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1、第三章第三章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)凸輪：凸輪：外型按一定運動規(guī)則外型按一定運動規(guī)則 建立起來的構(gòu)件，對從動件運動起著決定性作用。建立起來的構(gòu)件，對從動件運動起著決定性作用。優(yōu)點優(yōu)點: : 可實現(xiàn)各種復(fù)雜的運動要求可實現(xiàn)各種復(fù)雜的運動要求, ,結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。缺點：缺點：點、線接觸，易磨損，不適合高速重載。點、線接觸，易磨損，不適合高速重載。 適傳遞運動，不宜傳遞動力。適傳遞運動，不宜傳遞動力。凸輪凸輪: 具有曲線輪廓的原動件具有曲線輪廓的原動件從動桿從動桿: 運動規(guī)律受凸輪限制運動規(guī)律受凸輪限制機架機架( (一一) )特點和應(yīng)用特點和應(yīng)用( (二二) )分類分類 3-1 3-1 凸

2、輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型凸輪副凸輪副(二二)分類分類 滾子擺動從動桿圓柱凸輪機構(gòu)滾子擺動從動桿圓柱凸輪機構(gòu)盤形、移動、圓柱凸輪盤形、移動、圓柱凸輪1)1)按照凸輪形狀分類按照凸輪形狀分類: :2)2)按照凸輪的運動方式分類按照凸輪的運動方式分類: :3)3)按照從動件形狀分類按照從動件形狀分類: :4)4)按照從動件運動方式分類按照從動件運動方式分類: :旋轉(zhuǎn)、移動旋轉(zhuǎn)、移動尖頂、平底、滾子尖頂、平底、滾子移動、擺動移動、擺動注意注意：設(shè)法使凸輪與從動件始終保持接觸重力、彈簧力、凸輪上的凹槽。重力、彈簧力、凸輪上的凹槽。凸輪的輪廓線是按照從動件的運動規(guī)律來設(shè)計的 ( ( 二二 )

3、 ) 從動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律32 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律 P.41(一一)凸輪運動常用術(shù)語：凸輪運動常用術(shù)語：圖圖3-5 P.42 基圓：基圓：推程：推程：升程：升程：推程運動角推程運動角t t：回程；回程運動角回程；回程運動角 ：遠休止角遠休止角S S: :近休止角近休止角SS: :位移位移2 2: :以輪廓的最小向徑所作的圓以輪廓的最小向徑所作的圓r rminmin基圓半徑基圓半徑 從動件在最遠不動轉(zhuǎn)角。從動件在最遠不動轉(zhuǎn)角。最近位置不動的轉(zhuǎn)角。最近位置不動的轉(zhuǎn)角。推程所移動的距離。推程所移動的距離。 與推程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。與推程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。從動件移動的距離

4、從動件移動的距離2 2 是時間的函數(shù)是時間的函數(shù)從動件從離回轉(zhuǎn)中心最近從動件從離回轉(zhuǎn)中心最近最遠的這一過程。最遠的這一過程。 與回程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。與回程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。重點重點：如何根據(jù)從動件的運動規(guī)律（：如何根據(jù)從動件的運動規(guī)律（2 2 與與1 1 函數(shù)函數(shù) 關(guān)系）作運動線圖關(guān)系）作運動線圖有幾種？特點？有幾種？特點？Va Shtvvatt00lim等速運動、等加速等減速、簡諧運動等速運動、等加速等減速、簡諧運動等速運動等速運動 1.分析分析: 凸輪作等速運動從動件也作等速運動V2=C啟動瞬間:終止瞬間:剛性沖擊剛性沖擊a 由0 速度由V20 , a 由0速度由0 V2, ( 二二 ) 從

5、動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律)(21fS 用運動線圖來表示用運動線圖來表示凸輪的外型10mmS212040 120802.作運動線圖作運動線圖: 推程運動時間在啟動與終止段用其它運動規(guī)律過渡 適于低速、輕載、從動桿質(zhì)量不大，有勻速要求。h例：例：已知從動件作等速運動,20mm，t120, S40, 120, s80,作運動線圖。取作圖比例l二、正弦加速度運動二、正弦加速度運動 每一行程（推程或回程）的前半行程作等加速運動，后半行程作等減速運動SVaa有有限值的突變無速度突變，無剛性沖擊柔性沖擊柔性沖擊中低速凸輪機構(gòu)中低速凸輪機構(gòu)推程推程:前半行程等加速等加速 后半行程等減速等減速回程回程:前

