第三章凸轮机构及其设计 基本要求:了解凸轮机构的分类及应用;了解从动件常用的运动 规律及从动件运动规律的选择原则;掌握对心直动从 动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制方法。掌握选择滚子半 径的原则、压力角与自锁的关系以及基圆半径对压力 角的影响。 重点:掌握盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计;掌握凸轮基 圆半径与压力角的关系。 难点:凸轮轮廓曲线的设计中所应用的“反转法”原理;压 力角的概念等 下一页
第三章 凸轮机构及其设计 基本要求:了解凸轮机构的分类及应用；了解从动件常用的运动 规律及从动件运动规律的选择原则；掌握对心直动从 动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制方法。掌握选择滚子半 径的原则、压力角与自锁的关系以及基圆半径对压力 角的影响。 重 点: 掌握盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；掌握凸轮基 圆半径与压力角的关系。 难 点: 凸轮轮廓曲线的设计中所应用的“反转法”原理；压 力角的概念等。 下一页
§3-1凸轮机构的应用和分类 1.凸轮机构的应用 1.1组成:凸轮—个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 从动件—被凸轮直接推动的构件。 机架相对于支撑物体固定不动的构件。 12特点: 刀架 优点y2 件得到各 点 殛,易于磨损,多用 递力不太 2、加 难。 3 不 变得 下一页
§3-1 凸轮机构的应用和分类 1．凸轮机构的应用 1.1 组成：凸轮——个具有曲线轮廓或凹槽的构件。 从动件——被凸轮直接推动的构件。 机架——相对于支撑物体固定不动的构件。 下一页 优点：1、可使从动件得到各种预期的运动规律。 2、结构紧凑。 缺点：1、高副接触，易于磨损，多用于传递力不太 大的场合。 2、加工比较困难。 3、从动件行程不宜过大，否则会使凸轮变得 笨重。 1.2 特点：
a) @每 业 「力封闭 4按凸轮与从动保持接触的方式分几何封闭 下一页
2. 凸轮机构的分类 下一页 1、按凸轮的形状分 圆柱凸轮 移动凸轮 盘形凸轮 2、按从动件端部型式分 平底从动件 滚子从动件 尖端从动件 3、按从动件的运动方式分 摆动从动件 直动从动件 4、按凸轮与从动保持接触的方式分 几何封闭 力封闭
§3-2从动件的运动规律 1.基本概念 1、基圆——以凸轮的最小向径 B 为半径所作的圆称 为基圆,基圆半径 B 用r表示。 2、推程,推程运动角δ; 3、远休止,远休止角δ 4、回程,回程运动角a; a) 5、近休止,近休止角δ。; 6、行程—从动件在推程或回程中移 动的距离,用h表示。 61 下一页
§3-2 从动件的运动规律 1. 基本概念 1、基圆—— 2、推程，推程运动角δt； 以凸轮的最小向径 为半径所作的圆称 为基圆，基圆半径 用rmin表示。 3、远休止，远休止角δs； 4、回程，回程运动角δh； 5、近休止，近休止角δs ˊ； 6、行程——从动件在推程或回程中移 动的距离，用h 表示。 下一页
2.从运动件的规律—从动件在推程或回程时,其位移、速度和加 速度随时间变化的规律。 21等速运动规律: 推程: 回程: h 2 h(1--) h h 0 0 由图可知,在起始点和终了点处 有刚性冲击。 O c) 下一页
2.1 等速运动规律： 2. 从运动件的规律——从动件在推程或回程时，其位移、速度和加 速度随时间变化的规律。 0 2 2 1 2 1 = = = a h v h s t t 由图可知，在起始点和终了点处 有刚性冲击。 推程： 回程： 0 (1 ) 2 2 1 1 2 = = − = − a h v s h h h 下一页
22等加等减速运动规律 推程的前半程: 推程的后半程: 2h, ch S h 2(6,-08)2 6 4h who 2 2(O4-6) ,=4h a,=-4h 下一页
2.2 等加等减速运动规律： 2 2 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 4 4 2 t t t a h h v h s = = = 推程的前半程： 推程的后半程： 2 2 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 4 ( ) 4 ( ) 2 t t t t t a h h v h s h = − = − = − − 下一页
回程的前半程: 2h who 4=-4h 回程的后半程: 2h 2 (8n-81 4h0v(6n-o1 2 =4h 下一页
回程的前半程： 回程的后半程： 2 2 1 2 2 2 1 1 2 2 2 2 1 4 4 2 h h h a h h v h s h = − = − = − 2 2 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 4 ( ) 4 ( ) 2 t h h h h a h h v h s = = − − = − 下一页
123456 2 由图知,有柔性冲击 B 而
2 t t 1 2 3 4 5 6 O s2 t 1 2" 1" 4" 5" 3" 6" 1' 6' 5' 4' 3' 2' o 4 1 1 4 9 O v2 t 1 a0 A a t B C 由图知，有柔性冲击。 下一页
23简谐运动规律 推程: -cos(。1 Tho 26 6) h cos(。61) 26 回程: +cos(。1) Tho s61) 261 cos(。61) 26 而
t 1 2 3 4 5 6 O s2 t 1 1' 6' 5' 4' 3' 2' 2" 1" 4" 5" 3" 6" O v2 t 1 O a2 t m e 1 2.3 简谐运动规律 cos( ) 2 sin( ) 2 [1 cos( )] 2 2 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 t t t t t h a h v h s = = = − 推程： 回程： cos( ) 2 sin( ) 2 [1 cos( )] 2 2 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 t ht t h h h a h v h s = − = − = + 下一页
3.从运动规律的选择 1)只要求当凸轮转过某一角度6时,推杆完成一行程h或q。 2)不仅要求当凸轮转过某一角度δ1时,推杆完成一行程h或 φ,而且还要求推杆按一定的运动规律运动。 工件 3)对于较高速凸轮,还要考虑到机构的运动速度较高,可能会 产生很大的惯性力和冲击,所以要考虑其最大加速度。 此外,还要考虑机构的冲击性能。 下一页
3. 从运动规律的选择 3）对于较高速凸轮，还要考虑到机构的运动速度较高，可能会 产生很大的惯性力和冲击，所以要考虑其最大加速度。 1）只要求当凸轮转过某一角度δ0时，推杆完成一行程h或φ。 2）不仅要求当凸轮转过某一角度δ0时，推杆完成一行程h或 φ，而且还要求推杆按一定的运动规律运动。 此外，还要考虑机构的冲击性能。 下一页