凸轮机构及其设计(精)
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第三章凸轮机构及其设计§3-1 概述1 凸轮机构的基本组成及应用特点组成:凸轮、从动件、机架运动特征:主动件(凸轮)作匀角速回转,或作匀速直线运动,从动件能实现各种复杂的预期运动规律。
尖底直动从动件盘形凸轮机构、尖底摆动从动件盘形凸轮机构滚子直动从动件盘形凸轮机构、滚子摆动从动件盘形凸轮机构圆柱凸轮机构、移动凸轮机构、平底直动从动件盘形凸轮机构端面圆柱凸轮机构、内燃机配气凸轮机构优点:(1)从动件易于实现各种复杂的预期运动规律。
(2)结构简单、紧凑。
(3)便于设计。
缺点:(1)高副机构,点或线接触,压强大、易磨损,传力小。
(2)加工制造比低副机构困难。
应用:主要用于自动机械、自动控制中(如轻纺、印刷机械)。
2 凸轮机构的分类1.按凸轮形状分:盘型、移动、圆柱2.按从动件运动副元素分:尖底、滚子、平底、球面(P197)3.按从动件运动形式分:直动、摆动4.按从动件与凸轮维持接触的形式分:力封闭、形封闭3 凸轮机构的工作循环与运动学设计参数§3-2凸轮机构基本运动参数设计一.有关名词行程-从动件最大位移h。
推程-S↑的过程。
回程-S↓的过程。
推程运动角-从动件上升h,对应凸轮转过的角度。
远休止角-从动件停留在最远位置,对应凸轮转过的角度。
回程运动角-从动件下降h,对应凸轮转过的角度。
近休止角-从动件停留在低远位置,对应凸轮转过的角度。
一个运动循环凸轮:转过2π,从动件:升→停→降→停基圆-以理论廓线最小向径r0作的圆。
尖底从动件:理论廓线即是实际廓线。
滚子从动件:以理论廓线上任意点为圆心,作一系列滚子圆,其内包络线为实际廓线。
从动件位移线图——从动件位移S与凸轮转角 (或时间t)之间的对应关系曲线。
从动件速度线图——位移对时间的一次导数加速度线图——位移对时间的二次导数 统称从动件运动线图 度量基准(在理论廓线上)1)从动件位移S :推程、回程均从最低位置度量。
2)凸轮转角δ:从行程开始对应的向径度量(以O 为圆心,O 至行程起始点为半径作弧与导路中心线相交得P 点,∠POX=δ)。
第六讲凸轮机构及其设计(一)凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构1.组成:凸轮,推杆,机架。
2.优点:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且机构简单紧凑。
缺点:凸轮廓线与推杆之间为点、线接触,易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
二、凸轮机构的分类1.按凸轮的形状分:盘形凸轮圆柱凸轮2.按推杆的形状分尖顶推杆:结构简单,能与复杂的凸轮轮廓保持接触,实现任意预期运动。
易遭磨损,只适用于作用力不大和速度较低的场合滚子推杆:滚动摩擦力小,承载力大,可用于传递较大的动力。
不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。
平底推杆:不考虑摩擦时,凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直,受力平稳;易形成油膜,润滑好;效率高。
不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。
3.按从动件的运动形式分(1)往复直线运动:直动推杆,又有对心和偏心式两种。
(2)往复摆动运动:摆动推杆,也有对心和偏心式两种。
4.根据凸轮与推杆接触方法不同分:(1)力封闭的凸轮机构:通过其它外力(如重力,弹性力)使推杆始终与凸轮保持接触,(2)几何形状封闭的凸轮机构:利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。
①等宽凸轮机构②等径凸轮机构③共轭凸轮(二)推杆的运动规律一、基本名词:以凸轮的回转轴心O为圆心,以凸轮的最小半径r为半径所作的圆称为凸轮的基圆,r称为基圆半径。
推程:当凸轮以角速度转动时,推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。
推杆上升的最大距离称为推杆的行程,相应的凸轮转角称为推程运动角。
回程:推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程,对应的凸轮转角称为回程运动角。
休止:推杆处于静止不动的阶段。
推杆在最远处静止不动,对应的凸轮转角称为远休止角;推杆在最近处静止不动,对应的凸轮转角称为近休止角二、推杆常用的运动规律1.刚性冲击:推杆在运动开始和终止时,速度突变,加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值,致使推杆产生非常大的惯性力,因而使凸轮受到极大冲击,这种冲击叫刚性冲击。