6、半行程等加速等加速 后半行程等減速等減速2221atS 從動件位移函數(shù)關(guān)系：函數(shù)關(guān)系：(V0=0, 等加速等減速等加速等減速 )位移位移1 : 4 : 9推程前半行程取=3149推程后半段等減速推程后半段等減速( (取=3) 對應(yīng)的對應(yīng)的2X2X為為9 : 4 : 19 : 4 : 1S0h/2h當時間為 1 : 2 : 3 : 4位移為 1 : 4 : 9 :162221atS3x V0=0, 等加速等減速等加速等減速 作圖作圖: : (推程推程)前半前半行程(h/2)等加速等加速后半后半行程(h/2)等減速等減速將將每半行程每半行程時時 間分為間分為(4) 份份位位 1 : 4 : 9 :

7、16 移移 16 : 9 : 4 : 1三三. . 簡諧運動簡諧運動注意注意: 實際上, 從動件在推、回程的運動規(guī)律并非相同。分析分析:作圖作圖: P.43點在圓周上作勻速運動, 它在這個圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運動。凸輪作勻速運動, S2按余弦規(guī)律變化余弦加 速度運動始點與終點有柔性沖擊。二.直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制三.擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪制四.設(shè)計凸輪注意事項3-4 圖解法設(shè)計凸輪輪廓圖解法設(shè)計凸輪輪廓 p.44相對運動原理相對運動原理 （解析法、作圖法）反轉(zhuǎn)法：反轉(zhuǎn)法：給整個機構(gòu)加給整個機構(gòu)加 -運動運動凸輪不動，機架反轉(zhuǎn)，推桿作復(fù)合運動一.設(shè)計方法的原理按給定從動件運動規(guī)律設(shè)

8、計凸輪輪廓按給定從動件運動規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓一一. .直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制:1. 1.尖頂對心直動從動件桿盤形凸輪尖頂對心直動從動件桿盤形凸輪: :1234567891011122.2.滾子滾子( (對心直動對心直動) )從動件從動件3.3.平底平底( (對心直動對心直動) )從動件從動件1. 1.尖頂對心直動從動件桿盤形凸輪尖頂對心直動從動件桿盤形凸輪: :已知:r rminmin、h h、w1、從動桿運動規(guī)律凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運動 0 180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 300 360 下停程解:1.作位移曲線(取比例l)S21

9、03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 122.等份S2- 1圖w10123456789103.作基圓(注意比例一致)4.-w 等份基圓得導(dǎo)軌5.量取相應(yīng)位移6.作輪廓線注意比例一致注意比例一致11h2.滾子(對心直動)從動件:按尖頂從動件作凸輪輪廓線0(理論輪廓) nn理論廓線0實際廓線以0各點為圓心作圓(滾子半徑為徑)作這些圓的包絡(luò)線(實際輪廓)3.平底(對心直動)從動件按尖頂從動件作理論輪廓線一系列點A0,A1,A2,. 過各點作作各位置的平底A0B0,A1B1,A2B2.作這些平底的包絡(luò)線 實際輪廓實際廓線A0A1A2A3A4A5A6A7A8

10、A9A10B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10w1三.擺動從動件盤形凸輪 輪廓的繪制:w1rminLoAA0A1A2A3OAO21已知: rmin、LOA、w1 、從動件長LAB、 從動桿運動規(guī)律A0A1A2A3A4A5w1212223LAB 解:1.作位移曲線2.等份S- 圖3.作基圓4.-w等份基圓得從動桿的回轉(zhuǎn)中心5.量取相應(yīng)轉(zhuǎn)角6.作輪廓線210 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10B0B1B2OB3四四. .設(shè)計凸輪注意事項設(shè)計凸輪注意事項r r 0 0要求要求 r r 15 mm r 過大過大凸輪工作廓線變尖或失真變尖或失真1.合理選擇滾子的半徑基圓半徑2.合理選用基圓半徑推程廓線平緩結(jié)構(gòu)消除運動失真消除運動失真消除運動失真：消除運動失真：減小滾子半徑或加大基圓半徑減小滾子半徑或加大基圓半徑主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：按給定位移曲線繪制滾按給定位移曲線繪制滾子從動件盤形凸輪輪廓子從動件盤形凸輪輪廓作業(yè)：作業(yè)：P52 3-6, 3-7