機(jī)械基礎(chǔ)(凸輪機(jī)構(gòu))

1、凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)一一.任務(wù)資訊任務(wù)資訊 （一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類 凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)：由凸輪、從動(dòng)件（推桿）和機(jī)架組成的高副機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件（推桿）和機(jī)架組成的高副機(jī)構(gòu)凸輪：凸輪：具有控制從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的某種曲線或凹槽的主動(dòng)件。具有控制從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的某種曲線或凹槽的主動(dòng)件。作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)。作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)。凸輪凸輪1從動(dòng)件從動(dòng)件2機(jī)架機(jī)架3O11（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(Application of Cams)推桿凸輪機(jī)架內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)等速轉(zhuǎn)動(dòng)1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、凸輪機(jī)

2、構(gòu)的應(yīng)用當(dāng)圓柱凸輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)凹槽中的滾子驅(qū)使從動(dòng)件當(dāng)圓柱凸輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)凹槽中的滾子驅(qū)使從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)。凸輪每回轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)件即從儲(chǔ)料器中推出一個(gè)往復(fù)移動(dòng)。凸輪每回轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)件即從儲(chǔ)料器中推出一個(gè)毛坯，送到加工位置。毛坯，送到加工位置。（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類2、凸輪機(jī)構(gòu)的分類、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1）按凸輪的形狀分：）按凸輪的形狀分：盤(pán)形凸

3、輪盤(pán)形凸輪移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪平平面面凸凸輪輪平平面面凸凸輪輪圓柱凸輪圓柱凸輪 （空間凸輪）（空間凸輪）3-13-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類2、凸輪機(jī)構(gòu)的分類、凸輪機(jī)構(gòu)的分類2）按從動(dòng)件的形狀分：）按從動(dòng)件的形狀分： 尖頂從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件 滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件 平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分： 移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的

4、應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分： 擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件力鎖合力鎖合4）按凸輪高副的鎖合方式分：）按凸輪高副的鎖合方式分：（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類（一）（一）凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類溝槽凸輪溝槽凸輪等寬凸輪等寬凸輪4）按凸輪高副的鎖合方式分：）按凸輪高副的鎖合方式分：形鎖合形鎖合(Profile Closure)。等徑凸輪等徑凸輪機(jī)構(gòu)的命名機(jī)構(gòu)的命名對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)一般凸輪機(jī)構(gòu)的命名原則一般凸輪機(jī)構(gòu)的命

5、名原則:布置形式布置形式+運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)形式+推桿形狀推桿形狀+凸輪形凸輪形狀狀 四）按凸輪與從動(dòng)件維持接四）按凸輪與從動(dòng)件維持接 觸（鎖合）的方式分：觸（鎖合）的方式分：力鎖合力鎖合形鎖合形鎖合尖頂從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件二）按從動(dòng)件上高副元二）按從動(dòng)件上高副元 素的幾何形狀分：素的幾何形狀分：擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件三）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)分三）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)分盤(pán)形凸輪盤(pán)形凸輪移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪圓柱凸輪圓柱凸輪一）按凸輪的形狀分：一）按凸輪的形狀分：凸凸輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的分分類類小結(jié)：小結(jié)：二二.任

6、務(wù)分析和計(jì)劃任務(wù)分析和計(jì)劃1、基圓基圓： 凸輪輪廓上最小向徑為半徑所畫(huà)的圓。凸輪輪廓上最小向徑為半徑所畫(huà)的圓。（一）平面凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和運(yùn)動(dòng)參數(shù)（一）平面凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程和運(yùn)動(dòng)參數(shù)2、初始位置：初始位置： 從動(dòng)件尖頂與凸輪從動(dòng)件尖頂與凸輪A點(diǎn)接觸，點(diǎn)接觸，A點(diǎn)為基圓與開(kāi)點(diǎn)為基圓與開(kāi)始上升的凸輪輪廓曲線的交點(diǎn)，成為初始位置。始上升的凸輪輪廓曲線的交點(diǎn)，成為初始位置。3 3、推程推程： 4 4、行程行程： 從動(dòng)件尖頂被凸輪輪廓推動(dòng)，以一定的從動(dòng)件尖頂被凸輪輪廓推動(dòng)，以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由離回轉(zhuǎn)中心最近位置運(yùn)動(dòng)規(guī)律由離回轉(zhuǎn)中心最近位置A到達(dá)到達(dá)最遠(yuǎn)位置最遠(yuǎn)位置B的過(guò)程。的過(guò)程。從動(dòng)件在推程中上升的

