《凸輪機構基本知識》ppt課件

1、 凸輪機構凸輪機構 凸輪機構凸輪機構主要內容：主要內容：1.1.凸輪機構的構造、特點、類型及運用；凸輪機構的構造、特點、類型及運用；2.2.從動件的常用運動規(guī)律及其選擇；從動件的常用運動規(guī)律及其選擇；3.3.用圖解法繪制凸輪輪廓曲線的方法；用圖解法繪制凸輪輪廓曲線的方法；4. 4. 凸輪機構的設計。凸輪機構的設計。 1. 1. 組成組成 凸輪機構的運用與分類凸輪機構的運用與分類 凸輪機構由凸輪1、從動件2、機架3三個根本構件及鎖合安裝組成。是一種高副機構。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，通常作延續(xù)等速轉動，從動件那么在凸輪輪廓的控制下按預定的運動規(guī)律作往復挪動或擺動。 凸輪機構的運用與

2、分類凸輪機構的運用與分類 2. 2. 特點：特點：優(yōu)點優(yōu)點: :只需正確地設計和制造出凸輪的只需正確地設計和制造出凸輪的 輪廓曲線，輪廓曲線，就能把凸輪的回轉運動準確可靠地轉變?yōu)閺膭蛹湍馨淹馆喌幕剞D運動準確可靠地轉變?yōu)閺膭蛹A期的復雜運動規(guī)律的運動，而且設計簡單預期的復雜運動規(guī)律的運動，而且設計簡單; ;凸輪凸輪機構構造簡單、緊湊、運動可靠。機構構造簡單、緊湊、運動可靠。缺陷缺陷: :凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以堅凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以堅持良好的光滑，容易磨損。持良好的光滑，容易磨損。凸輪機構通常適用于傳力不大的機械中。尤其廣泛運用于自動機械、儀表和自動控制系統中。

3、 凸輪機構的運用與分類凸輪機構的運用與分類 3. 運用：平面連桿機構雖然運用廣泛，但它只能近似地實現給定的運動規(guī)律，且設計比較復雜。當從動件須準確地按預定運動規(guī)律尤其是復雜運動規(guī)律任務時，那么常采用凸輪機構。 凸輪機構的運用與分類凸輪機構的運用與分類 4. 類型：盤形凸輪盤形凸輪 其凸輪都是繞固定軸線轉動且有變化向徑的盤其凸輪都是繞固定軸線轉動且有變化向徑的盤形構件。盤形凸輪機構簡單，運用廣泛，但限于凸輪徑形構件。盤形凸輪機構簡單，運用廣泛，但限于凸輪徑向尺寸不能變化太大，故從動件的行程較短。向尺寸不能變化太大，故從動件的行程較短。挪動凸輪挪動凸輪 其凸輪是具有曲線輪廓、作往復直線挪動的構其凸

4、輪是具有曲線輪廓、作往復直線挪動的構件，它可看成是轉動軸線位于無窮遠處的盤形凸輪。件，它可看成是轉動軸線位于無窮遠處的盤形凸輪。圓柱凸輪圓柱凸輪 其凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可看成其凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可看成是繞卷在圓柱體上的挪動凸輪，利用它可使從動件得到是繞卷在圓柱體上的挪動凸輪，利用它可使從動件得到較大的行程。較大的行程。 按凸輪的外形分：按凸輪的外形分：尖頂從動件凸輪機構尖頂從動件凸輪機構 其從動件的端部呈尖點，特點是能與其從動件的端部呈尖點，特點是能與任何外形的凸輪輪廓上各點相接觸，因此實際上可實現恣意任何外形的凸輪輪廓上各點相接觸，因此實際上可實現恣意預期的運動規(guī)律

5、。尖頂從動件凸輪機構是研討其他型式從動預期的運動規(guī)律。尖頂從動件凸輪機構是研討其他型式從動件凸輪機構的根底。但由于從動件尖頂易磨損，故只能用于件凸輪機構的根底。但由于從動件尖頂易磨損，故只能用于輕載低速的場所。輕載低速的場所。滾子從動件凸輪機構滾子從動件凸輪機構 其從動件的端部裝有滾子，由于從動其從動件的端部裝有滾子，由于從動件與凸輪之間可構成滾動摩擦，所以磨損顯著減少，能接受件與凸輪之間可構成滾動摩擦，所以磨損顯著減少，能接受較大載荷，運用較廣。但端部分量較大，又不易光滑，故仍較大載荷，運用較廣。但端部分量較大，又不易光滑，故仍不宜用于高速。不宜用于高速。平底從動件凸輪機構平底從動件凸輪機構

6、 其從動件端部為一平底。假設不計摩其從動件端部為一平底。假設不計摩擦，凸輪對從動件的作用力一直垂直于平底，傳力性能良好，擦，凸輪對從動件的作用力一直垂直于平底，傳力性能良好，且凸輪與平底接觸面間易構成光滑油膜，摩擦磨損小、效率且凸輪與平底接觸面間易構成光滑油膜，摩擦磨損小、效率高，故可用于高速，缺陷是不能用于凸輪輪廓有內凹的情況。高，故可用于高速，缺陷是不能用于凸輪輪廓有內凹的情況。 按從動件末端外形分：按從動件末端外形分：所謂的鎖合是指堅持從動件與凸輪之間的高副接觸。力鎖合凸輪機構 依托重力、彈簧力或其他外力來保證鎖合，如內燃機配氣凸輪機構。形鎖合凸輪機構 依托凸輪和從動件幾何外形來保證鎖合

