机械设计基础第三章凸轮机构.ppt

第三章凸轮机构,主要内容：1.凸轮机构的类型及应用 2.从动件常用运动规律 3.图解法设计盘形凸轮轮廓 4.滚子半径的选择、压力角的概念及基圆半径对压 力角的影响重点及难点：1.滚子从动件盘形凸轮轮廓的形成原理及作图法,3-1凸轮机构的应用和类型一.凸轮机构的应用在自动化和半自动化机械中应用非常广泛。内燃机配气凸轮机构。凸轮以等角速度回转，它的轮廓驱使从动件(阀杆)按预期的运动规律启闭阀门。,绕线机构用于排线的凸轮机构。如图3-2所示，当绕线轴3快速转动时，经齿轮带动凸轮1缓慢地转动，通过凸轮轮廓与尖顶A之间的作用，驱动从动件2往复摆动，从而使线均匀地缠绕在绕线轴上。,绕线机构,自动送料机构如图3-4所示。当带有凹槽的凸轮5转动时，通过槽中的滚子，驱动从动件2作往复移动。凸轮每回转一周，从动件即从储料器中推出一个毛坯，送到加工位置。,送料机构,凸轮机构的组成,从以上所举的例子可以看出：凸轮机构主要由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。,h,凸轮机构的特点,按从动件的运动分类,按从动件的形状分类,小结,1,1,3,2,3机架,2从动件,h,1凸轮,高副,h,凸轮机构 由凸轮，从动件和机架构成的三杆高副机构。,二.凸轮机构的类型,h,凸轮机构的分类,h,摆动从动件凸轮机构,凹槽凸轮,滚子,直动从动件凸轮机构,a.按从动件的运动分类,按从动件分：,滚子从动件凸轮机构,e,e,尖顶从动件凸轮机构,平底从动件凸轮机构,b.按从动件的形状分类,按从动件的运动分类,按从动件的形状分类,小结,按凸轮的形状分类,按凸轮的形状分类,凸轮机构的分类,总结,形封闭的凸轮机构的几种型式,等宽凸轮,d,d,等径凸轮,等宽凸轮机构,等径凸轮机构,形封闭凸轮机构的型式,等宽凸轮机构,等径凸轮机构,形封闭凸轮机构的型式,3.2 从动件的常用运动规律,设计凸轮机构时，首先应根据工作要求确定从动件的运动规律，然后按照这一运动规律设计凸轮轮廓线。下面以尖顶直动从动件盘形凸轮机构为例，说明、从动件的运动规律与凸轮轮廓线之间的相互关系。图3-5为从动件位移线图。,从动件的运动规律,s2,r0,A,B,C,D,H,对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构,从动件的运动规律,s2,r0,A,B,C,D,H,从动件运动规律的确定方法,根据工艺要求确定,凸轮轮廓曲线,从动件运动规律,唯一关系,设计过程,一、等速运动规律,H,A,B,C,位移,速度,加速度,二、简谐运动规律点在圆周上作匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动规律称为简谐运动,H,位移,速度,加速度,推程,回程,三、其他运动规律,位移,曲线：,改进的等加速等减速运动规律,正弦运动规律,高次代数方程,3-3凸轮压力角,在设计凸轮机构时，除了要求从动件能实现预期运动规律之外，还希望机构有较好的受力情况和较小的尺寸，为此，需要讨论压力角对机构的受力情况及尺寸的影响。压力角：作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间的锐角称为压力角，如图3-7所示。对于高副机构，压力角也即是接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角。,3.4图解法设计凸轮机构直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制,1.对心尖顶直动从动件,已知基圆半径及从动件位移曲线,1.偏心尖顶直动从动件,已知基圆半径及从动件位移曲线,直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制,120,90,90,60,e,已知r0,偏心距e及从动件的运动规律,2.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制,(1)作基圆r0,偏心圆e，等分从动件的运动规律曲线,(2)作推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角并等分各角得到一系列与基圆的交点。,1.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制,(3)过交点作偏心圆的切线，沿偏心圆的切线从基圆开始量从动件的位移量，又得到一系列点1、2、3,偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制,(4)用光滑曲线连接一系列点1、2、3，得到凸轮轮廓曲线。,偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制,e,3.偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制,1.作滚子中心的凸轮轮廓曲线,e,偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制,1.作滚子中心的凸轮轮廓曲线,e,120,90,90,60,偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制,2.求内等距线,