4凸轮机构

δ4
δ3称为回程运动角。
δ4称为近休止角。
C
对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构
3-2 从动件常用的运动规律 1.等速运动规律:
凸轮等速回转时，从动件上升和 下降的速度不变。
刚性冲击
3-2 从动件常用的运动规律
1.等速运动规律: (一次多项式运动规律)
➢ 在运动开始和终止的瞬间，速度突变，加速度为无 穷大，加速度产生的惯性力理论上无穷大，产生刚 性冲击。
凸轮一般为匀速转动，凸轮转角δ与时间t成正比。所 以，推杆的运动规律可表示为S = S(δ)、V = V(δ)和a = a(δ)。
从动件的运动规律主要有：多项式、三角函数等运 动规律，下面分析这些函数形式以及其传动特征。
3-2 从动件常用的运动规律
2.基圆：
以凸轮轮廓曲线上的最小
向径r0为半径作的圆。
柔性冲击
3.简谐运动规律 (又称余弦加速度运动规律)
➢在行程的开始和终止，加速度突 然有限值变化，产生柔性冲击， 适用于中速轻载场合。
3-2 从动件常用的运动规律
4.正弦加速度运动规律 （又称摆线运动规律） 无刚性冲击，也无柔性
冲击，可用于高速系统。
5.五次多项式运动规律
3-3 凸轮机构的压力角
3-4 图解法设计凸轮轮廓曲线
基本原理：反转法
I
-ω1
II
1'
01
2'
O
2
III
ω1
3
3'
凸轮轮廓线设计的“反转法”
3-4 图解法设计凸轮轮廓曲线
1. 对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
已知：凸轮机构的位移函数S=S(δ)，基圆半径r0， 凸轮等角速度逆时针转动。
选取比例尺μS、μδ，作位移线图，等分δ1、δ3；
B'
3.升程/行程：
从动件上升的最大距离h。
A
D δ02
δ'0 r0
δ0 δ01
ω1 B
C
对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构
3-2 从动件常用的运动规律
4.运动四过程:
推程
远休
回程
B'
近休
A
D δδ042
δδ'30 r0
δ01 δδ021
δ1称为推程运动角。
δ2称为远休止角。
S
O
ω1 B
t
δ1
δ2
δ3
3-3 凸轮机构的压力角
2. 压力角与基圆半径的关系
r0↑，α↓，改善传力特性，应保证凸轮轮廓上的 最大压力角不超过许用值的条件下，尽可能减 小凸轮基圆半径(结构紧凑)。 凸轮与轴整体：r0 rZ+rT+(3~4)mm 凸轮与轴分体：r0 1.75rZ+rT+(5~7)mm
（rZ——轴径，rT——滚子半径）
2.按从动件的型式分： 尖顶从动件：可实现任意预期的运动规律，但只适
用于受力不大的低速机构中。
ω1
二、凸轮机构的分类
滚子从动件：可传递较大的动力。
二、凸轮机构的分类
平底从动件：能形成润滑油膜,传动效率高，受力平
稳，常用于高速凸轮机构;不适用于有内凹轮廓的凸轮。
二、凸轮机构的分类
3.按从动件的运动形式分： 直动推杆
S
10
11
15 5
20
O
δ
δ1
δ2
δ3
δ4
(a) 从动件的运动规律曲线
1. 对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
1. 凸轮的压力角及许用值
压力角α：从动件运动方向和 受力方向之间所夹锐角。 自锁：当摩擦阻力Ff等于或大 于有效分力F'时，无论凸轮作 用于从动件的驱动力多大，也 无法使从动件运动的现象。
3-3 凸轮机构的压力角
许用压力角[α]： 移动从动件推程中： [α] 30°~38° 摆动从动件推程中： [α] 40°~45° 从动件回程中： [α] 70°~80°
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
一、凸轮机构的组成和应用
1.应用:
内燃机配气机构
一、凸轮机构的组成和应用
绕线机
一、凸轮机构的组成和应用
仿形刀架
生产应用1 生产应用2 生产应用3
一、凸轮机构的组成和应用 2.组成：凸轮、从动件(推杆)、机架
尖顶、滚子、 平底推杆
二、凸轮机构的分类
凸轮轮廓曲线，就可以获得从动件所需的运 动规律，且结构简单，紧凑，设计较方便。
缺点：点、线接触，容易磨损。多用于传递
动力不大的控制机构中。如机床的进刀机构， 上料机构，内燃机的配气机构；
3-2 从动件常用的运动规律
一、凸轮机构的运动分析
以对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构为例
1.从动件运动规律：
从动件的位移s、速度v及加速度a随时间t或凸轮转 角δ 变化的规律。
3-4 图解法设计凸轮轮廓曲线
基本原理：反转法
设想给整个凸轮机构加上一个公共角速度，使其绕凸轮轴心 O转动。根据相对运动原理，我们知道凸轮与推杆间的相对运动 关系并不发生改变，但此时凸轮将静止不动，而推杆则一方面 和机架一起以角速度绕凸轮轴心O转动，同时又在其导轨内按预 期的运动规律运动。可见，推杆在复合运动中，其尖顶的轨迹 就是凸轮廓线。 利用这种方法 进行凸轮设计 的称为反转法。
盘形与圆 柱凸轮
凸轮机构的类型很多，可以根据凸轮形状、推
杆(从动件)形状/运动形式、封闭形式等的不同，对
凸轮机构进行分类。
摆动、直 动推杆
力封闭、 几何封闭
Hale Waihona Puke 二、凸轮机构的分类1.按凸轮形状分： 1）盘形凸轮
二、凸轮机构的分类 2）移动凸轮
3
2
V2
V1 1
二、凸轮机构的分类
3）圆柱凸轮
二、凸轮机构的分类
第3章 凸轮机构和间歇运动机构
§3-1 凸轮机构的应用和分类 §3-2 从动件常用的运动规律 §3-3 凸轮机构的压力角 §3-4 按照给定的运动规律绘制盘形凸轮
轮廓曲线 §3-5 间歇运动机构
§3-1 凸轮机构的应用和分类
凸轮机构是一种由凸轮、从动件(推杆)和机架所 组成的高副传动机构。
(a)
(b)
➢ 应用场合：适用于低速、轻载场合。
2.等加速等减速运动规律： (二次多项式运动规律)
前半行程作等加速运动，后半 行程作等减速运动。
柔性冲击
2.等加速等减速运动规律： (二次多项式运动规律)
在O、A、B三点，加速度突然 有限值变化，产生柔性冲击。 适用于中速轻载场合。
3.简谐运动规律
质点在圆周上作匀速运动，它 在该圆直径上的投影所构成的 运动。
二、凸轮机构的分类
摆动推杆
二、凸轮机构的分类
4.按从动件运动方向是否通过凸轮回转中心分：
对心凸轮机构 偏置凸轮机构
二、凸轮机构的分类
4. 按封闭形式分：
力封闭凸轮机构
力封闭凸轮机构
二、凸轮机构的分类
4•. 按封闭形式分：
几何封闭凸轮机构
3
V
2
2
ω1 1
O
1
三、凸轮机构的优缺点
优点：只要根据从动件的运动要求设计出