机械原理凸轮机构.pptx

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1、 5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 凸轮机构由凸轮机构由凸轮凸轮1 1、从动件、从动件2 2、机架、机架3 3三个基本构件组成。是一种高副机构。三个基本构件组成。是一种高副机构。通常凸轮作连续等速转动，从动件则通常凸轮作连续等速转动，从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。律作往复移动或摆动。一、概述一、概述1 1、组成、组成第1页/共23页5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 优点优点:只要正确地设计和制造出凸轮的轮廓曲线，就能把凸只要正确地设计和制造出凸轮的轮廓曲线，就能把凸轮的回转运动

2、准确可靠地转变为从动件所预期的复杂运动轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所预期的复杂运动规律的运动规律的运动;且凸轮机构结构简单、紧凑、运动可靠。且凸轮机构结构简单、紧凑、运动可靠。缺点缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保持良好的凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保持良好的润滑，容易磨损。润滑，容易磨损。2 2、特点、特点第2页/共23页 盘形凸轮机构盘形凸轮机构平面凸轮机构平面凸轮机构 移动凸轮机构移动凸轮机构平面凸轮机构平面凸轮机构 圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构空间凸轮机构空间凸轮机构1、按凸轮形状分类：、按凸轮形状分类：5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类

3、二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类第3页/共23页 盘形凸轮盘形凸轮凸轮为具有变化向径的盘状构件，凸轮绕凸轮为具有变化向径的盘状构件，凸轮绕定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 盘形凸轮实物盘形凸轮实物盘形凸轮机构盘形凸轮机构第4页/共23页 移动凸轮移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，盘形当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，盘形凸轮就演化成了移动凸轮。凸轮呈板状，相对机架做直线运凸轮就演化成了移动凸轮。凸轮呈板状，相对机架做直线运动。动。5.1 5.1 凸轮机

4、构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 移动凸轮移动凸轮靠模车削机构靠模车削机构第5页/共23页5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 圆柱凸轮圆柱凸轮凸轮是一个具有曲凸轮是一个具有曲线凹槽或端面曲线轮廓的圆柱，可线凹槽或端面曲线轮廓的圆柱，可以看成是把移动凸轮卷成圆柱体演以看成是把移动凸轮卷成圆柱体演化而成。化而成。自动送料机构自动送料机构圆柱凸轮实物圆柱凸轮实物第6页/共23页 尖顶推杆凸轮机构尖顶推杆凸轮机构 滚子滚子推杆推杆凸轮机构凸轮机构 平底平底推杆推杆凸轮机构凸轮机构2 2、按从动件末端形状分类：、按从动件末端形状分类：5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类

5、凸轮机构的应用及其分类 第7页/共23页尖顶从动尖顶从动件凸轮机构件凸轮机构5.15.1凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 滚子从动滚子从动件凸轮机构件凸轮机构平底从动平底从动件凸轮机构件凸轮机构第8页/共23页 直动从动件凸轮机构（直动从动件凸轮机构（a a、对心直动从动件、对心直动从动件b b、偏置、偏置直动从动件直动从动件)摆动从动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构3 3、按从动件的运动形式为：、按从动件的运动形式为：5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 a a b b第9页/共23页 力锁合凸轮机构力锁合凸轮机构 形锁合凸轮机构形锁合凸轮机构4 4、按凸轮与

6、从动件维持高副、按凸轮与从动件维持高副接触的方法分：接触的方法分：5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 利用重力利用重力利用几何形状利用几何形状 1 1 2 2 3 3利用弹簧力利用弹簧力第10页/共23页5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 三、凸轮机构的应用举例三、凸轮机构的应用举例1、自动送料机构、自动送料机构第11页/共23页5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 2、内燃机配气机构、内燃机配气机构第12页/共23页5.1 5.1 凸轮机构的应用及其分类凸轮机构的应用及其分类 3、绕线机构、绕线机构第13页/共23页

7、一、凸轮机构的运动循环和基本概念一、凸轮机构的运动循环和基本概念5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律凸轮凸轮的实际轮廓为的实际轮廓为ABCDAABCDA。凸轮的最小向径称为基圆半径，。凸轮的最小向径称为基圆半径，用用r rb b表示。表示。推程推程远休止远休止回程回程近休止近休止第14页/共23页一、凸轮机构的运动循环和基本概念一、凸轮机构的运动循环和基本概念凸轮回转一周完成一个工作循环，凸轮回转一周完成一个工作循环，从动件经历推程从动件经历推程远休止远休止回程回程近休止四个阶段。近休止四个阶段。5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律对应于从动件各个阶段的

