第六章__凸輪機(jī)構(gòu) (精品)

1、61 凸輪機(jī)構(gòu)概述凸輪機(jī)構(gòu)概述62 凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理第六章第六章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué)要求教學(xué)要求 1. 1.了解凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成、應(yīng)用特點(diǎn)和基本類型。了解凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成、應(yīng)用特點(diǎn)和基本類型。 2.2.熟練掌握凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理。熟練掌握凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理。 一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)61 凸輪機(jī)構(gòu)概述凸輪機(jī)構(gòu)概述三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成圖示為內(nèi)燃機(jī)中控制氣閥開閉的凸輪機(jī)構(gòu)。它利用連續(xù)轉(zhuǎn)圖示為內(nèi)燃機(jī)中控制氣閥開閉的凸輪機(jī)構(gòu)。它利用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪

2、的輪廓，迫使氣閥的氣門桿往復(fù)移動(dòng)，從而按預(yù)定的動(dòng)的凸輪的輪廓，迫使氣閥的氣門桿往復(fù)移動(dòng)，從而按預(yù)定的時(shí)間打開或關(guān)閉氣閥，完成配氣要求。利用彈簧的作用力使氣時(shí)間打開或關(guān)閉氣閥，完成配氣要求。利用彈簧的作用力使氣門桿組件緊貼凸輪的輪廓曲面。門桿組件緊貼凸輪的輪廓曲面。一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成圖示為內(nèi)燃機(jī)中控制氣閥開閉的凸輪機(jī)構(gòu)。它利用連續(xù)轉(zhuǎn)圖示為內(nèi)燃機(jī)中控制氣閥開閉的凸輪機(jī)構(gòu)。它利用連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪的輪廓，迫使氣閥的氣門桿往復(fù)移動(dòng)，從而按預(yù)定的動(dòng)的凸輪的輪廓，迫使氣閥的氣門桿往復(fù)移動(dòng)，從而按預(yù)定的時(shí)間打開或關(guān)閉氣閥，完成配氣要求。利用彈簧的作用力使氣時(shí)間打開或關(guān)閉氣閥，完成配氣要

3、求。利用彈簧的作用力使氣門桿組件緊貼凸輪的輪廓曲面。門桿組件緊貼凸輪的輪廓曲面。一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成圖示為自動(dòng)車床橫刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其輪廓圖示為自動(dòng)車床橫刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其輪廓迫使從動(dòng)桿往復(fù)擺動(dòng)，通過固定在從動(dòng)桿上的扇形齒輪，帶動(dòng)迫使從動(dòng)桿往復(fù)擺動(dòng)，通過固定在從動(dòng)桿上的扇形齒輪，帶動(dòng)橫刀架下部的齒條，使橫刀架前、后移動(dòng)，完成所需要的進(jìn)刀橫刀架下部的齒條，使橫刀架前、后移動(dòng)，完成所需要的進(jìn)刀和退刀運(yùn)動(dòng)。和退刀運(yùn)動(dòng)。一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成圖示為車床主軸箱內(nèi)用以改變主軸轉(zhuǎn)速的變速操縱機(jī)構(gòu)。圖示為車床主軸箱內(nèi)用以改變主軸轉(zhuǎn)速的變速操

4、縱機(jī)構(gòu)。當(dāng)圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪上的凹槽迫使撥叉沿軸當(dāng)圓柱凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪上的凹槽迫使撥叉沿軸上左右往復(fù)上左右往復(fù)移動(dòng)，撥動(dòng)軸移動(dòng)，撥動(dòng)軸上的三聯(lián)滑移齒輪滑動(dòng)，使齒輪上的三聯(lián)滑移齒輪滑動(dòng)，使齒輪a、b、c分別分別與軸與軸上的固定齒輪上的固定齒輪d、e、f相嚙合，從而使軸相嚙合，從而使軸獲得三種不獲得三種不同的轉(zhuǎn)速。同的轉(zhuǎn)速。一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本組成凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。凸輪機(jī)構(gòu)主要由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。在凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪通常作主動(dòng)件并作等速回轉(zhuǎn)或移動(dòng)，借助在凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪通常作主動(dòng)件并作等速回轉(zhuǎn)或移動(dòng)，借助其曲線輪廓（或凹槽）使從

