机械基础 7.3凸轮机构 教案ppt课件.ppt

常用机构凸轮机构,主讲人：姚美祥,2013年 9 月 10 日,临湘市职业中专,凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。凸轮是主动件，从动件的运动规律由凸轮轮廓决定。凸轮机构是机械工程中广泛应用的一种高副机构。常用于低速、轻载的自动机或自动机的控制机构。,凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。,组成,凸轮机构的应用特点有：(1)便于准确地实现给定的运动规律。(2)结构简单紧凑，易于设计。(3)凸轮机构可以高速起动，动作准确可靠。(4)凸轮与从动件为高副接触，不便润滑，容易磨损，不宜承受重载或冲击载荷。(5)凸轮轮廓曲线不易加工。(6)主要用于需要实现特殊运动规律而传力不大的场合。,特点,分类,一、按凸轮的形状分：1.盘形凸轮,分类,二、按凸轮的形状分：2.移动凸轮,分类,三、按凸轮的形状分：3.圆柱凸轮,分类,按从动件端部形式和运动形式分：,分类,对心移动从动件 偏置移动从动件 摆动从动件,四、按锁合方式分：力锁合、形锁合。,基本参数,远停程角远停程对应的凸轮转角。,基圆rb以凸轮的最小向径为半径所做的圆。,推程从动件由起始位置被推到最高位置的行程。,推程角推程对应的凸轮转角。,回程角回程对应的凸轮转角。,近停程角近停程对应的凸轮转角。,回程从动件由最高位置回到最低位置的行程。,远停程从动件在最高位置静止不动的行程。,近停程从动件在最低位置静止不动的行程。,升程h从动件在推程或回程中移动的最大距离。,从动件运动规律,从动件的运动规律是指其位移、速度和加速度随时间变化的规律。主要由凸轮轮廓决定。,运动线图：位移线图s、速度线图v、加速度线图a。,最常用的运动规律有：等速运动规律(直线运动)等加速等减速运动规律(抛物线运动)余弦加速度运动规律(简谐运动),等速运动规律,刚性冲击：等速运动从动件在行程的始末位置速度有突变，理论上该处加速度为无穷大而引起的冲击。因此这种运动规律只适用于低速、轻载的传动场合。,等加速、等减速运动规律,柔性冲击：从动件在三个位置上有有限值的突变，加速度发生有限变化时引起的冲击，使机构产生柔性冲击。因此该运动规律适用于中速轻载场合。,余弦加速运动规律,柔性冲击：在行程末端加速度存在有限值的突变，因而产生柔性冲击。因此该运动规律适用于中速场合。,凸轮轮廓绘制,凸轮轮廓绘制原理：反转法。给整个凸轮机构加上一个反向默默转动，各构件间的相对运动并不改变。给整个机构加上一个反向运动后，凸轮处于相对的静止状态，凸轮机构的其他部分则绕凸轮回转中心以相同的角速度，沿与凸轮实际转动方向相反的方向相对回转，从动件仍以原来的运动规律相对移动（或转动）。,反转法原理,凸轮轮廓绘制,例：设计一对心直动尖顶从件杆盘形凸轮，已知凸轮按逆时针方向转动，基圆半径为R0，其运动规律为：,设计步骤如下：确定比例，画出位移线图。作出凸轮机构的初始位置：以与位移线图相同的比例画出基圆，作从动件的起始点。确定凸轮转角与从动件位移的对应关系：用反转法画出推程运动角、远休止角、回程角、近休止角，并在相应段与位移线图对应划出相同等分。作出从动件尖端相对于凸轮的各个位置。光滑连接。,凸轮轮廓绘制,凸轮轮廓绘制,设计中的问题,1、压力角：从动件在接触点所受力的方向线与该点速度方向线之间所夹的锐角。移动从动件的推程 3040 摆动从动件的推程 4050 回程 70802、自锁：无论凸轮给从动件的力有多大，都不能使从动件运动，这种现象称为自锁。3、基圆半径对的影响：基圆半径越大，压力角越小。,设计中的问题,rrT时：所得的凸轮实际轮廓为光滑的曲线(如图b)r=rT时：实际轮廓线变尖，极易磨损，不能使用(如图c)rrT时：实际曲线出现交叉会出现失真(如图d),实际设计时，为避免运动失真，应使滚子半径rT小于理论轮廓曲线外凸部分的最小曲率半径min，一般推荐rT 0.8min。,设计中的问题,4、运动失真：从动件将不能实现设计所预期的运动规律。,