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1、第九章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)一、組成由三個(gè)構(gòu)件組成的一種高副機(jī)構(gòu)凸輪：具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件推桿/從動(dòng)件，運(yùn)動(dòng)規(guī)律由凸輪廓線和運(yùn)動(dòng)尺寸決定機(jī)架推桿凸輪二、特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：可以使從動(dòng)件準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律易于實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)配合。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊設(shè)計(jì)方便缺點(diǎn)：點(diǎn)、線接觸，易磨損，不適合高速、重載凸輪機(jī)構(gòu)的適用場(chǎng)合廣泛用于各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線。推桿凸輪二．凸輪機(jī)構(gòu)的分類(一)按凸輪的形狀分盤形
2、凸輪凸輪呈向徑變化的盤形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用最廣泛移動(dòng)凸輪凸輪呈板型,直線移動(dòng)圓柱凸輪空間凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓做在圓柱體上空間運(yùn)動(dòng)(二)按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素的形狀分尖頂從動(dòng)件尖頂始終能夠與凸輪輪廓保持接觸，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律易磨損，只宜用于輕載、低速滾子從動(dòng)件耐磨、承載大，較常用平底從動(dòng)件接觸面易形成油膜，利于潤(rùn)滑，常用于高速運(yùn)動(dòng)配合的凸輪輪廓必須全部外凸(三)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)推桿往復(fù)擺動(dòng)軌跡為圓弧直動(dòng)推桿往復(fù)移動(dòng)軌跡為直線(四)按凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸(封閉)的方式分力封閉型凸輪機(jī)構(gòu)彈簧力封閉重力封閉形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)凹槽凸輪機(jī)
3、構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)一、基本術(shù)語(yǔ)9-2推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪概念★基圓：以凸輪最小半徑r0所作的圓，r0稱為凸輪的基圓半徑?！锿瞥?、推程運(yùn)動(dòng)角：d0★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)間變化的規(guī)律?！镞h(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)線圖位移線圖—反映了從動(dòng)件的位移s隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角?變化的規(guī)律。速度線圖—反映了從動(dòng)件的速度v隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角?變化的規(guī)律。加速度線圖—反映了從動(dòng)件的加速度a隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角?變化的規(guī)律。結(jié)論凸輪
4、輪廓曲線的形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲線。二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律◆多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律★一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律——等速運(yùn)動(dòng)★二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律——等加速等減速運(yùn)動(dòng)★五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律◆三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律★余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律——簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律★正弦加速度運(yùn)動(dòng)——擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律◆組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律重點(diǎn)：掌握各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性說(shuō)明：凸輪一般為等速運(yùn)動(dòng)，有推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律常表示為推桿運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角δ變化的規(guī)律?！舳囗?xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律——等速運(yùn)動(dòng)★運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：★推程運(yùn)動(dòng)方程
5、：運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)：d=0,s=0運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)：推程運(yùn)動(dòng)方程式：邊界條件推程運(yùn)動(dòng)線圖在起始和終止點(diǎn)速度有突變，使瞬時(shí)加速度趨于無(wú)窮大，從而產(chǎn)生無(wú)窮大慣性力，引起剛性沖擊。★回程運(yùn)動(dòng)方程回程運(yùn)動(dòng)方程式：運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)：d=0,s=h運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)：邊界條件一次多項(xiàng)式一般表達(dá)式：回程運(yùn)動(dòng)角δ是從回程起始位置計(jì)量的★等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性推桿在運(yùn)動(dòng)起始和終止點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊。1.一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律——等速運(yùn)動(dòng)為保證凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，常使推桿在一個(gè)行程h中的前半段作等加速運(yùn)動(dòng)，后半段作等減速運(yùn)動(dòng)，且加速度和減速度的絕對(duì)值相等。2.二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律——等加速等
6、減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律★運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：推桿的等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律★注意：等減速段運(yùn)動(dòng)方程為：2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程等加速段邊界條件：加速段運(yùn)動(dòng)方程式為：運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)：d=0,s=0，v=0運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：推程等減速段邊界條件：運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)：d=d0,s=h，v=0★推程運(yùn)動(dòng)方程在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，因加速度有突變而引起推桿慣性力的突變，且突變?yōu)橛邢拗?，在凸輪機(jī)構(gòu)中由此會(huì)引起柔性沖擊?！锏燃铀俚葴p速運(yùn)動(dòng)規(guī)律——回程運(yùn)動(dòng)方程★等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：回程加速段運(yùn)動(dòng)方程式：回程減速段運(yùn)動(dòng)方程式：d：0~d0
7、/2d：d0/2~d02.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律★五次多項(xiàng)式的一般表達(dá)式為★推程邊界條件在始點(diǎn)處：d1=0,s1=0,v1=0,a1=0；在終點(diǎn)處：d2=d0,s2=h,v2=0,a2=0；★位移方程式為★解得待定系數(shù)為★五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖★五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性即無(wú)剛性沖擊也無(wú)柔性沖擊3.五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律◆三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律——簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：當(dāng)一點(diǎn)在圓周上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在直徑上的投影的運(yùn)動(dòng)即為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。推桿推程運(yùn)動(dòng)方程式：推桿回程運(yùn)動(dòng)方程式：余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律的
8、運(yùn)動(dòng)特性：推桿加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)有突變，且數(shù)值有限，故有柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)線圖1.余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律——簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)方程式為2.正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律——擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律回程運(yùn)動(dòng)方程為擺線運(yùn)動(dòng)：一圓在直線上作純滾動(dòng)時(shí)，其上任一點(diǎn)在直線上的投影運(yùn)
