《凸輪機(jī)構(gòu)》ppt課件

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1、§5.1概述§5.2常用從動件的運(yùn)動規(guī)律§5.3盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)方法與加工方法§5.4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定第5章凸輪機(jī)構(gòu)5.1概述凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動件和機(jī)架三部分組成。凸輪是一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，他通過與從動件的高副接觸，在運(yùn)動時可以使從動件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期運(yùn)動。凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)，易于磨損，因此只適用于傳遞動力不大的場合。凸輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使從動件得到各種預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，運(yùn)動可靠。凸輪結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：由于凸輪輪廓與從動件之間為點(diǎn)接觸或線接

2、觸，故壓強(qiáng)較大，容易磨損，而且凸輪輪廓曲線的加工比較困難。5.1概述示例一5.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)示例二5.1概述靠模車削機(jī)構(gòu)5.1概述示例三分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)5.1概述5.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類按照凸輪的形狀不同可把凸輪分為以下幾種：盤形凸輪移動凸輪圓柱凸輪曲面凸輪按照凸輪的鎖合方式可把凸輪分為以下幾種：力鎖合形鎖合按照從動件的結(jié)構(gòu)型式分：⒈尖頂從動件⒉滾子從動件⒊平底從動件5.1概述5.1.3凸輪和滾子的材料凸輪的主要失效形式為磨損和疲勞點(diǎn)蝕。對凸輪和滾子的材料要求：工作表面硬度高耐磨有足夠的表面接觸強(qiáng)度

3、凸輪芯部有較強(qiáng)的韌性常用的凸輪材料：40Cr、20Cr、40CrMnTi常用的滾子材料：20Cr或者滾動軸承從動件的位移、速度和加速度的變化規(guī)律，全面地反映了從動件的運(yùn)動特性及其變化的規(guī)律性，稱為從動件的運(yùn)動規(guī)律。凸輪的輪廓形狀決定了從動件的運(yùn)動規(guī)律。反之，從動桿不同的運(yùn)動規(guī)律，要求凸輪具有不同形狀的輪廓曲線。所以在設(shè)計(jì)凸輪時，重要的問題之一，就是根據(jù)工作要求和條件選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律。下面簡單地討論一下從動桿常用的運(yùn)動規(guī)律及其選擇。5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律5.2.1平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸和運(yùn)動規(guī)律一、凸輪機(jī)構(gòu)的

4、基本參數(shù)圖示為一對心直動尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)?；靖拍睿夯鶊A：以凸輪回轉(zhuǎn)中心O1為圓心，以凸輪輪廓的最小向徑r0為半徑所作的圓稱為基圓，基圓半徑用r0表示。5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律推程：尖頂與凸輪輪廓上的A點(diǎn)（基圓與輪廓AB的連接點(diǎn)）相接觸，該點(diǎn)為從動件上升的起點(diǎn)。當(dāng)凸輪以等角速度ω沿逆時針方向回轉(zhuǎn)φ角時，從動件被凸輪輪廓推動，以一定的運(yùn)動規(guī)律由離O1點(diǎn)最近位置A上升到最遠(yuǎn)位置B’點(diǎn)，此過程稱為推程。5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律推程運(yùn)動角：從動件被凸輪推動，以一定運(yùn)動規(guī)律，從最近位置到達(dá)最遠(yuǎn)位置，從動件在這過程中

5、經(jīng)過的距離h稱為升程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角φ稱為推程運(yùn)動角。遠(yuǎn)休止角：當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)φs時，以O(shè)1為中心的圓弧BC與尖頂相作用，從動件在最遠(yuǎn)位置B’點(diǎn)停留不動。此時凸輪轉(zhuǎn)過的這個角度φS，稱為遠(yuǎn)休止角。5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律回程運(yùn)動角：凸輪再繼續(xù)回轉(zhuǎn)φ’角，從動件在彈力或重力作用下，以一定運(yùn)動規(guī)律從最遠(yuǎn)位置回到起點(diǎn)，這段行程稱為回程，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角φ’稱為回程運(yùn)動角。近休止角：當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)φs’時，從動件在最低位置停留不動。此時凸輪轉(zhuǎn)過的角度φs’稱為近休止角。凸輪連續(xù)回轉(zhuǎn)時，從動件重復(fù)上述過程。5.2常用的從動

6、件運(yùn)動規(guī)律5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律5.2.1平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸和運(yùn)動參數(shù)圖為對心尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪回轉(zhuǎn)時，從動件重復(fù)升—停—降—停的運(yùn)動循環(huán)。從動件的位移s與凸輪轉(zhuǎn)角a的關(guān)系可以用從動件的位移線圖來表示，如右圖所示。從動件的運(yùn)動規(guī)律是指從動件的位移s、速度v和加速度a的變化規(guī)律。從動件的運(yùn)動規(guī)律取決于凸輪輪廓的曲線形狀。尖頂對心移動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律㈠等速運(yùn)動規(guī)律等速運(yùn)動規(guī)律5.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律5.2.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動特性：由于速度為一常數(shù)，所以從動件的速度

7、線圖為一平行于橫軸的直線，慣性力等于零。但在運(yùn)動開始，由于速度突變，此時理論上的加速度值為+∞和-∞（由于材料的彈性等因素的存在，實(shí)際上并不能達(dá)到無窮大）。由牛頓第二定律可知：從動件所受慣性力F=ma（其中m為從動件的質(zhì)量）。理論上無窮大的慣性力F致使凸輪受到很大的沖擊，即剛性沖擊(俗稱硬沖），故等速運(yùn)動只適用于小功率、低速及從動件質(zhì)量不大的場合。㈠等速運(yùn)動規(guī)律注:等速運(yùn)動規(guī)律是一種基本的運(yùn)動規(guī)律。在實(shí)際應(yīng)用中，為了避免等速運(yùn)動規(guī)律在推程的起點(diǎn)和終點(diǎn)的剛性沖擊，通?？捎镁哂羞^渡曲線的改進(jìn)型的等速運(yùn)動規(guī)律，如圖所示，

8、對位移曲線進(jìn)行修改。運(yùn)動規(guī)律經(jīng)過這樣的改進(jìn)后，在BC段內(nèi)，速度均勻不變，在AB、CD段內(nèi)，速度是個漸變過程，但在A、B、C、D點(diǎn)的加速度是個有限數(shù)值，所以沖擊要小得多。㈠等速運(yùn)動規(guī)律㈡等加速-等減速運(yùn)動規(guī)律等加速運(yùn)動方程等減速運(yùn)動方程運(yùn)動特性：當(dāng)采用等加速等減速運(yùn)動規(guī)律時，在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗担?/p>