09第九章 凸轮机构及其设计.docx

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1、第九章凸轮机构及其设计9-1凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构的应用：常用的高副机构自动机械和半自动机械装置中，实现运动比连杆（最多9个点）简洁，运用广泛。1 .应用实例：（1）内燃机配气机构：2 .凸轮机构及组成：是高副机构凸轮：多为主动件，有时为机架，一般等速转动、有时摆动。推杆（从动件）：被凸轮直接推动的构件。连续或间歇的移动或摆动。机架：3 .优点t易满意随意困难运动的要求；简洁紧凑，工作牢靠；易设计。4 .缺点:易磨损（点线接触一高副）。用于受力不大的场合；加工困难，成本高。二、凸轮机构的分类：1 .分类：（1）凸轮机构（两活动构件作平面、空间运动）平面凸轮机构盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮

2、空间凸轮机园圆锥凸轮球面凸轮、弧面凸轮等（2）凸轮机构（按推杆运动副形态分）尖顶推杆/从动件滚子推杆/从动件平底推杆/从动件简单不失真易g损，用于低速轻载微合，如仪表摩擦小，传递大力，应用广，中低速受力平稳（数推杆底部）压力角小效率高，润滑好（油膜）高速场合（缺点：易失真）（3）凸轮机构（推杆运动形式）直动推杆/从动件对心直动推杆：从动仰轴线通过凸轮回转轴线偏置直动推杆：从动僭由线不通过凸轮回转三摆动推杆/从动件作平面复杂运动从动件（第98页图4-4）力封闭：spring、G等形封闭：（虚约束）2 .命名：以上分类方法组合：摇摆滚子推杆圆柱凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构9-2从动件的运动

3、规律及其选择一、凸轮与从动件的运动关系：对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构起始位置在近休处）图9-2ABBCCTDDA以凸轮的最半径E半径所做的圆一个运动循环凸轮基圆：以凸轮的回留由心。为圆心，基圆半径：不称为基圆半径推程/推程运动角心（“升距/2（行程）远休（程）/远休止角”A）回程/回程运动角%（OJ）近休（程）/近休止角媒（4）从动件行程：从动件的最大位移：h整程角（一个运动循环对应凸轮总转角）耙=%+呢+OoW（一般么二21）二、从动件的运动规律（推杆的运动规律）：s（t）指从动件的位移s、速度V、加速度a随时间而改变的规律=火。a=a（t）凸轮一般以等角速度3运动.瓦比，常用3（转角）S=

4、s（b）v=v（）其中，位移线图最重要a=a（）图a）的运动规律用图b）表示初始条件推程：r=O,b=O,s=O回程：r=O,b=O,s=h了解位移线图取决;图轮廓线取决卜从动件的运动规律从动件的运动规律基本运动规律组合运动规律（常用出规律）三、从动件运动规律的选择：考虑：刚性冲击、柔性冲击、Vma、（速度幅值）、anax1.%ax：TT动量幅值Snax%ax小好（安全、缓冲）重载和m大时，要选VmX一定要小的运动规律24wt1惯性力幅简叫w5ma小些好（动压力，震动磨损）高速凸轮应泡InaX小的运动规律参考表4-2讲1 .从动件基本运动规律多项式运动规律（1）等速运动规律：指凸轮等一次多项式

5、动规律：（即等速运力规律）:刚性冲击，低速二次多项式的运动规律（常用等加速等减速云动规律）柔性冲击，中速3-4-5多项式运动规律：二角函数云动视律余弦加速度运动规律（简谐运动规律）：柔性中击中速二用I均刈就伴j正弦加速度运动规律G罢线运动规律）：无舛击，高速速回转时，从动件在推程或回程中的速度为常数，而在始末两点处速度产生突变4双惯性力8即hv=a=Ohhs-.2是常数sVa线图如下：（2）等加速等减速运动规律：指从动件在推程（或回程）中,等加速段：04推程S等减速段:%2前半行程合后半行程（D加速度大小相等，方向相反（2）所用时间相等，均为tJ2（3）位移量相等，均为h/2方程旬=空常数“=

6、WSyocb-凸轮转角5=7T2SoCS?.二次lua012346vI先作等加速运动，再作等减速运动，加速度为常数运动起先和终止时，速度有突变为8（理论，无限值）一惯性力（刚性）冲击低速场合KJ一1cosz+)-(1+)sin(+x)tan2=01=af=arctan%(1+)tan1(4-8)为使凸轮正常运转：4皿生V工程上考虑到Fl2,：=maxM举荐的a：推程（工作行程X直动从动件团=30040摆动从动件同=35。45。回程（空回行程X直动从动件摆动从动件na=7080（从动件有返回力，如醯等）.v2=iOPI?叼D.压力角：dsOP,-t-edtana=-二、按许用压力角确定凸轮机构的

7、基本尺寸:如图4-15P12为1、2构件相对速度瞬心S0+SS(1+S(4-9)其中：So=JI-dse即:tana=dyr02+e2+s(l),TaJ(2)当F一定时，。随、丁变化所以d为了改善传力特性或减小凸轮尺寸，常用P115页图4/7偏置凸轮机构:应使偏置于推时的相对瞬心P12位于凸轮轴心的同一侧，否则，使推程a,，代入(4-9)计算时e用“一”代入三、按凸轮轮廓全部外凸条件确定凸轮基圆半径r平底凸轮机构运动不失真由式PUl(4-5)及高数中的曲率半径计算公式，平底直动从动件盘型凸轮轮廓曲率半径应大于或等于最小曲率半径Pmin。z/、ds.X=(F+5)cosSinQddsY=(q+s)si11e+CoSed(OWeW2)(4-5)置动平底从动件轮廓方程%-1一31(12)一得：p=r0+s(9)+s,)Pmin(0