机械设计原理-凸轮机构

1、第五章凸轮机构，见视频，应用，气门机构，卷绕机构，仿形机构，进给机构，凸轮机构由三个基本部件组成：凸轮1，从动件2和框架3以及锁紧装置。这是一种高度辅助的机制。其中，凸轮是具有弯曲轮廓或凹槽的部件，其通常以恒定速度连续旋转，并且从动件在凸轮轮廓的控制下根据预定的运动规则来回移动或摆动。优点：只要凸轮的轮廓曲线设计制造正确，凸轮的旋转运动就能准确可靠地转化为从动件所期望的复杂运动规律的运动，设计简单。凸轮机构结构简单紧凑，运动可靠。缺点：凸轮与从动件是点接触或线接触，因此很难保持良好的润滑，容易磨损。凸轮机构通常适用于传力很小的机器。尤其广泛应用于自动机械、仪器仪表和自动控制系统。连杆机构与凸轮

2、机构的特点及比较平面连杆机构虽然应用广泛，但只能近似达到给定的运动规律，设计复杂。当从动件必须按照预定的运动规律，特别是复杂的运动规律精确工作时，通常使用凸轮机构。分类：1。根据凸轮的形状，2。根据从动杆的运动形式：圆盘、移动、圆柱、移动(直)、摆动、螺旋、滚子、平底、凸轮机构12.avi、移动凸轮、圆柱凸轮、2。1.基圆：以最小径向直径r0作为凸轮轮廓半径的圆，轮廓和从动件运动定律的基本术语，6。偏移e，偏移圆，4。返回和返回运动角度dh，3。远休止角ds，5。近休止角ds，冲程：h(最大位移)，推杆位移s=f (t)。特别是，当凸轮以恒定速度旋转时，v=v(d)；A=a (d)，一般规则：

3、上下停止，推杆运动分析，刚性冲击：无限突然加速引起的冲击称为刚性冲击，适用于低速凸轮机构。1。一次多项式运动规律(匀速运动规律)、等加速度、等减速度柔性冲击：加速度突变量有限，适用于中低速凸轮机构。二次多项式运动定律(等加速度和等减速度运动定律)，3。五次多项式运动定律，3-4-5多项式：在运动的开始和结束时，刚性冲击和柔性冲击都不适用于高速凸轮。从动件作连续升降循环运动时，加速度曲线是连续的，没有冲击，因此可用于高速凸轮机构。4，余弦加速度运动规律(简谐运动规律)，运动特性：无冲击，6，组合运动规律为了获得更好的运动特性，上述运动规律可以组合应用。组合时，两条曲线在拼接处必须是连续的。5、正

4、弦加速度运动规律(摆线运动规律)，设计方法：作图法、解析法了解转向。凸轮轮廓采用作图法设计，反求法原理：假设凸轮是固定的，从动件沿导轨沿相反方向绕凸轮轴中心旋转，同时按照给定的运动规律在导轨中做相对运动，从动件顶端底部的运动轨迹为凸轮轮廓曲线。凸轮轮廓设计，4.3.2图解法，1。具有锐底定心移动推杆的盘形凸轮的轮廓设计，如图所示，凸轮基圆半径rb、从动件运动规律和角速度是已知的，并且凸轮顺时针旋转。凸轮轮廓曲线的设计步骤如下：(1)选择合适的比例，绘制从动件位移图。2)以rb为半径作为基圆。3)在基圆上，依次取顶角、回程运动角和短程静止角。4)测量从动件在每个位置的位移，以及5)将A0、A1、

5、A2和A3连接成平滑曲线以获得凸轮轮廓。2。尖底移动推杆盘形凸轮的轮廓设计、从动件导轨与凸轮旋转中心的偏移距离e凸轮基圆半径rb以相等的角速度逆时针转动从动件的位移线图，步骤：以O为圆心作基圆，偏移圆确定从动件的起始位置C。制作从动件的中心线和偏移量运动图被分成几个相等的部分，偏移圆被从点A顺时针分成相应的相等部分A1和A2。e、rb、C、A、O，交点A1和A2是偏移圆的切线，相交的基圆位于点B1和B2。从动件尖端从B1点切向移动到C1点，从B2点移动到C2点，用光滑曲线连接C-C1-C2，即凸轮轮廓曲线。(3)在理论轮廓上绘制一系列滚子，并绘制滚子内包络的实际轮廓曲线。注：设计滚子推杆凸轮机

6、构时，凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的基圆半径。(1)拆下滚轮，以滚轮的中心为尖底。(2)按照上述方法制作轮廓曲线的理论轮廓曲线；(3)滚动推杆；(1)以平底与导向道路的交点B0为参考点；(2)以B0为尖底，用上述方法找到B1和B2；(3)通过B1和B2点做一系列平底，得到一个直线族。做直线族的包络，然后得到凸轮的实际轮廓曲线。4.平底推杆，即凸轮轴中心与从动件之间的转动中心远离A凸轮的基圆半径rb，长从动件L凸轮的位移图使从动件以等角速度逆时针转动；5.摆动推杆盘形凸轮机构，步骤：以凸轮中心O为中心，以rb和A为基圆和中心圆。以中心圆上的点o1为从动件旋转中心的起始位置，以o1为中心，以L为

7、半径，在A0上画一条与基圆相交的圆弧，则o1Ao为摆动从动件的起始位置。将运动线图的横坐标分成几个相等的部分(如图所示)。以o1为起点，中心圆按顺时针方向分成与运动线图相对应的等分o1和o2。以o1为中心，L为半径画一条圆弧，在C1与基圆相交，使C1 o1A1=1，在A1点与圆弧相交，A1是凸轮轮廓上的一个点。以同样的方式，可以获得点A2和A3。将A0、A1和A2平滑地连接成一条曲线，即凸轮的轮廓曲线。凸轮机构压力角的确定压力角：当不考虑摩擦力时，从动件上凸轮的正压力(沿nn方向)与从动件上力作用点的速度方向之间的锐角。压力角越小，从动件的有效分力越大，机械应力越大，效率越高。确定了凸轮机构的

8、基本尺寸。为了提高凸轮的应力，在结构允许的情况下，导轨长度lb和悬臂尺寸la应尽可能大。如果其他条件保持不变，那么lim机构的推力是自锁的，允许压力角Lim工作行程：移动从动件30，摆动从动件45返回行程：7080、2。基圆半径的确定：rb、3。滚子半径的确定滚子半径rr，实际轮廓曲率半径C，理论轮廓曲率半径为凹面理论轮廓曲线无论滚子半径有多大，实际轮廓曲线总是可以制作的，对于凸面理论轮廓曲线1。rr0，可以制作实际的轮廓曲线。2。rr=，c=0，实际轮廓曲线上有一个尖点，很容易磨损。c)图3。rr，c 0，生成交叉实际轮廓曲线，但是没有获得完整的轮廓曲线，并且随动件的运动将被扭曲。d)图、结论滚子半径