機械設計凸輪機構ppt課件.ppt

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1、機械設計基礎凸輪機構5.1概述5.2常用的從動件運動規(guī)律5.3盤形凸輪輪廓的設計與加工方法5.4凸輪機構基本尺寸的確定5.5凸輪機構的結構和精度5.1概述凸輪是一種具有曲線輪廓或凹槽的構件凸輪機構由凸輪、從動件和機架三個基本構件組成優(yōu)點：只需設計適當的凸輪輪廓曲線，便可使從動件得到任意預定的運動規(guī)律，機構簡單、緊湊局限性：凸輪機構是高副機構(凸輪與從動件為點、線接觸)，易磨損，因此只適用于傳遞動力不大的場合凸輪機構凸輪是一個具有曲線輪廓的構件含有凸輪的機構稱為凸輪機構它由凸輪、從動件和機架組成內燃機配氣凸輪機構5.1.1凸輪機構的應用分度轉位機構靠模車削機構自動送料機構5.1.2

2、凸輪機構的分類一、按凸輪形狀分類1、盤形凸輪凸輪機構可以按凸輪的形狀、從動件的形狀以及從動件的運動形式等來分類是凸輪中最基本的形式，為平面凸輪機構盤形凸輪凸輪繞固定軸轉動且徑向變化的盤形零件。移動凸輪回轉半徑無限大，凸輪作往復移動2、移動凸輪具有曲線輪廓作往復直線移動的構件。(可以認為當盤形凸輪回轉中心趨于無窮大時，凸輪相對機架作直線運動。)為平面凸輪機構4、曲面凸輪3、圓柱凸輪在圓柱面上開有曲線凹槽的構件。(可看作是將移動凸輪卷成圓柱體而形成的。它是一種空間凸輪機構圓柱表面用圓弧面代替的構件。(它也是一種空間凸輪機構。)1、力鎖合的凸輪機構二、按鎖合方式分類力鎖合：如彈簧力、從

3、動桿的重力2、幾何鎖合的凸輪機構幾何鎖合：利用幾何形狀來鎖合，如凸輪上的凹槽、等徑及等寬凸輪等。1、尖頂從動件2、滾子從動件3、平底從動件三、按從動件型式分類與凸輪是點接觸，只用于受力小的低速機構；尖頂能與復雜的凸輪輪廓保持接觸，傳動精確與凸輪形成滾動磨擦，可傳遞較大載荷，應用極廣；但凸輪上凹陷的輪廓未必能很好地與滾子接觸，會影響實現預期的運動規(guī)律受力較好，效率高，接觸面油膜易形成，利于潤滑，可用于高速2、擺動從動件凸輪機構四、按從動件運動形式分1、直動從動件凸輪機構平底從動件滾子從動件尖底從動件凸輪機構的主要失效形式是磨損和疲勞點蝕，要求其工作表面硬度高、耐磨并且有足夠的表面接

4、觸強度，凸輪芯部有較強的韌性一般凸輪的材料常采用40Cr鋼（經表面淬火，硬度為40－45HRC），也可采用20Cr、20CrMnTi（經表面滲碳淬火，表面硬度為56-62HRC）滾子材料采用20Cr（經滲碳淬火，表面硬度為56-62HRC），也有的用滾動軸承作為滾子5.1.3凸輪和滾子的材料5.2.1平面凸輪機構的基本尺寸和運動參數凸輪機構的運動過程1、基圓——以凸輪的轉動中心O為圓心，以凸輪的最小向徑為半徑r0所作的圓。r0稱為凸輪的基圓半徑2、推程、推程運動角3、遠休、遠休止角4、回程、回程運動角5、近休、近休止角6、行程——從動桿在推程或回程中移動的距離h7、位移線圖——描

5、述位移s與凸輪轉角φ之間關系的圖形推程→遠休→回程→近休→推程從動件的位移s與凸輪轉角φ的關系可以用從動件的位移線圖來表示。由于大多數凸輪作等速轉動，轉角與時間成正比，因此橫坐標也代表時間t結論：從動件的運動規(guī)律取決于凸輪的輪廓形狀擺動從動件凸輪機構ABCDO1O2aB1rb???maxl5.2.2常用的從動件運動規(guī)律等速運動從動件在開始和終止的瞬時，速度有突變，加速度a在理論上為無窮大，其慣性力將引起剛性沖擊。所以，等速運動只適用于低速。剛性沖擊：由于加速度發(fā)生無窮大突度而引起的沖擊稱為剛性沖擊。柔性沖擊：加速度發(fā)生有限值的突變（適用于中速場合）從加速度線圖可看出，加速度a在始

6、未及中點處有有限值的突變，因而慣性力也發(fā)生突變。這種有限值的慣性力突變，將產生柔性沖擊，所以，等加速等減速運動用于低、中速場合等加速-等減速運動由加速度線圖可知：這種運動規(guī)律的從動件在行程的始點和終點有柔性沖擊。但當加速度曲線保持連續(xù)時，這種規(guī)律的運動就能避免沖擊。余弦加速度運動正弦加速度運動由加速度線圖可知，從動件在起點和終點的加速度均為零，并且在整個過程中，加速度曲線是連續(xù)的，沒有加速度突變，因此沒有剛性沖擊，也沒有柔性沖擊,適用于高速5、組合運動規(guī)律為了獲得更好的運動特征，可以把上述幾種運動規(guī)律組合起來應用，組合時，兩條曲線在拼接處必須保持連續(xù)。等速運動——剛性沖擊——低速

7、輕載等加速-等減速運動——柔性沖擊——中速輕載余弦加速度運動——柔性沖擊——中速正弦加速度運動——無沖擊——高速5.2.3從動件運動規(guī)律的選擇1、根據機器工作時的運動要求來確定從動件的運動規(guī)律2、無運動要求，只需要一定位移量的凸輪機構，主要考慮加工方便3、高速機構，應減小慣性力、改善動力性能，避免沖擊5.3.1反轉法原理通過整個機構加一個（-ω）這樣凸輪不動、從動件導路機架以（-ω）轉動，且從動件相對導路移動反轉后，尖頂的運動軌跡就是凸輪輪廓原來凸輪轉動、導路機架不動從動件運動規(guī)