凸轮机构的类型及应用.ppt

第二级,第三级,第四级,第五级,机械技术应用基础,凸轮,机构,机械技术应用基础,凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，在运动时可使从动件获得连续或间歇的任意运动规律。,凸轮机构广泛用于传递动力不大的各种机器和机构中。,课题引入,机械技术应用基础,凸轮机构概述,一、凸轮机构的应用,内燃机配气机构,盘形凸轮,1,匀速转动,通,过其曲线轮廓向径的变化,驱动从动件,2,按内燃机工,作循环的要求有规律地开,启和闭合。,机械技术应用基础,靠模车削机构,工件,1,回转，凸轮,3,作为,靠模被固定在床身上,刀,架,2,在弹簧作用下与凸轮,轮廓紧密接触。,当拖板,4,纵向移动时,刀,架,2,在靠模板,(,凸轮,),曲线,轮廓的推动下作横向移动，,从而切削出与靠模板曲线,一致的工件。,机械技术应用基础,自动送料机构,1,3,2,机械技术应用基础,凸轮机构是由,凸轮、从动件,和,机架,三个,基本构件组成的高副机构。,凸轮机构可使从动件实现预期的运动规律。,从动件的运动规律,取决于,凸轮的轮廓形状,。,凸轮机构是,高副机构,，易于磨损，因此只适,用于传递动力不大的场合。,因此，凸轮机构广泛用于各动化、半自动化,械中。,机械技术应用基础,(1),盘形凸轮,：,它是一种有向径变化的绕,固定轴转动的盘形零件。,二、凸轮机构的分类,1.,按凸轮形状分类,(2),移动凸轮,：,凸轮相对,机架作直线运动。,(3),圆柱凸轮：,带槽的圆,柱体所形成的凸轮,是一种空,间凸轮。,机械技术应用基础,优点,：尖顶从动件,能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,，,因而能使从动件,实现任意的运动规律,。,缺点,：结构简单,但,磨损快,，,多用于受力不大的低速凸轮机构中。,2.,按从动件形状分类,(1),尖底从动件,机械技术应用基础,优点,：,滚动摩擦，摩擦阻力小，不易磨损，,承载能力大,。,缺点,：,但滚子轴有间隙，,不宜高速,场合。,(2),滚子从动件,机械技术应用基础,优点,：,凸轮与从动件间的作用力,始终垂直于从动件的平底，因此,传动平稳,；,接触面间容易形成油膜，润滑较好，效率高,。,缺点,：,但,运动规律受到一定的限制,。,常用于,高速重载,的场合。,(3),平底从动件,F,机械技术应用基础,（,1,）,直动凸轮机构,3,、按从动件运动形式,（,2,）,摆动凸轮机构,机械技术应用基础,(2),形锁合凸轮机构,利用本身的几何形状,使从动件与凸轮始终保持接触的凸轮机构。（如,圆柱凸轮机构,利用滚子与凸轮凹槽两侧面的配合来保持接触。）,(1),力锁合,凸轮机构,靠重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮,始终保持接触的凸轮机构。（如,内燃机配气机构,）,4.,按凸轮与从动件的基础方法分类,机械技术应用基础,沟槽凸轮,机械技术应用基础,常用的从动件运动规律,图示为一对心直动尖顶从动,件盘形凸轮机构，凸轮以等角,速度1,顺时针转动。,以凸轮轮廓最小向径,r,o,为,半,径所作的圆称凸轮,基圆,。,r,0,基圆半径,。,一、凸轮机构的运动过程,机械技术应用基础,凸轮机构的,运动过程,机械技术应用基础,常用的从动件运动规律有,:,等速运动规律、等,加速,-,等减速运动规律、余弦加速度运动规律等。,二、常用从动件的运动规律,从动件的运动规律：,是指推杆在运动过程中，,其位移、速度和加速度随时间（或凸轮转角,）,的变化规律。,通常用,s-,、,-,、,a-,曲线,来表示。,机械技术应用基础,s,t,v,t,a,t,h,位移线图,加速度线图,速度线图,1.,等速运动规律,推程运动方程：,位移线图的绘制,机械技术应用基础,等速运动规律运动特性,1,）,刚性冲击,从,动件在某瞬时速度突变，,其加速度及惯性力在理论上均趋于无穷大。,2,）只适用于低速轻载的场合。,机械技术应用基础,推程运动方程,2.,等加速,-,等减速运动规律,推程的前,h/2,为等加速,后半,h/2,为等减速运动。