第四章凸轮机构及其设计
第四章 凸轮机构及其设计
§4-1凸轮机构的应用和分类 应用:当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照 预定规律变化时,常用凸轮机构 、组成 凸轮 个具有曲线轮廓或凹槽的构件,通过高副接触 从动件:平动,摆动 机架 分类: 1、按凸轮的形状: ①盘形凸轮机构—平面凸轮机构 ②移动凸轮机构—平面凸轮机构 ③圆柱凸轮机构—空间凸轮机构
§4-1 凸轮机构的应用和分类 ①盘形凸轮机构——平面凸轮机构 ②移动凸轮机构——平面凸轮机构 ③圆柱凸轮机构——空间凸轮机构 一、应用： 二、组成： 凸轮——一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触 从动件：平动，摆动 机架 三、分类： 1、按凸轮的形状： 当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照 预定规律变化时，常用凸轮机构
2、按从动件的型式 ①尖底从动件:用于低速 ②滚子从动件:应用最普遍; ③平底从动件:用于高速 3、按锁合的方式: 力锁合(重力、弹簧力)、几何锁合 四、特点 优点:1、能够实现精确的运动规律;2、设计较简单 缺点:1、承载能力低,主要用于控制机构;2、凸轮轮廓加工困难。 五、要求 1、分析从动件的运动规律 2、按照运动规律设计凸轮轮廓
五、要求 2、按从动件的型式： ①尖底从动件：用于低速； ②滚子从动件：应用最普遍； ③平底从动件：用于高速。 3、按锁合的方式： 力锁合（重力、弹簧力）、几何锁合 四、特点 优点：1、能够实现精确的运动规律；2、设计较简单。 缺点：1、承载能力低，主要用于控制机构；2、凸轮轮廓加工困难。 1、分析从动件的运动规律 2、按照运动规律设计凸轮轮廓
§4-2常用从动件的运动规律 几个概念 尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构 1、基圆:凸轮轮廓上最小矢径为半径的圆 、偏距e:偏距圆
§4-2 常用从动件的运动规律 2、偏距e：偏距圆 B A O r0 w C D e 一、几个概念 尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构 1、基圆：凸轮轮廓上最小矢径为半径的圆
、分析从动件的运动 行程:h(最大位移) 推程运动角:φ=BOB=∠AOB1 运休止角:=∠BOC=∠B1OC1 回程运动角:q=∠C,OD 近休止角:s=∠AOD 上升—停—降—停 从动件位移线图:从动件速度线图,加速度线图
D C B B' A h s ' ' s r0 C1 B1 e O 推程运动角：φ=BOB′=∠AOB1 运休止角：φS=∠BOC=∠B1OC1 回程运动角：φ′=∠C1OD 近休止角：φS ′=∠AOD s A B C D A h ,t s ' s ' (b) 从动件位移线图：从动件速度线图，加速度线图 二、分析从动件的运动 行程：h(最大位移) 上升——停——降——停
三、常用从动件运动规律 1、匀速运动规律(推程段) 刚性冲击: 由于加速度发生无穷大突 度而引起的冲击称为刚性 冲击
三、常用从动件运动规律 s v a h ,t ,t ,t ∞ -∞ 0 v 刚性冲击： 由于加速度发生无穷大突 度而引起的冲击称为刚性 冲击。 1、匀速运动规律（推程段）
2、等加速等减速运动规律 柔性冲击: B 加速度发生有限值的突变 (适用于中速场合)
2、等加速等减速运动规律 a v O 1 2 ,t ,t ,t s h 3 4 5 6 1 9 4 1 0 4 A 0 a B C 柔性冲击 ： 加速度发生有限值的突变 （适用于中速场合） 2 2 1 S = at V a t = 0
3、加速度按余弦运动规律变化 运动特征: 若φ,外为零,无冲击, 若,不为零,有冲击
3、加速度按余弦运动规律变化 a v ,t ,t ,t s h O 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 s 运动特征： 若 为零，无冲击， 若 不为零，有冲击 S S , S S ,
4、加速度按正弦运动规律变化(了解) 运动特征:没有冲击 组合运动规律 为了获得更好的运动特征,可以把上述几种运动规律组合起来 应用,组合时,两条曲线在拼接处必须保持连续
4、加速度按正弦运动规律变化（了解） ,t s v a ,t ,t h 1 2 3 4 5 6 r s B A A0 运动特征：没有冲击 5、组合运动规律 为了获得更好的运动特征，可以把上述几种运动规律组合起来 应用，组合时，两条曲线在拼接处必须保持连续
§4-3凸轮轮廓的设计 设计方法:作图法,解析法 已知y,e,S-g,ω转向。作图法设计凸轮轮廓 直动从动件盘形凸轮机构 反转法 盘形凸轮
设计方法：作图法，解析法 已知 0 ,e, S −, 转向。作图法设计凸轮轮廓 一、直动从动件盘形凸轮机构 反转法 O 8 7 6 5 4 3 2 1 − r 0 §4-3 凸轮轮廓的设计