凸輪機(jī)構(gòu)課件.ppt

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1、第五章凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)凸輪與從動(dòng)件間的接觸來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是一種常見(jiàn)的高副機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€(xiàn)，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。5-1概述一.凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用和分類(lèi)1、組成：凸輪，從動(dòng)件，機(jī)架2、作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的移動(dòng)或擺動(dòng)3、特點(diǎn):(1)只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞憧墒箯膭?dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，容易設(shè)計(jì)；(2)高副接觸，易磨損4、應(yīng)用：適用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型1、平面按凸輪的形狀和運(yùn)動(dòng)分類(lèi)(1)盤(pán)形凸輪（2）移動(dòng)凸輪1、平面凸輪

2、機(jī)構(gòu)2、空間凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形外輪廓凸輪盤(pán)形槽凸輪（1）、盤(pán)形凸輪(2)、移動(dòng)凸輪2、空間凸輪它可以看成是將移動(dòng)凸輪卷繞在圓柱體的外表面上而形成的,屬于空間凸輪機(jī)構(gòu).盤(pán)形凸輪是最基本的形式,應(yīng)用較為廣泛,故本章只研究盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu).主要以柱體凸輪為例圓柱凸輪端面凸輪2、按從動(dòng)件的形狀分類(lèi)(1)、尖頂從動(dòng)件(2)、滾子從動(dòng)件(3)、平底從動(dòng)件按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式移動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件從動(dòng)件可相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng),可分為移動(dòng)從動(dòng)件和擺動(dòng)從動(dòng)件按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式可分為直動(dòng)從動(dòng)件（又分為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件和偏置直動(dòng)從動(dòng)件）和擺動(dòng)從動(dòng)件兩種。按鎖合方式的不同維持運(yùn)動(dòng)

3、副中兩個(gè)構(gòu)件之間的接觸方式稱(chēng)為鎖合.分為:力鎖合凸輪:如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；形鎖合凸輪:如溝槽凸輪、等徑及等寬凸輪、共軛凸輪等?！?-2凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性一、凸輪傳動(dòng)的工作過(guò)程★基圓：以凸輪最小半徑r0所作的圓，r0稱(chēng)為凸輪的基圓半徑。★推程、推程運(yùn)動(dòng)角：★遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：★回程、回程運(yùn)動(dòng)角：★近休、近休止角：★行程：h★推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指推桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其位移、速度和加速度隨時(shí)間變化（凸輪轉(zhuǎn)角δ變化）的規(guī)律。在凸輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，凸輪以等角速ω轉(zhuǎn)動(dòng)一周，而且凸輪的轉(zhuǎn)角存在著下面的關(guān)系φ＋φs＋φ’＋φs’＝360°在這個(gè)運(yùn)動(dòng)

4、循環(huán)中，凸輪作連續(xù)的等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而從動(dòng)件經(jīng)歷了推程、停歇、回程和停歇四個(gè)階段，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)是間歇運(yùn)動(dòng)。2.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由于凸輪以等角速度ω作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在凸輪運(yùn)動(dòng)的任意瞬時(shí)，凸輪的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間t成線(xiàn)性關(guān)系，即φ＝ωt。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指在推程和回程中，從動(dòng)件的位移、速度、加速度隨凸輪轉(zhuǎn)角或時(shí)間變化的規(guī)律。對(duì)于直動(dòng)從動(dòng)件來(lái)說(shuō)，存在著如下的函數(shù)關(guān)系：s＝s（φ）v＝v（φ）a＝a（φ）3.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖將從動(dòng)件在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表示成凸輪轉(zhuǎn)角中的函數(shù)，與之對(duì)應(yīng)的圖形稱(chēng)為從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖。在從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖中，表示從動(dòng)件位移變化規(guī)律

5、的線(xiàn)稱(chēng)為位移線(xiàn)圖，即s＝s（φ）表示v＝v（φ）和a＝a（φ）的線(xiàn)圖分別稱(chēng)為速度線(xiàn)圖和加速度線(xiàn)圖5-2從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有等建運(yùn)動(dòng)，等加速、等減速運(yùn)動(dòng)，余弦加速度運(yùn)動(dòng)等。1．等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度v為常數(shù)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱(chēng)為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)采用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，推桿在運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)因速度有突變，在理論上加速度值為瞬時(shí)無(wú)窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，稱(chēng)為剛性沖擊。適用場(chǎng)合：低速、輕載。推程運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖2．等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在一個(gè)行程中，前

6、半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)，且通常兩部分加速度的絕對(duì)值相等.運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)采用等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過(guò)這一突變?yōu)橛邢拗?，所以，凸輪機(jī)構(gòu)中由此而引起的沖擊稱(chēng)為柔性沖擊。適用場(chǎng)合：中速、輕載。3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）：余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件的加速度為1/2個(gè)周期的余弦曲線(xiàn).S=h/2〔1-cos(π/Φφ)〕從動(dòng)件的位移曲線(xiàn)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn),因此,這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律也稱(chēng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律.運(yùn)動(dòng)特性：這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖

7、擊。適用場(chǎng)合：中速、中載。三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇1.選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本要求◆滿(mǎn)足機(jī)器的工作要求；◆使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性；◆使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。2.根據(jù)工作條件確定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾種常見(jiàn)情況在選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),一般應(yīng)從機(jī)構(gòu)的沖擊情況,從動(dòng)件的最大速度和最大加速度三個(gè)方面對(duì)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性進(jìn)行比較.對(duì)于質(zhì)量較大的從動(dòng)件,應(yīng)選擇Vmax較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.從動(dòng)件的Vmax反映了從動(dòng)件最大沖量的大小,在啟動(dòng).停車(chē)或突然制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊.因此,從動(dòng)件的Vmax要盡量小.對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu),應(yīng)選擇amax不宜太大.最大加速度反映出從動(dòng)

8、件慣性的大小.Amax越大,慣性力就越大.因此,從動(dòng)件的最大加速度要盡量小.小結(jié)運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性適用場(chǎng)合等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：有剛性沖擊低速輕載等加速等減速運(yùn)