第9章凸轮机构及其设计PPT课件

推杆运动规律：
s＝ s(t) ＝ s(δ ) v＝ v(t) ＝ v(δ ) a＝ a(t) ＝ a(δ )
s
B’
D δ02
δ’0
A
r0
δ0
h
o
ω
t 360° δ0 δ01 δ’0 δ02 δ
δ01
B
C
-
5
2．推杆常用的运动规律
（1）多项式运动规律
位移方程： s c 0 c 1 c 22 c nn
则无冲击。
-
/2
0
0
11
3）五次多项式运动规律
s c 0 c 1 c 22 c 33 c 44 c 55
v d s d t ( c 1 2 c 2 3 c 3 2 4 c 4 4 5 c 5 5 )
a d v d t 2 ( 2 c 2 6 c 3 1 2 c 42 2 0 c 53 )
2h（
'0 2
'0
）2
v
4 h （ '0 2
'0
）
a
4h 2 '0 2
-
/2
0
0
10
2）二次多项式运动规律（等加等减速）
特点：加速度曲线有突变，加速 度的变化率(即跃度j)在这些位置 为无穷大——柔性冲击
适应场合：中速轻载
分析若满足：
δ=0 时，s=0，v=0，a=0 δ=δ0时，s=h，v=0，a=0
2h
2 0
2
v
4 h
2 0
a
4h 2
2 0
0/2,sh/2,v2h/0 0,sh,v0
s
h
2h 02
( 0
)2
v
4 h
2 0
( 0 )
a
4 h
2
-
2 0
9
2）二次多项式运动规律（等加等减速）
回程
等加速阶段
等减速阶段
s
h
2h '0 22v来自4 h '0 2
a
s
4h 2 '0 2
单，紧凑；但易磨损，传力不大。
-
2
§9-1 凸轮机构的应用和分类
2．凸轮机构的分类
（1）按凸轮的形状分
1）盘形凸轮（移动凸轮） 2）圆柱凸轮
（2）按推杆形状及运动形式分
1）尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆 2）对心直动推杆、偏置直动推杆和摆动推杆
（3）按保持高副接触方法分
1）力封闭的凸轮机构
2）几何封闭的凸轮机- 构
第九章 凸轮机构及其设计
§9-1 凸轮机构的应用和分类 §9-2 推杆的运动规律 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定
-
1
§9-1 凸轮机构的应用和分类
1．凸轮机构的应用
（1）实例 内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀机构 自动机床凸轮机构
（2）特点 适当的设计凸轮廓线可实现各种运动规律，结构简
0
推程阶段运动方程：
0
0
s hhcos( ) 2 2 0
v hsin( ) 20 0
-
a
2h2 202
cos(
0
)
14
回程阶段运动方程：
s
h 2
h cos( 2 '0
)
v
h 2 '0
sin (
'0
)
a
2h 2 '0
2 2
cos(
'0
)
特点：在起始和终止处理论上a为 有限值———柔性冲击
h
o
v
o
a +∞
o
-∞
-
18
小结：
运动规律
运动特性
等速运动规律：
有刚性冲击
等加速等减速运动： 柔性冲击 余弦加速度运动规律： 柔性冲击
正弦加速度运动规律： 无冲击
五次多项式运动规律： 无冲击
适用场合
低速轻载 中速轻载 中低速重载 中高速轻载 高速中载
3
第九章 凸轮机构及其设计
§9-1 凸轮机构的应用和分类 §9-2 推杆的运动规律 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定
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1．名词术语及符号
基圆 基圆半径 r0 推程 推程运动角 δ0 远休 远休止角 δ01 回程 回程运动角 δ0′ 近休 近休止角 δ02 行程 h
适用场合：中速轻载(当从动件作 连续运动时，可用于高速) -
0
0
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2.正弦加速度（摆线）运动规律
半径R=h/2π的滚圆沿纵座标 作纯滚动，圆上最初位于座标 原点的点其位移随时间变化的 规律—摆线运动
推程阶段运动方程：
s h h sin(2) 0 2 0
v hhcos(2)
0 0
0
a
2h2 02
求一阶导数得速度方程：
v d s d t ( c 1 2 c 2 3 c 32 n c nn 1 )
求二阶导数得加速度方程：
a d v d t 2 ( 2 c 2 6 c 3 1 2 c 4 2 n ( n 1 ) c n n 2 )
-
6
1) 一次多项式运动规律（等速运动规律）
2
sin(
0
)
-
16
回程阶段运动方程：
s
h
h '0
h 2
2 sin(
'0
)
v
(
h '0
h
'0
2 cos(
'0
))
a
2
h
2
sin(
2
)
'0 2
'0
特点：无刚性、柔性冲击 适用场合：适于高速
-
0
0
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（3）组合型运动规律
组合原则 ：
s
要保证在衔接点上运 动参数保持连续；在 运动的始末处满足边 界条件。
6 '0
5
5)
v
h
(
30 '0
3
2
60 '0
4
3
30 '0
5
4
)
a
h 2 (
60 '0 3
180 '0 4
2
120 '0 5
3)
特点：无冲击
适用场合：高速、中载
满足： δ=0 时，s=0，v=0，a=0 δ=δ0时，s=h，v=0，a=0 -
0
0
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（2）三角函数运动规律
1.余弦加速度(简谐)运动规律
s C 0 C1 v d s / d t C1 a dv / dt 0
始点处δ=0，s=0 终点处δ= δ0 ，s=h
推程 s h / 0 v h / 0 a0
回程 s h (1 / 0 ) v h / 0 a0
C0= 0,C1=h/δ0
-
0
0
7
特点：速度有突变，加速度理论上由
零至无穷大，从而使从动件产生巨大 的惯性力，机构受到强烈冲击——刚
0
0
性冲击
适应场合：低速轻载
-
8
2）二次多项式运动规律（等加等减速）
s
v
c0 c1 c2 2 （ c1 2c2）
a
2c2
2
推程
等加速阶段 边界条件
等减速阶段 边界条件
0,s 0,v 0
0 / 2,s h/ 2
s
0,s0,v0,a0 0,sh,v0,a0
s
h( 10 03
3
15 04
4
6 05
5)
v
h
30 ( 03
2
60 04
3
30 05
4
)
a
h
2
(
60 03
180 04
2
120 05
3)
-
v
s
h a
δ
δ0
12
3）五次多项式运动规律
回程
s
h
10
h(
'0
3
3
15 '04
4