烟南院机械设计基础课件05凸轮机构

第五章凸轮机构§5-1概述

§5-2常用从动件的运动规律§5-3凸轮轮廓的设计与加工§5-4凸轮机构基本尺寸的确定凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触，在运动时可以获得连续或不连续的任意预期运动。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。由于凸轮机构具有多用性和灵活性,因此广泛应用于机械、仪器、操纵控制装置和自动生产线中,是自动化生产中主要的驱动和控制机构。但由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。§5-1概述一、应用：例一：所示为内燃机配气凸轮机构。盘形凸轮1匀速转动,通过其曲线轮廓向径的变化,驱动从动件2按内燃机工作循环的要求有规律地开启和闭合。配气机构内燃机配气凸轮机构模型例二：所示为靠模车削机构，工件1回转，凸轮3作为靠模被固定在床身上，刀架2在弹簧作用下与凸轮轮廓紧密接触。当拖板4纵向移动时，刀架2在靠模板（凸轮）曲线轮廓的推动下作横向移动，从而切削出与靠模板曲线一致的工件。例三：所示为一自动机床的进刀机构，当具有凹槽的圆柱凸轮1回转时，其凹槽的侧面迫使推杆2绕点C作往复摆动，从而控制刀架的进刀和退刀运动。自动机床上的走刀机构模型二、分类：1、按凸轮的形状：①盘形凸轮机构——平面凸轮机构②移动凸轮机构——平面凸轮机构③圆柱凸轮机构——空间凸轮机构曲面凸轮机构——空间凸轮机构尖顶从动件2、按从动件的形状：①尖底从动件：用于低速；②滚子从动件：应用最普遍；③平底从动件：用于高速。滚子从动件平底从动件3、按从动件运动形式：①移动从动件②摆动从动件1.力锁合：靠重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮始终保持接触的凸轮机构。3、按锁合方式：①力锁合②几何锁合等宽凸轮沟槽凸轮2.几何锁合：所示为一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构,凸轮上有一最小向径,以最小向径r。为半径所作的圆称凸轮基圆,r。称基圆半径,凸轮以等角速度ω1顺时针转动。凸轮机构运动过程如下。§5-2常用从动件的运动规律一、基本尺寸和运动参数基圆r0sh0推程运动角远休止角回程运动角近休止角BC二、常用从动件运动规律刚性冲击：由于加速度发生无穷大突度而引起的冲击称为刚性冲击。1、等速运动规律（推程段）2、等加速等减速运动规律柔性冲击：加速度发生有限值的突变（适用于中速场合）

3、余弦加速度运动规律变化运动特征：若为零，无冲击，若不为零，有冲击

4、正弦加速度运动规律变化运动特征：没有冲击

5、组合运动规律把上述几种运动规律组合起来应用，两条曲线在拼接处必须保持连续。根据相对运动原理,如果给整个凸轮机构加上一个与凸轮转动角度ω数值相等、方向相反的“-ω”角速度,则凸轮处于相对静止状态§5-3凸轮轮廓的设计与加工一、反转法原理：

1、尖底直动从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓设计：已知：转向，二、作图法设计凸轮轮廓曲线

（3）在理论轮廓上画出一系列滚子，画出滚子的内包络线——实际轮廓曲线。注意：设计滚子从动件凸轮机构时，凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的基圆半径。2、滚子从动件（1）去掉滚子，以滚子中心为尖底。（2）按照上述方法作出轮廓曲线——理论轮廓曲线对心滚子移动从动件盘形凸轮作图法（3）过B1、B2…点作出一系列平底，得到一直线族。作出直线族的包络线，便得到凸轮实际轮廓曲线。3、平底从动件（1）取平底与导路的交点B0为参考点（2）把B0看作尖底，运用上述方法找到B1、B2…§5-4凸轮机构基本尺寸的确定摆动从动件：[α]=40°-50°直动从动件：[α]=30°-38°一、凸轮机构的压力角压力角：接触点法线与从动件上作用点速度方向所夹的锐角。极限压力角：二、基圆半径三、滚子半径的选择滚子半径rT必须小于理论轮廓曲线外凸部分的最曲率半径ρmin，设计时例1：画出图示机构的压力角滚子半径的选择为保证滚子及转动轴有足够的强度和寿命,应选用较