常用機構凸輪機構

關于常用機構凸輪機構第一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)凸輪機構和螺旋機構第二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一凸輪機構應用舉例凸輪機構的概述第三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一內燃機配氣機構內燃機配氣機構凸輪機構的概述第四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一自動車床走刀機構自動車床走刀機構凸輪機構的概述第五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一沖床凸輪機構繞線機凸輪機構第六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一自動車床凸輪機構圓柱凸輪輸送機第七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一靠模車削機構靠模車削機構凸輪機構的概述第八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一

凸輪機構——依靠凸輪輪廓直接與從動件接觸，迫使從動件作有規(guī)律的直線往復運動（直動）或擺動。1－凸輪2－從動件3－機架凸輪機構示意凸輪機構的概述第九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一一、凸輪機構的分類二、凸輪機構的應用特點凸輪機構的分類與特點第十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一一、凸輪機構的分類按形狀分按從動件端部形狀和運動形式分盤形凸輪移動凸輪圓柱凸輪尖頂從動件滾子從動件平底從動件凸輪機構的分類與特點第十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一尖頂移動從動桿盤形凸輪機構尖頂擺動從動桿盤形凸輪機構滾子移動從動桿盤形凸輪機構滾子擺動從動桿盤形凸輪機構

盤形凸輪平底移動從動桿盤形凸輪機構平底擺動從動桿盤形凸輪機構凸輪機構的分類與特點第十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一移動從動桿移動凸輪機構擺動從動桿移動凸輪機構

移動凸輪凸輪機構的分類與特點第十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一圓柱凸輪機構

圓柱凸輪自動車床走刀機構凸輪機構的分類與特點第十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一(二)按從動件運動副元素的形狀分尖頂從動件滾子從動件凸輪機構的分類與特點平底從動件第十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一(三)按從動件的運動形式分擺動從動件移動從動件凸輪機構的分類與特點第十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一(四)按凸輪與從動件維持高副接觸(封閉)的方式分力封閉型凸輪機構彈簧力封閉重力封閉

凸輪機構的分類與特點第十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一形封閉型凸輪機構凹槽凸輪機構等寬凸輪機構凸輪機構的分類與特點第十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一形封閉型凸輪機構等徑凸輪機構共軛凸輪機構凸輪機構的分類與特點第十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一二、凸輪機構的應用特點

優(yōu)點：結構簡單緊湊，工作可靠，設計適當?shù)耐馆嗇喞€，可使從動件獲得任意預期的運動規(guī)律。凸輪機構的分類與特點

缺點：凸輪與從動件（桿或滾子）之間以點或線接觸，不便于潤滑，易磨損。應用：多用于傳力不大的場合，如自動機械、儀表、控制機構和調節(jié)機構中。第二十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一

1)根據(jù)工作要求，合理地選擇凸輪機構的型式。2)根據(jù)機構工作要求、載荷情況及凸輪轉速等，確定從動件的運動規(guī)律。

3)根據(jù)凸輪在機器中安裝位置的限制、從動件行程、許用壓力角及凸輪種類等，初步確定凸輪基圓半徑。4)根據(jù)從動件的運動規(guī)律，用圖解法或解析法設計凸輪輪廓線。5)校核壓力角及輪廓的最小曲率半徑。凸輪機構設計的基本內容與步驟第二十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一一、凸輪機構工作過程二、從動件常用的運動規(guī)律凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第二十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一一、凸輪機構工作過程

凸輪機構中最常用的運動形式為凸輪作等速回轉運動，從動件作往復移動凸輪回轉時，從動件作“升→?！怠！钡倪\動循環(huán)。凸輪機構工作過程凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第二十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一rbhSSSS

DD0B0B

sO,t360o基圓基圓半徑rb推程推程角升距h遠休

遠休止角s回程回程角近休近休止角sB位移曲線凸輪機構基本名詞術語凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第二十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一二、從動件常用運動規(guī)律位移線圖凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第二十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一1．等速運動規(guī)律從動件上升（或下降）的速度為一常數(shù)。等速運動規(guī)律凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律s,tv,ta,th位移線圖加速度線圖速度線圖推程

速度曲線不連續(xù)，機構將產(chǎn)生剛性沖擊。等速運動規(guī)律適用于低速輕載場合。第二十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一2．等加速等減速運動規(guī)律從動件在行程中先作等加速運動，后作等減速運動。等加速等減速運動規(guī)律凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律h2h2,ta,ts4h22,tv2h推程后半程前半程

加速度曲線不連續(xù)，機構將產(chǎn)生柔性沖擊。等加速等減速運動規(guī)律適用于中速輕載場合。第二十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一等加速等減速運動規(guī)律位移曲線畫法凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第二十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一

⑶余弦加速度運動規(guī)律,ts,ta,tvvmax1.57h推程

加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊。余弦加速度運動規(guī)律適用于中速中載場合。hamax4.93h2Φ2凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第二十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一

⑷正弦加速度運動規(guī)律

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無剛性沖擊和柔性沖擊。正弦加速度運動規(guī)律適用于高速輕載場合。s,t,ta,tvhvmax2hamax6.28h2

