机械基础第5章凸轮机构.ppt

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1、南京农业大学食品科技学院刘登勇,1,第一节 凸轮机构的类型和应用,组成特点分类应用,南京农业大学食品科技学院刘登勇,2,一、组成,由三个构件组成的一种高副机构凸轮 具有曲线轮廓或凹槽的构件从动件 运动规律由凸轮廓线和运动尺寸决定机架,南京农业大学食品科技学院刘登勇,3,二、特点,优点：实现各种复杂的运动要求结构简单、紧凑设计方便缺点：点、线接触，易磨损不适合高速、重载，不宜传递动力适于传递运动,南京农业大学食品科技学院刘登勇,4,三、分类,1、按凸轮的形状分2、按从动件的形状分3、按从动件的运动形式分4、按从动件的布置形式分5、一般凸轮机构的命名原则6、按机构封闭性质分7、空间凸轮机构,南京农

2、业大学食品科技学院刘登勇,5,1、按凸轮的形状分,（1）盘形凸轮凸轮呈向径变化的盘形，结构简单，应用最广泛,南京农业大学食品科技学院刘登勇,6,（2）移动凸轮 凸轮呈板型，直线移动,南京农业大学食品科技学院刘登勇,7,（3）圆柱凸轮空间凸轮机构，凸轮轮廓做在圆柱体上，空间运动,注意：设法使凸轮与从动件始终保持接触,重力、弹簧力、凸轮上的凹槽。,南京农业大学食品科技学院刘登勇,8,2、按从动件的形式分,（1）尖底从动件 尖底始终能够与凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律易磨损，只宜用于轻载、低速,南京农业大学食品科技学院刘登勇,9,（2）滚子从动件 耐磨、承载大，较常用,南京农业大学食品科技学

3、院刘登勇,10,（3）平底从动件 接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动配合的凸轮轮廓必须全部外凸,南京农业大学食品科技学院刘登勇,11,3、按从动件的运动形式分,直动推杆：往复移动、轨迹为直线,南京农业大学食品科技学院刘登勇,12,摆动推杆往复摆动轨迹为圆弧,南京农业大学食品科技学院刘登勇,13,4、按从动件的布置形式分,对心凸轮机构 从动件导路中心线通过凸轮回转中心偏心凸轮机构 从动件导路中心线不通过凸轮回转中心，而存在一偏置距离。,南京农业大学食品科技学院刘登勇,14,5、一般凸轮机构的命名原则,布置形式+运动形式+推杆形状+凸轮形状,对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构,偏置直动滚子推杆盘

4、形凸轮机构,摆动平底推杆盘形凸轮机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,15,6、按机构封闭性质分,力封闭式 利用弹簧力或从动件重力使从动件与凸轮保持接触。,重力锁止凸轮,南京农业大学食品科技学院刘登勇,16,形封闭式 利用凸轮或从动件的特殊形状而始终保持接触。,等径凸轮,等宽凸轮,封闭凸轮,共轭凸轮,南京农业大学食品科技学院刘登勇,17,7、空间凸轮机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,18,四、应用,广泛应用于各种自动机械、自动控制装置和自动化生产线中,南京农业大学食品科技学院刘登勇,19,偏心凸轮夹紧机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,20,圆柱凸轮变速机构与两轴上滑移齿轮变速机构,南京

5、农业大学食品科技学院刘登勇,21,小型抓片机抓片机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,22,绕线机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,23,自动送刀机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,24,自动机床,南京农业大学食品科技学院刘登勇,25,驱动动力头机构,动力头的快速引进等速进给快速退回静止等动作均取决于凸轮上凹槽的曲线形状。,南京农业大学食品科技学院刘登勇,26,笔具加工进给机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,27,弹子锁与钥匙组成的凸轮机构,南京农业大学食品科技学院刘登勇,28,第二节 凸轮机构从动件的运动规律,凸轮机构的运动过程从动件常用运动规律选择运动规律应注意的问题,南京农业大学食

6、品科技学院刘登勇,29,一、凸轮机构的运动过程,从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角j变化的规律基圆（以凸轮轮廓最小向径所组成的圆），基圆半径r0推程，推程运动角t远休止，远休止角s,回程，回程运动角t近休止，近休止角s行程（升程）h运动线图:从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角j变化关系图,B,C,D,A,南京农业大学食品科技学院刘登勇,30,二、从动件常用运动规律,1 等速运动一次多项式运动规律2 等加速等减速运动二次多项式运动规律3 摆线运动正/余弦加速度运动,南京农业大学食品科技学院刘登勇,31,1、等速运动,冲击特性：始点、末点刚性冲击（由于加

7、速度发生无穷大突度而引起的冲击）适用场合：低速轻载，且不宜单独使用，在运动开始和终止段应当用其他运动规律过渡。,s,0,v,0,a,0,0,0,h,位移,速度,加速度,南京农业大学食品科技学院刘登勇,32,2、等加速等减速运动,冲击特性：起、中、末点柔性冲击（加速度发生有限值的突变）适用场合：中低速，轻载,南京农业大学食品科技学院刘登勇,33,3、摆线（正弦）运动,冲击特性：无冲击适用场合：高速轻载,a,d,v,d,0,0,0 1 2 3 4 5 6 7 8,s,d,h,0,南京农业大学食品科技学院刘登勇,34,第三节 凸轮机构的压力角与自锁,压力角：,从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间

8、所夹的锐角,凸轮机构的压力角：,从动件运动方向与其受力方向所夹的锐角,C,B,e,O,v,r0,南京农业大学食品科技学院刘登勇,35,C,B,O,v,F,P,力 F 分解为沿从动件运动方向的有用分力 F 和使从动件紧压导路的有害分力 F。,F F tg,1、F一定时，压力角越大，有害分力 F越大，机构的效率越低。,上式表明：,2、自锁：当增大到一定程度，使有害分力F在导路中所引起的摩擦阻力大于F时，无论凸轮加给从动件的作用力有多大，从动件都不能运动，这种现象称为自锁。,南京农业大学食品科技学院刘登勇,36,从减小推力和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈好凸轮廓线上不同点处的压力角是不同的凸轮机构正常运转的条件是max 推程中：直动从动件：=30 35 摆动从动件：=40 45 回程：=40 45,南京农业大学食品科技学院刘登勇,37,C,B,O,v,r0,在其它条件不变的情况下，基圆半径越小，压力角越大，机构越紧凑。,