7、最大位移從動(dòng)件在推程中上升的最大位移h。5、推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角：0= AOB與推程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角與推程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0。0 sw wA ABBrminO OB BC CD D0sh7、遠(yuǎn)休止角（遠(yuǎn)停程角）遠(yuǎn)休止角（遠(yuǎn)停程角）： 從動(dòng)件在最遠(yuǎn)位置停止從動(dòng)件在最遠(yuǎn)位置停止不動(dòng)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角不動(dòng)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角s。S = BOC6、遠(yuǎn)遠(yuǎn)休止休止：凸輪由凸輪由B轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)到C，從動(dòng)從動(dòng)件在最遠(yuǎn)位置停止不動(dòng)。件在最遠(yuǎn)位置停止不動(dòng)。0 sw wA ABBrminO OB BC CD D0sh9、近休止近休止：8、回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角：0 =CODs =AOD7 7、回程回程：從動(dòng)件在彈簧力或重力作用下

8、，以一從動(dòng)件在彈簧力或重力作用下，以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到起始位置的過(guò)程。定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到起始位置的過(guò)程。與回程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角與回程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0 。從動(dòng)件在最近位置停止不動(dòng)所從動(dòng)件在最近位置停止不動(dòng)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角s。hsw wA ABBrminO OB BC CD Dtsh10、近休止角近休止角：從動(dòng)件停留在凸輪最近處。從動(dòng)件停留在凸輪最近處。 以縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件位移以縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件位移s2 ，橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角，橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角1或時(shí)間或時(shí)間t，所畫(huà)出的圖形為位移曲線圖。，所畫(huà)出的圖形為位移曲線圖。11、從動(dòng)件位移線圖從動(dòng)件位移線圖：升升停停降降停停t1s2ABCDh2p

9、2p0 s0sA0 sw wA ABBrminO OB BC CD D0sh 從動(dòng)件位移線圖決定于從動(dòng)件位移線圖決定于凸輪凸輪輪廓曲線輪廓曲線的形狀。的形狀。（二）從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（二）從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律n1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律n2.等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律n3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律作推程運(yùn)動(dòng)線圖作推程運(yùn)動(dòng)線圖h 0s Ov O 0 v0a O 01.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件在凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件在上升或下降的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)上升或下降的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)v0的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。00svsttvs所以：凸輪的轉(zhuǎn)角：位移加速度：a=0 從加速度圖中可以看到，在始末兩個(gè)位置由于

10、從動(dòng)件的速度發(fā)生突變，在理論上此兩點(diǎn)處加速度趨于無(wú)窮大，從動(dòng)件的慣性力也趨于無(wú)窮大，從而引起了巨大沖擊。這種因速度突變而引起的沖擊稱為剛性沖擊。周期性的剛性沖擊會(huì)引起振動(dòng)，損壞機(jī)構(gòu)，影響機(jī)構(gòu)的正常工作。因此，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)只適用于低速和從動(dòng)件慣性質(zhì)量小的場(chǎng)合。hs O 0 0/2h/2v O 0 0/22h / 0a O 0/24h 2/ 02 0 4h 2/ 021.等加速等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在一個(gè)行程從動(dòng)件在一個(gè)行程h中，前中，前半行程做等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程做等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律。BAC2.等加速等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始、中點(diǎn)和終止點(diǎn)存在從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始、中點(diǎn)和終止點(diǎn)存在柔性沖擊；柔性沖擊；適用于適用于中速、中載的中速、中載的場(chǎng)合；場(chǎng)合；柔性沖擊柔性沖擊s Oh 0 0/2pp h /2 0 0 0/2v Oa O 0 0/2p p2 2 h /2 02-