8、运动，凸对应于从动件各个阶段的运动，凸轮所转过的转角分别称为轮所转过的转角分别称为推程运动推程运动角角 、远休止角远休止角 、回程运动角回程运动角 、近休止角近休止角 。从动件在推程或回程中移动的距离从动件在推程或回程中移动的距离h h称为称为行程行程。第15页/共23页5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律以从动件的位移以从动件的位移s s为纵坐标，对应的凸轮转角为纵坐标，对应的凸轮转角或时间或时间t t（凸（凸轮匀速转动时，转角轮匀速转动时，转角与时间与时间t t成正比）为横坐标，可以绘出成正比）为横坐标，可以绘出一个工作循环内的一个工作循环内的位移线图位移线图。第16页

9、/共23页5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状，反之，设计凸从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状，反之，设计凸轮机构时，应首先根据工作要求确定从动件的运动规律，轮机构时，应首先根据工作要求确定从动件的运动规律，再据此来设计凸轮的轮廓曲线。再据此来设计凸轮的轮廓曲线。从动件的运动规律从动件的运动规律是指其位移是指其位移s s、速度、速度v v和加速度和加速度a a等随凸轮转角等随凸轮转角 （时间（时间t t）而变化的规律。这种规律可用方程表示，也可用线图表示。）而变化的规律。这种规律可用方程表示，也可用线图表示。二、凸轮机构从动件运动规律二

10、、凸轮机构从动件运动规律第17页/共23页1、等速运动规律：、等速运动规律：是指从动件在推程或回程的运动速度为常数的运动是指从动件在推程或回程的运动速度为常数的运动规律。凸轮以等角速度转动，从动件在推程中的行程为规律。凸轮以等角速度转动，从动件在推程中的行程为h h。从动件作等速运。从动件作等速运动规律的运动线图如图所示。其位移曲线为斜直线，速度曲线为平直线，动规律的运动线图如图所示。其位移曲线为斜直线，速度曲线为平直线，加速度曲线为零线。加速度曲线为零线。5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律第18页/共23页5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律 运动特

11、点运动特点:从动件在推程始末两点、处，速度有突变，瞬时加速度从动件在推程始末两点、处，速度有突变，瞬时加速度理论上为无穷大，因而产生理论上亦为无穷大的惯性力。而实际上，由理论上为无穷大，因而产生理论上亦为无穷大的惯性力。而实际上，由于构件材料的弹性变形，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但仍会对于构件材料的弹性变形，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但仍会对机构造成机构造成强烈的冲击，强烈的冲击，这种冲击称为这种冲击称为“刚性冲击刚性冲击”。因此，单独采用这。因此，单独采用这种运动规律时，只能用于凸轮种运动规律时，只能用于凸轮转速很低以及轻载转速很低以及轻载的场合。的场合。第19页/共23页运运动

12、动特特点点:在在推推程程的的始始末末点点和和前前、后后半半程程的的交交接接处处，加加速速度度有有突突变变，因因而而惯惯性性力力也也产产生生突突变变，但但它它们们的的大大小小及及突突变变量量均均为为有有限限值值，由由此此将将对对机机构构造造成成有有限限大大小小的的冲冲击击，这这种种冲冲击击称称为为“柔柔性性冲冲击击”。在在高高速速情情况况下下，柔柔性性冲冲击击仍仍会会引引起起相相当当严严重重的的振振动动、噪噪声声和和磨磨损损，因因此此这这种种运运动动规规律律只只适适用用于于中中速速、中载中载的场合。的场合。2 2、等加速等减速运动规律、等加速等减速运动规律:是指从动件在一个行程中，前半行程作是指

13、从动件在一个行程中，前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律。等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律。5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律第20页/共23页运动特点运动特点:在推程始末点处在推程始末点处仍有加速度的有限值的突变，仍有加速度的有限值的突变，即存在即存在“柔性冲击柔性冲击”，因此因此只适用于只适用于中、低速中、低速。但若从。但若从动件作无停歇的升动件作无停歇的升降降升升型连续运动，则加速度曲线型连续运动，则加速度曲线为光滑连续的余弦曲线，消为光滑连续的余弦曲线，消除了除了“柔性冲击柔性冲击”，故可用，故可用于高速。于高速。3.3.简简谐谐运运动动

14、规规律律:是是指指从从动动件件加加速速度度按按余余弦弦规规律律变变化化的的运运动动规规律律,也也称称为为余余弦弦加加速速度度运运动动规规律律。其其位位移移曲曲线线为为简简谐谐曲曲线线，速速度度曲曲线线为为正正弦弦曲曲线，加速度曲线为余弦曲线。线，加速度曲线为余弦曲线。5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律第21页/共23页从从动动件件运运动动规规律律的的选选择择应应满满足足机机械械的的工工作作要要求求，还还应应使使凸凸轮轮机机构构具具有有良良好好的的动动力力特特性性，使使所所设设计计的的凸凸轮轮廓线便于加工。轮轮廓线便于加工。5.2 5.2 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律其其它它运运动动规规律律:摆摆线线运运动动规规律律、多多项项式式运运动动规规律律、组合运动规律等。组合运动规律等。第22页/共23页感谢您的观看。感谢您的观看。第23页/共23页