第9章凸轮机构.ppt

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1、9-19-1凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类本章教学内容本章教学内容9-29-2推杆的运动规律推杆的运动规律9-3 9-3 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计9-49-4凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定应用应用内燃机配气凸轮机构内燃机配气凸轮机构等速运动凸轮绕线机等速运动凸轮绕线机双凸轮组合写双凸轮组合写R R字机构字机构圆柱凸轮输送机圆柱凸轮输送机组成组成由凸轮、从动件和机架三个由凸轮、从动件和机架三个基本构件基本构件组成。组成。9.1 9.1 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类9.1.1 9.1.1 凸轮机构的应用凸轮机构的应用1.1.按凸轮形状分类按凸轮形状分

2、类2.2.从动件形状分类从动件形状分类1)1)盘形凸轮盘形凸轮 2)2)移动凸轮移动凸轮 3)3)圆柱凸轮圆柱凸轮 （端面端面）1)1)尖端从动件尖端从动件2)2)曲面从动件曲面从动件3)3)滚子从动件滚子从动件4)4)平底从动件平底从动件9.1.2 9.1.2 凸轮机构的类型凸轮机构的类型4.4.按保持接触方式分类按保持接触方式分类2)2)几何形状封闭几何形状封闭1)1)移动从动件移动从动件(对心、偏置对心、偏置)2)2)摆动从动件摆动从动件1)1)力封闭（力封闭（重力重力、弹簧弹簧）（1 1）凹槽凸轮机构凹槽凸轮机构（3 3）等宽凸轮机构等宽凸轮机构（4 4）等径凸轮机构等径凸轮机构（5

3、5）共轭）共轭凸轮机构凸轮机构 （2 2）凸缘凸轮机构凸缘凸轮机构3.3.按从动件的运动形式分类按从动件的运动形式分类运动特点运动特点：连续回转：连续回转 往复运动。往复运动。优点优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。缺点缺点：高副，线接触，易磨损。：高副，线接触，易磨损。9.1.3 9.1.3 凸轮机构的特点凸轮机构的特点应用：应用：传力不大的场合。传力不大的场合。00010100r0s0202T(360o)h基圆，基圆半径基圆，基圆半径rb；升程升程 h近休，近休止角近休，近休止角02回程，回程运动角回程，回程运动角0远休，远休止角远休，远休止角01推

4、程，推程，推程运动角推程运动角0 h刚性冲击刚性冲击：加速度无穷大突变引起的冲击。加速度无穷大突变引起的冲击。(1)(1)等速运动等速运动 sav+-特点特点：有刚性冲击。：有刚性冲击。应用应用：低速：低速轻载轻载。9.2.2 从动件常用运动规律从动件常用运动规律(2)等加等减速运动等加等减速运动柔性冲击柔性冲击：加速度有限值突变引起的冲击。加速度有限值突变引起的冲击。特点特点：有柔性冲击：有柔性冲击应用应用：中速轻载。：中速轻载。1234560 0h/2h/22h/2h/0 00149414h4h2 2/0 02 2sOvOaO（3 3）余弦加速度（简谐）运动规律：）余弦加速度（简谐）运动规

5、律：当质点在圆周上作匀速运当质点在圆周上作匀速运动时，其在该圆直径上的投影构成了简谐运动。动时，其在该圆直径上的投影构成了简谐运动。特点特点：有柔性冲击。：有柔性冲击。应用应用：中速中载。：中速中载。123456av vs sh0123456V Vmaxmax=1.57h=1.57h/0 0（4 4）正弦加速度（摆线）运动规律：）正弦加速度（摆线）运动规律：当圆沿着坐标系的纵轴当圆沿着坐标系的纵轴作匀速纯滚动时，圆周上的各点将描绘出一条摆线，此时，作匀速纯滚动时，圆周上的各点将描绘出一条摆线，此时，圆周上的各点在纵周上的投影便构成了摆线运动规律。圆周上的各点在纵周上的投影便构成了摆线运动规律。

