华科机械原理PPT课件凸轮机构.ppt
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1、机械原理第三章 凸轮机构,华中科技大学 机械学院 刘伦洪,目录,3-1 凸轮机构的应用及分类3-2 从动件常用运动规律3-3 盘形凸轮机构基本尺寸的确定3-4 根据预定运动规律设计盘形凸轮轮廓曲线3-5 空间凸轮机构,凸轮是一个具有曲线轮廓的构件。含有凸轮的机构称为凸轮机构。它由凸轮、从动件和机架组成。,一、凸轮机构的应用,3.1 凸轮机构的应用及分类,内燃机配气凸轮机构,凸轮机构的应用,打标机,进刀凸轮机构,内燃机配气凸轮机构,多缸内燃机-配气机构,冲压机,凸轮机构的优缺点,优点:只需确定适当的凸轮轮廓曲线,即可实现从动件复杂的运动规律;结构简单,运动可靠。 缺点:从动件与凸轮接触应力大,易
2、磨损用途:载荷较小的运动控制,一)按凸轮的形状分,二、凸轮机构的分类,1、盘形凸轮,2、移动凸轮,3、圆柱凸轮,4、圆锥凸轮,1、尖顶从动件,二)按从动件上高副元素的几何形状分,2、滚子从动件,3、平底从动件,三)按凸轮与从动件的锁合方式分,1、力锁合的凸轮机构,力锁合的凸轮机构形锁合的凸轮机构,2、形锁合的凸轮机构,沟槽凸轮机构等宽凸轮机构等径凸轮机构主回凸轮机构,1)沟槽凸轮机构,2)等径凸轮机构,3)等宽凸轮机构,4)主回凸轮机构,(平底)摆动从动件凸轮机构,(对心、偏置)移动从动件凸轮机构,四)根据从动件的运动形式分,偏心距,回程运动角,推程运动角,远休止角,近休止角,A,D,( ,s
3、),C,B,O,三、凸轮机构的工作原理,基圆,行程,?,推程角为什么是BOB ?而不是BOA ?,图中推程运动角是.,O,推程运动角,问1:导致BOA的原因是什么?或: 什么条件下=BOA?问2:考虑到:推程运动角 =BOB近休止角s =DOA ?远休止角s =COB ?回程运动角 =DOC ?那么凸轮旋转一周,4个角的和岂不是360 ?,D,回程运动角,现象: 只要偏心距e不为0, 即使AB与CD形状相同, 回程速度比推程速度快。,如果从动件偏向O点左侧, 问1:回程速度和推程速度哪个快?问2:这样布置是否合理?,摆动从动件凸轮机构,中心距a杆长l摆杆初始位置角0角位移摆幅max,O1,O2
4、,基圆,l,2)凸轮机构基本尺寸的设计移动从动件:基圆半径rb,偏心距e;摆动从动件:基圆半径rb,凸轮转动中心到从动件摆动中心的距离a及摆杆的长度l;滚子从动件:除上述外,还有滚子半径rr。平底从动件:除上述外,平底长度L。,3)凸轮机构曲线轮廓的设计4)绘制凸轮机构工作图,1)从动件运动规律的设计,四、凸轮机构的设计任务,3-2 从动件常用运动规律,一、基本运动规律二、组合运动规律简介三、从动件运动规律设计,升-停-回-停型(RDRD),升-回-停型(RRD),升-停-回型(RDR),升-回型(RR),运动循环的类型,从动件运动规律的数学方程式,位移,速度,加速度,跃动度,一、基本运动规律
5、,a=2(2c2 + 6c3 +12c42 + +n(n-1)cnn-2),(一) 多项式运动规律,s=c0 + c1 + c22 + c33 + + cnn,v=( c1 + 2c2 + 3c32 + +ncnn-1),式中,为凸轮的转角(rad); c0,c1,c2, ,为n+1个待定系数。,j=3(6c3 + 24c4 + +n(n-1)(n-2)cnn-3),1、n=1的运动规律,等速运动规律,=0,s=0; =,s=h,问:回程的方程式呢?,等加速等减速运动规律,2、 n=2的运动规律,(二)余弦加速度规律,(三)正弦加速度规律,正弦/余弦对比,二、组合运动规律简介,运动规律组合应遵
6、循的原则:1、对于中、低速运动的 凸轮机构,要求从动件的 位移曲线在衔接处相切,以保证速度曲线的连续。2、对于中、高速运动的凸轮机构,则还要求从动件的 速度曲线在衔接处相切,以保证加速度曲线的连续。,梯形加速度运动规律,a,改进型等速运动规律,三、从动件运动规律设计,1、从动件的 最大速度vmax 要尽量小;2、从动件的 最大加速度amax要尽量小;3、从动件的 最大跃动度jmax 要尽量小。,从动件常用基本运动规律特性,33 盘形凸轮机构基本尺寸的确定,一、移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸 二、摆动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸,一、移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸设计,P13,P23,对于对
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