,h,2,h,2,t,a,t,s,4,h,2,2,t,v,2,h,4,位移线图的绘制,机械技术应用基础,2,）适用于中速轻载的场合。,1,）,柔性冲击,从,动件在某瞬时加速度发生,有限值的突变所引起的冲击。,等加速等减速运动规律运动特性,机械技术应用基础,3,、简谐运动规律,加速度按余弦曲线变化,正弦加速度运动规律。,全行程中无速度和加速,度的突变，因此不产生冲,击,适用于高速场合,。,t,s,t,a,t,v,v,max,1.57,h,h,a,max,4.93,h,2,2,机械技术应用基础,压力角：,从动件接触点的,受力方向,与从动件上该点,速度方向,的夹角，用,表示。,三、凸轮机构压力角,将从动件受力,正交分解为：,有效分力,F,t,=,F.,cos,有害分力,F,n,=,F.,sin,机械技术应用基础,压力角,：凸轮机构传力性能愈好。,设计凸轮机构时,应使最大压力角,m,a,x,。,推程时,，移动从动件 ,=30,40,摆动从动件 ,=45,50,；,回程时,，通常取 ,=70,80,。,式中,许用,压力角：,机械技术应用基础,四、基圆半径的确定,限制基圆半径的主要条件：,结构紧凑；,凸轮的基圆半径,r,b,应大于凸轮轴的半径,r,S,；,最大压力角,max,许用压力角,基圆半径,r,o,：,压力角,1,、根据凸轮轴的半径来确定检查压力角,凸轮,-,轴一体：,r,0,略大于轴的半径,r,s,凸轮,-,轴分体：,r,0,=(1.6,2),r,s,机械技术应用基础,h,r,o,等速运动,0.010.1 0.2 0.30.40.50.60.81.0 2.0 3.0 6.0,h,r,b,等,加速等减速运动,0.01 0.1 0.2 0.3 0.40.6 1.0 2.0 5.0,凸轮转角,5,10,15,25,30,35,40,20,50,60,70,80,90,100,200,300,350,最大压力角,max,5,10,15,25,20,35,45,55,65,75,85,40,30,50,60,70,80,h,r,b,余弦加速度运动,0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0,5,10,15,25,20,35,45,55,65,75,85,40,30,50,60,70,80,最大压力角,max,5,10,15,25,30,35,40,20,50,60,70,80,90,100,200,300,350,凸轮转角,h,r,o,正弦加速度运动,0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0,2,、,工程上常常借助于,诺模图,来确定凸轮的,最小基圆半径。,机械技术应用基础,h,r,o,等速运动,0.010.1 0.2 0.30.40.50.60.81.0 2.0 3.0 6.0,h,r,o,等,加速等减速运动,0.01 0.1 0.2 0.3 0.40.6 1.0 2.0 5.0,凸轮转角,5,10,15,25,30,35,40,20,50,60,70,80,90,100,200,300,350,最大压力角,max,5,10,15,25,20,35,45,55,65,75,85,40,30,50,60,70,80,h,r,o,余弦加速度运动,0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0,5,10,15,25,20,35,45,55,65,75,85,40,30,50,60,70,80,最大压力角,max,5,10,15,25,30,35,40,20,50,60,70,80,90,100,200,300,350,凸轮转角,h,r,b,正弦加速度运动,0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0,例：,45,，,h,19mm,，,正弦加速度运动，推程压力角,30,，,确定凸轮基圆半径,r,o,。,作图得,h,r,b,0.26,，,r,b,19,0.26,73.08mm,h,r,o,正弦加速度运动,机械技术应用基础,