2推程凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第三十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一3–4–5次多項式運動規(guī)律推程,tsvah

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無剛性沖擊和柔性沖擊。3-4-5次運動規(guī)律適用于高速中載場合。凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第三十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一組合運動規(guī)律

為了克服單一運動規(guī)律的某些缺陷，獲得更好的運動和動力特性，可以把幾種運動規(guī)律拼接起來，構成組合運動規(guī)律。

組合原則位移曲線、速度曲線必須連續(xù)，高速凸輪機構加速度曲線也必須連續(xù)。各段運動規(guī)律的位移、速度和加速度曲線在連接點處其值應分別相等。vs

a

,t,t,thOOO

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a

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正弦加速度曲線與直線組合凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第三十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一本章小結

1．凸輪機構的類型及其應用特點。2．凸輪機構從動件常用運動規(guī)律的工作特點。凸輪機構工作過程及從動件運動規(guī)律第三十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一1．滿足機器的工作要求3．使凸輪輪廓易于加工從動件運動規(guī)律的選擇與應用1．滿足機器的工作要求2．使凸輪機構具有良好的動力性能第三十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一從動件常用運動規(guī)律比較第三十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一如圖，若給整個機構加一個與凸輪角速度。大小相等方向相反的公共角速度，于是，凸輪靜止不動，而從動件和導路一方面以角速度繞D點轉動，另一方面從動件又以一定的運動規(guī)律相對導路往復運動。由于從動件尖底始終與凸輪輪廓接觸，所以從動件尖底的運動軌跡即為凸輪的輪廓曲線。根據(jù)這一原理便可作出各種類型凸輪機構的凸輪輪廓曲線。反轉法用圖解法設計凸輪輪廓曲線第三十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一rbOs13578

60o120o90o90o60o120o1290oA90o91113151357

8911131214101.

對心尖頂移動從動件盤形凸輪廓線的設計

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位移通道。345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉后從動件尖頂在各等分通道上的位置。

設計步驟④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪角速度和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓設計第三十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一作業(yè)：設計一對心尖頂移動從動件盤形凸輪廓線已知凸輪的基圓半徑rb=2h=20mm，凸輪角速度順時針，從動件的運動規(guī)律自擬凸輪輪廓設計第三十八頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一eA2.

偏置尖頂移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動件的運動規(guī)律及偏心距e，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線、基圓rb和偏距圓e。

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位移通道。O6123457814131211109s13578

60o120o90o90o91113151357

891113121410

③確定反轉后從動件尖頂在各等分通道上的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。

設計步驟k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415凸輪輪廓設計第三十九頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一rbOA3.

對心滾子移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑rr、凸輪角速度和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位移通道。理論輪廓曲線實際輪廓曲線s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉后從動件滾子中心在各等分位移通道上的位置。④將各點連接成一條光滑曲線。⑤作滾子圓族及滾子圓族的內(外)包絡線。設計步驟凸輪輪廓設計第四十頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一rbOA4.

對心平底移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

設計步驟

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位置。s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉后平底與導路中心線的交點A在各等分點占據(jù)的位置。④作平底直線族及平底直線族的內包絡線。凸輪輪廓設計第四十一頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一rbO12345678

60o120o90o90o5.

尖頂擺動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度，擺桿長度l以及擺桿回轉中心與凸輪回轉中心的距離L，擺桿角位移曲線，設計該凸輪輪廓曲線。1234567120oB11B1B2B3B4B5B6B7B860o90odB22B33B44B55B66B77A1A2A3A4A5A6A7A8ABl

①選比例尺，作位移曲線，作基圓rb和轉軸圓OA。

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的轉軸A的位置。

③確定反轉后從動件尖頂在各等分點占據(jù)的位置。設計步驟

④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。第四十二頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一滾子直動從動件圓柱凸輪輪廓設計第四十三頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一nnOBerbvvP1.

壓力角凸輪機構中，從動件運動方向與從動件所受凸輪作用力（不計摩擦）方向之間所夾的銳角稱為壓力角2.壓力角的許用值一、壓力角的確定及校核

凸輪機構基本尺寸的確定第四十四頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一CnnOBes0sDrbdsdP為相對瞬心由BCP得vvP

對心移動從動件盤形凸輪機構e0。結論移動從動件盤形凸輪機構的壓力角與基圓半徑rb、從動件偏置方位和偏距e有關。3．壓力角的計算及校核凸輪機構基本尺寸的確定第四十五頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一1.

滾子半徑的確定rrarr0結論

對于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應使minrr。

輪廓失真arr

rrarr0輪廓正常輪廓變尖內凹輪廓a

rrrrarr輪廓正常外凸輪廓a理論輪廓曲線

實際輪廓曲線

rrrrrr從動件滾子半徑及平底寬度的確定第四十六頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一

2.

平底寬度的確定1234567887654321910111213141514131211109rblmax

⑴作圖法確定

l2lmax(57)mm從動件滾子半徑及平底寬度的確定第四十七頁，共五十一頁，編輯于2023年，星期一

⑵計算法確定