5、動(dòng)件作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)或移動(dòng)）。其曲線輪廓（或凹槽）使從動(dòng)件作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)或移動(dòng)）。只要改變凸輪輪廓的外形，就能使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)不同要求的運(yùn)動(dòng)只要改變凸輪輪廓的外形，就能使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)不同要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。但凸輪機(jī)構(gòu)中包含有高副，規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。但凸輪機(jī)構(gòu)中包含有高副，因此不宜傳遞較大的動(dòng)力，此外，凸輪的曲線輪廓加工制造比因此不宜傳遞較大的動(dòng)力，此外，凸輪的曲線輪廓加工制造比較復(fù)雜。所以凸輪機(jī)構(gòu)一般適用于實(shí)現(xiàn)特殊要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律而較復(fù)雜。所以凸輪機(jī)構(gòu)一般適用于實(shí)現(xiàn)特殊要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律而傳力不太大的場合。傳力不太大的場合。二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)

6、1凸輪機(jī)構(gòu)可以用在對從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求嚴(yán)格的場合。凸輪機(jī)構(gòu)可以用在對從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求嚴(yán)格的場合。可以根據(jù)實(shí)際需要任意擬定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如運(yùn)動(dòng)軌跡、可以根據(jù)實(shí)際需要任意擬定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、速度、加速度和間歇運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與間歇時(shí)間的比位移量、速度、加速度和間歇運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與間歇時(shí)間的比例、停歇次數(shù)等。例、停歇次數(shù)等。凸輪機(jī)構(gòu)可以高速起動(dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。凸輪機(jī)構(gòu)可以高速起動(dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)，兩構(gòu)件接觸處為點(diǎn)接觸或線接凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)，兩構(gòu)件接觸處為點(diǎn)接觸或線接觸，單位面積上承載壓力較高，且難以保持良好的潤滑，故容觸，單位面積上承載壓力較高，且難以保

7、持良好的潤滑，故容易磨損，壽命低。易磨損，壽命低。凸輪機(jī)構(gòu)能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，但對復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)特性凸輪機(jī)構(gòu)能傳遞較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，但對復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)特性要求，精確分析和設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線比較困難，制造和維修要求，精確分析和設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線比較困難，制造和維修也較困難。隨著電子計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，凸輪輪廓也較困難。隨著電子計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，凸輪輪廓型面的設(shè)計(jì)、制造將變得方便、容易。型面的設(shè)計(jì)、制造將變得方便、容易。三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型1按凸輪的形狀分類按凸輪的形狀分類（1）盤形凸輪）盤形凸輪僅具有徑向廓線尺寸變化并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪，稱為盤僅具有徑向廓線尺寸變化

8、并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪，稱為盤形凸輪。盤形凸輪是一個(gè)具有變化半徑的圓盤形構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡形凸輪。盤形凸輪是一個(gè)具有變化半徑的圓盤形構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單，是凸輪的最基本型式。盤形凸輪分二種；利用外輪廓推動(dòng)單，是凸輪的最基本型式。盤形凸輪分二種；利用外輪廓推動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的稱為盤形外輪廓凸輪；利用曲線溝槽推動(dòng)從動(dòng)件從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的稱為盤形外輪廓凸輪；利用曲線溝槽推動(dòng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的稱為盤形槽凸輪。運(yùn)動(dòng)的稱為盤形槽凸輪。三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型當(dāng)盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠(yuǎn)時(shí)，即成為移動(dòng)凸輪，當(dāng)盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠(yuǎn)時(shí)，即成為移動(dòng)凸輪，移動(dòng)凸輪通常作往復(fù)直線移動(dòng)。移動(dòng)凸輪通常作往復(fù)直線移動(dòng)。三、

9、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型（2）柱體凸輪）柱體凸輪 輪廓曲線位于圓柱面上并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪，稱為圓柱輪廓曲線位于圓柱面上并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪，稱為圓柱凸輪。圓柱凸輪是具有曲線溝槽的圓柱體構(gòu)件。凸輪。圓柱凸輪是具有曲線溝槽的圓柱體構(gòu)件。三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型 輪廓曲線位于圓柱端部并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪，稱為輪廓曲線位于圓柱端部并繞其軸線旋轉(zhuǎn)的凸輪，稱為端面凸輪。端面凸輪。三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型三、凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型 2按從動(dòng)件的型式分類按從動(dòng)件的型式分類一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程和有關(guān)參數(shù)一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程和有關(guān)參數(shù)二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)

