山轻院机械设计基础课件03凸轮机构

机械设计基础

第3章凸轮机构典型的凸轮机构的工作原理从动件凸轮滚子机架一、凸轮机构的应用

§3-1凸轮机构的应用及分类盘形凸轮机构在印刷机中的应用等经凸轮机构在机械加工中的应用

§3-1凸轮机构的应用及分类利用分度凸轮机构实现转位圆柱凸轮机构在机械加工中的应用二、凸轮机构的分类1、按凸轮形状盘形凸轮移动凸轮

§3-1凸轮机构的应用及分类圆柱凸轮二、凸轮机构的分类平底从动件

§3-1凸轮机构的应用及分类2、按从动件形式尖顶从动件滚子从动件e总结凸轮机构的优缺点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。优点：缺点：因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构一、基本名词术语凸轮基圆基圆半径从动件推程从动件回程推程运动角回程运动角从动件远休程远休止角

§3-2从动件的常用运动规律从动件近休程近休止角从动件升程h二、从动件运动规律（1）等速运动规律推程运动线图在从动件的行程始、末产生瞬间刚性冲击

特点：

应用：低负轻负不宜单独使用，在运动开始和终止段用其它运动规律过渡二、从动件运动规律（2）等加速等减速运动规律在从动件的行程始、中、末加速度出现有限值突变，产生柔性冲击

特点：

应用：中速轻负二、从动件运动规律（3）简谐运动规律在从动件的行程始、末产生柔性冲击

特点：

应用：中低速中负荷当从动件往复运动时，可获得连续的急速度曲线而用于高速凸轮机构vmaxa123456amax-amaxv1234561'2'3'4'5'6'h0s13456s23456若干种从动件运动规律特性比较运动规律F)/(0maxwhvF)/(202maxwha冲

击应用场合等速1.00

刚

性低速轻负荷等加速等减速2.004.00柔

性中速轻负荷余弦加速度（简谐）1.574.93柔

性中低速中负荷正弦加速度2.006.28──中高速轻负荷3-4-5多项式1.885.77──高速中负荷改进型等速1.338.38──低速重负荷改进型正弦加速度1.765.53──中高速重负荷改进型梯形加速度2.004.89──高速轻负荷

一定时，越大，有害分力越大，由此引起的摩擦阻力越大。当增大到使

时，机构自锁。

§3-2凸轮机构的压力角回顾压力角概念：

作用在从动件上的驱动力与该力作用点的绝对速度方向之间所夹的锐角一、凸轮压力角与作用力的关系

为保证凸轮机构正常工作，设计时应使推程最大压力角不超过许用值。二、压力角与凸轮基圆半径的关系即：r0增大，α减小由图中的几何关系，可得到：凸轮设计准则：在保证最大压力角不超过许用值的前提下，缩小凸轮尺寸。

§3-4图解法设计凸轮轮廓

设想给凸轮机构加上一个绕凸轮轴心并与凸轮角速度等值反向的角速度。根据相对运动原理，机构中各构件间的相对运动并不改变，但凸轮已视为静止，而从动件则被看成随同导路以角速度绕点转动，同时沿导路按预定运动规律作往复移动。从动件尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓。反转法原理：反转法设计凸轮轮廓曲线的方法和步骤

1.对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计

2.对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计

3.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计

1.对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计基圆半径Rb1.选与位移线图一致的比例作凸轮的基圆；2.将基圆分成与位移线图中相对应的等份；3.分别自基圆圆周向外量取从动件位移线图中相应的位移量；4.光滑连接各点即为所求的凸轮轮廓。

已知，如图2.对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计

实际轮廓曲线

理论轮廓曲线

3.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计e已知：如图所示凸轮机构设计中应注意的几个问题

设计凸轮机构，不仅要保证从动件能实现预定的运动规律，还须使设计的机构传力性能良好，结构紧凑，满足强度和安装等要求，为此，设计时应注意处理好下述问题。

1.滚子半径的选择

2.凸轮机构的压力角

3.凸轮基圆半径的确定

4.凸轮机构的材料

1.滚子半径的选择

对于外凸的凸轮廓线：实际轮廓为光滑曲线

实际廓线出现尖点

实际轮廓相交而造成从动件运动失真对于内凹的凸轮廓线：实际轮廓为光滑曲线

滚子半径的选择：外凸轮廓：

ra=r-rr。内凹轮廓：ra