hd2/d12v2=4hwd/d12a2=4hw2/d12b)等减速s2=h-2h(d1-d)2/d12)v2=4hw(d1-d)/d12a2=-4hw2/d121)运动方程2)运动规律曲线shd123456110494vdda在运动开始、中点和结束时加速度发生有限大突变，称为柔性冲击.1)推程方程2)绘制运动规律曲线3)特点运动开始和结束时存在柔性冲击.3.余弦运动规律1)推程方程2)绘制运动规律曲线3)特点：