10、規(guī)律62 凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程和有關(guān)參數(shù)一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程和有關(guān)參數(shù)一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程和有關(guān)參數(shù)一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程和有關(guān)參數(shù) 將上述運(yùn)動(dòng)循環(huán)用圖示曲線表示，橫坐標(biāo)代表凸輪的轉(zhuǎn)角將上述運(yùn)動(dòng)循環(huán)用圖示曲線表示，橫坐標(biāo)代表凸輪的轉(zhuǎn)角 （或時(shí)間），縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件的位移，曲線稱為從動(dòng)件的位（或時(shí)間），縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件的位移，曲線稱為從動(dòng)件的位移曲線。從動(dòng)件的位移曲線直觀地表示了從動(dòng)件的位移變化規(guī)移曲線。從動(dòng)件的位移曲線直觀地表示了從動(dòng)件的位移變化規(guī)律，是凸輪輪廓設(shè)計(jì)的依據(jù)。律，是凸輪輪廓設(shè)計(jì)的依據(jù)。二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1等

11、速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件上升（或下降）的速度為一常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為等從動(dòng)件上升（或下降）的速度為一常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 圖例中圖例中v和和都是常數(shù)，所以從動(dòng)件的位移與凸輪轉(zhuǎn)角成正都是常數(shù)，所以從動(dòng)件的位移與凸輪轉(zhuǎn)角成正比例關(guān)系。因此，從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移曲線為一傾斜直比例關(guān)系。因此，從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移曲線為一傾斜直線。線。二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪，其輪廓工作曲線上各點(diǎn)的半徑與等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪，其輪廓工作曲線上各點(diǎn)的半徑與凸輪轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。因此，工作曲線輪廓制圖

12、簡單，加工凸輪轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。因此，工作曲線輪廓制圖簡單，加工時(shí)刀具與工件間相對運(yùn)動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)，因而制造方便。但當(dāng)從時(shí)刀具與工件間相對運(yùn)動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)，因而制造方便。但當(dāng)從動(dòng)件處于推程的開始位置時(shí)，凸輪開始回轉(zhuǎn)的一瞬間，從動(dòng)動(dòng)件處于推程的開始位置時(shí)，凸輪開始回轉(zhuǎn)的一瞬間，從動(dòng)件由靜止?fàn)顟B(tài)突然以速度件由靜止?fàn)顟B(tài)突然以速度v1上升運(yùn)動(dòng)。當(dāng)從動(dòng)件上升到最高上升運(yùn)動(dòng)。當(dāng)從動(dòng)件上升到最高位置時(shí)速度由位置時(shí)速度由v1驟變?yōu)榱?，使瞬時(shí)加速度達(dá)到無窮大而引起驟變?yōu)榱?，使瞬時(shí)加速度達(dá)到無窮大而引起剛性沖擊（同理在回程時(shí)亦存在剛性沖擊），使凸輪機(jī)構(gòu)在剛性沖擊（同理在回程時(shí)亦存在剛性沖擊），使凸輪機(jī)構(gòu)在工作中引起強(qiáng)烈振動(dòng)

13、，對構(gòu)件產(chǎn)生很大的破壞力。因此，等工作中引起強(qiáng)烈振動(dòng)，對構(gòu)件產(chǎn)生很大的破壞力。因此，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)只適用于凸輪作低速回轉(zhuǎn)、從動(dòng)件質(zhì)速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)只適用于凸輪作低速回轉(zhuǎn)、從動(dòng)件質(zhì)量小和輕載的場合。量小和輕載的場合。二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 為了避免產(chǎn)生剛性沖為了避免產(chǎn)生剛性沖擊，通常在產(chǎn)生剛性沖擊擊，通常在產(chǎn)生剛性沖擊的位移曲線轉(zhuǎn)折處采取用的位移曲線轉(zhuǎn)折處采取用圓弧過渡的方法進(jìn)行修正，圓弧過渡的方法進(jìn)行修正，修正圓弧半徑修正圓弧半徑r可取行程可取行程h的的1/2。圖為等速運(yùn)動(dòng)推程。圖為等速運(yùn)動(dòng)推程位移曲線的修正情形，圖位移曲線的修正情形，圖中虛線即為修正后的位移中虛線即為修正后的位移曲線，曲線，MN為兩修正圓弧為兩修正圓弧所在圓的內(nèi)公切線。所在圓的內(nèi)公切線。二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在行程（如推程）從動(dòng)件在行程（如推程）中先作等加速運(yùn)動(dòng)（上升），中先作等加速運(yùn)動(dòng)（上升），后作等減速運(yùn)動(dòng)（上升）的后作等減速運(yùn)