6、特点特点：无冲击。：无冲击。应用应用：高速。：高速。s123456vah0 0r=h/2vmax=2h/0 0amax=6.28=6.28hh2 2/0 02 2vs a hooo 9.2.3 运动规律的组合运动规律的组合将几种运动规律组合，以改将几种运动规律组合，以改善运动特性。善运动特性。+-将几种运动规律组合，以改将几种运动规律组合，以改善运动特性。善运动特性。vs a hooo 正弦改进等速运动规律正弦改进等速运动规律9.2.3 运动规律的组合运动规律的组合9.2.4 选择运动规律应考虑的问题选择运动规律应考虑的问题（了解）（了解）（1）工程上对从动件运动有要求，应严格满足。）工程上对

7、从动件运动有要求，应严格满足。（2）工作过程只要求从动件完成一行程，对运动规）工作过程只要求从动件完成一行程，对运动规律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。作为凸轮的轮廓曲线。（3）对高速或输出构件质量大的凸轮，要求有较好）对高速或输出构件质量大的凸轮，要求有较好的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑当考虑vmax和和 amax。运动规律运动规律 maxamax冲击冲击应用范围应用范围等等 速速 1.0 刚性刚性低速轻载低速轻载等加等减速等加等减速 2.0 4.

8、0柔性柔性中速轻载中速轻载余弦加速余弦加速 1.57 4.93 柔性柔性中速中载中速中载正弦加速正弦加速 2.0 6.28 无无高速轻载高速轻载从动件运动规律特性比较从动件运动规律特性比较9.3.1 9.3.1 凸轮廓线设计的凸轮廓线设计的基本原理基本原理9.3.2 9.3.2 用作图法设计凸轮廓线用作图法设计凸轮廓线Ar0609090120-s12345 67 891011121314 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109r0609090120-1234567891011121314As 6012090901

9、35781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109重要规定重要规定基园半径在理论廓线上度量。基园半径在理论廓线上度量。123456788765432191011121314151413121110 9s 601209090135781 3 5 7 8911 13 15911131214eA A-O Os 601209090135781 3 5 7 8911 13 1591113121412345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k15123456781514131211109A1A

10、2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7-r0ABld 60120909012341 2 3 45 67 85768基本尺寸：基本尺寸：r0 ，e，rT，lT l lbFR2FR1Fttnn1 12 22 2Bd-Fsin(+1 1)+(FR1FR2)cos2 2=0G+Fcos(+1 1 )(FR1+FR2)sin2 2=0FR2 cos2 2(l+b)FR1 cos2 2 b=0FR1FR2vGF=cos(+1 1)(1+2b/l)sin(+1 1)tg2 2G0时，机构自锁。时，机构

11、自锁。11202cos()(1)sin()tancosbFlF解方程解方程得临界压力角得临界压力角 :c212arctan1/(1)tancbl220)/(estgeddsrds/dnnPeOCBvvr r0 0=(ds/d-e)/(r=(ds/d-e)/(r0 02 2-e-e2 2)1/21/2+s+ss0sDtgtg=CP/BC=(OP-e)/BC=CP/BC=(OP-e)/BC偏距偏距e 的确定的确定正确偏置正确偏置错误偏置错误偏置 onnnn o推程应使导路和瞬心位于凸轮转动中心同侧，以减推推程应使导路和瞬心位于凸轮转动中心同侧，以减推程小压力角。程小压力角。但同时增大了回程压力角，

12、故偏距但同时增大了回程压力角，故偏距 e 不能太大。不能太大。凸轮机构基圆半径凸轮机构基圆半径r r0 0 的确定的确定:220)/(estgeddsrta t t a t 0 t a t 0 t a t 0attatt5 5）mmmm，一旦其小于一旦其小于5 5）mmmm，可以：，可以：a a、减小滚子半径、减小滚子半径t t；b b、增大基圆半径、增大基圆半径；c c、修改推杆的运动规律以便将凸轮工作廓线上出现的尖点的、修改推杆的运动规律以便将凸轮工作廓线上出现的尖点的地方代以合适的曲线。地方代以合适的曲线。t tt t=（0.10.10.50.5）t t 0.8 0.8三圆法确定三圆法确定e rbsh重要例题：图示凸轮机构，重要例题：图示凸轮机构，（1 1）画出偏距园；）画出偏距园；（2 2）画出理论廓线；）画出理论廓线；（3 3）画出基园；）画出基园；（4 4）画出当前位置从动件的位移）画出当前位置从动件的位移s s；（5 5）画出从当前位置转过）画出从当前位置转过90900 0时从动件的位时从动件的位移移s s和机构压力角和机构压力角；（6）画出升程画出升程h；so2o1