7、。 挪動從動件凸輪機構按其從動件導路能否經過凸輪回轉挪動從動件凸輪機構按其從動件導路能否經過凸輪回轉中心分為對心挪動從動件和偏置挪動從動件凸輪機構。中心分為對心挪動從動件和偏置挪動從動件凸輪機構。 擺動從動件凸輪機構挪動從動件凸輪機構又擺動從動件凸輪機構挪動從動件凸輪機構又按鎖合方式分：按鎖合方式分：按從動件相對機架的運動方式分為：按從動件相對機架的運動方式分為：從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律1.1.凸輪輪廓曲線與從動件運動規(guī)律的關系凸輪輪廓曲線與從動件運動規(guī)律的關系 消費中對從動件運動的要求是多種多樣的。消費中對從動件運動的要求是多種多樣的。凸輪機構中，凸輪的輪廓外形決議了從動件的

8、運動規(guī)律，凸輪機構中，凸輪的輪廓外形決議了從動件的運動規(guī)律，反之，從動件的不同運動規(guī)律要求凸輪具有不同外形的輪反之，從動件的不同運動規(guī)律要求凸輪具有不同外形的輪廓。因此，設計凸輪機構時，應首先根據任務要求確定從廓。因此，設計凸輪機構時，應首先根據任務要求確定從動件的運動規(guī)律，再據此來設計凸輪的輪廓曲線。動件的運動規(guī)律，再據此來設計凸輪的輪廓曲線。 從動件的運動規(guī)律是指其位移從動件的運動規(guī)律是指其位移s s、速度、速度v v和加速度和加速度a a等隨凸等隨凸輪轉角輪轉角 而變化的規(guī)律。而變化的規(guī)律。 這種規(guī)律可用方程表示，亦可用線圖表示。這種規(guī)律可用方程表示，亦可用線圖表示。 )(tss )(t

9、vv )(taa 推程、遠休止、回程、近休止推程、遠休止、回程、近休止當凸輪延續(xù)轉動時，從動件將反復上述運動過程。 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律2.2.從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律 等速運動規(guī)律：是指從動件在推程或回程的運動速度等速運動規(guī)律：是指從動件在推程或回程的運動速度為常數的運動規(guī)律。凸輪以等角速度轉動，從動件在為常數的運動規(guī)律。凸輪以等角速度轉動，從動件在推程中的行程為推程中的行程為h。從動件作等速運動規(guī)律的運動線。從動件作等速運動規(guī)律的運動線圖如下圖。其位移曲線為斜直線，速度曲線為平直線，圖如下圖。其位移曲線為斜直線，速度曲線為平直線，加速度曲線為零線。加速度

10、曲線為零線。由圖可見，從動件在推程始末兩點、處，速度有突由圖可見，從動件在推程始末兩點、處，速度有突變，瞬時加速度實際上為無窮大，因此產生實際上變，瞬時加速度實際上為無窮大，因此產生實際上亦為無窮大的慣性力。而實踐上，由于構件資料的亦為無窮大的慣性力。而實踐上，由于構件資料的彈性變形，加速度和慣性力不至于到達無窮大，但彈性變形，加速度和慣性力不至于到達無窮大，但仍會對機構呵斥劇烈的沖擊，這種沖擊稱為仍會對機構呵斥劇烈的沖擊，這種沖擊稱為“剛性剛性沖擊或沖擊或“硬沖。因此，單獨采用這種運動規(guī)律硬沖。因此，單獨采用這種運動規(guī)律時，只能用于凸輪轉速很低以及輕載的場所。時，只能用于凸輪轉速很低以及輕載

11、的場所。 由圖可見，在推程的始末點和前、后半程的交接處，加速度有突變，因此慣性力也產生突變，但它們的大小及突變量均為有限值，由此將對機構呵斥有限大小的沖擊，這種沖擊稱為“柔性沖擊或“軟沖。在高速情況下，柔性沖擊仍會引起相當嚴重的振動、噪聲和磨損，因此這種運動規(guī)律只適用于中速、中載的場所。 等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律: :是指從動件在一個行程中，前是指從動件在一個行程中，前半行程作等加速運動，后半行程作等減速運動的運動半行程作等加速運動，后半行程作等減速運動的運動規(guī)律。規(guī)律。運動線圖如下圖。其位移曲線為兩段光滑相連開口相運動線圖如下圖。其位移曲線為兩段光滑相連開口相反的拋物線，速度曲線為斜直線，加速度曲線為平直反的拋物線，速度曲線為斜直線，加速度曲線為平直線。作圖方法如下圖。線。作圖方法如下圖。由圖可見，在推程始末點處仍有加速度的有限值的突變，即存在“軟沖，因此只適用于中、低速。但假設從動件作無停歇的升降升型延續(xù)運動，那么加速度曲線為光滑延續(xù)的余弦曲線，消除了“軟沖，故可用于高速。 余弦加速度運動規(guī)律余弦加速