第三章凸輪機(jī)構(gòu)演示文稿第一頁，共38頁。第三章凸輪機(jī)構(gòu)第二頁，共38頁?！?-1凸輪機(jī)構(gòu)的組成和應(yīng)用一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用第三頁，共38頁。凸輪是一個具有曲線輪廓的構(gòu)件。含有凸輪的機(jī)構(gòu)稱為凸輪機(jī)構(gòu)。它由凸輪1、從動件2和機(jī)架3組成。一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成第四頁，共38頁。二、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械中的一種常用機(jī)構(gòu)，在自動化和半自動化機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。主要用于：受力不大的控制機(jī)構(gòu)或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。第五頁，共38頁。

自動送料機(jī)構(gòu)柴油機(jī)啟動空氣分配系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)車床自動進(jìn)刀機(jī)構(gòu)第六頁，共38頁。一、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)二、凸輪和從動件常用的類型§3―2凸輪及從動件的類型及特點(diǎn)第七頁，共38頁。一、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：只需確定適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，即可實(shí)現(xiàn)從動件復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律；結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動可靠。缺點(diǎn)：從動件與凸輪輪廓為點(diǎn)接觸或線接觸，接觸應(yīng)力大，易磨損用途：常用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)。第八頁，共38頁。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1、按凸輪的形狀分（1）盤形凸輪（2）移動凸輪（3）圓柱凸輪繞固定軸線轉(zhuǎn)動并具有半徑變化的盤形零件。回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠(yuǎn)，凸輪沿機(jī)架作直線運(yùn)動。將移動凸輪卷成圓柱。第九頁，共38頁。2、按從動件的型式分1、尖頂從動件2、滾子從動件3、平底從動件能與復(fù)雜凸輪輪廓保持接觸，能實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，但點(diǎn)接觸，磨損快。尖頂處安裝一滾子，接觸處為滾動摩擦，耐磨損。接觸處為一平面，但不能與凹陷的凸輪輪廓接觸。第十頁，共38頁。一、基本概念二、從動件常用運(yùn)動規(guī)律三、受力分析§3―2從動件常用運(yùn)動規(guī)律第十一頁，共38頁。尖底直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)基圓：凸輪理論輪廓上最小向徑為半徑所畫的圓。一、基本概念偏距e：從動件導(dǎo)路偏離凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離。wOrminwrminOe第十二頁，共38頁。3、推程：4、升程：從動件尖頂被凸輪輪廓推動，以一定的運(yùn)動規(guī)律由離回轉(zhuǎn)中心最近位置A到達(dá)最遠(yuǎn)位置B的過程。從動件在推程中所走過的距離h。5、推程角：6、遠(yuǎn)停程角：Φ

=∠AOB（升程角）與推程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角Φ。ΦS=

∠BOC從動件在最遠(yuǎn)位置停止不動所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角Φs。wAB'rminOBCDΦΦsh第十三頁，共38頁。9、近停程角：8、回程角：Φ′

=∠CODΦs'=∠AOD7、回程：從動件在彈簧力或重力作用下，，以一定的運(yùn)動規(guī)律回到起始位置的過程。與回程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角Φ′

。從動件在最近位置停止不動所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角Φs'。Φ′Φs'wAB'rminOBCDΦΦsh第十四頁，共38頁。從動件位移線圖2π第十五頁，共38頁。以縱坐標(biāo)代表從動件位移s，橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角φ或t，所畫出的位移與轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系曲線。10、從動件位移線圖：上升—?！怠φsABCDh2pΦ′Φs'ΦΦsA從動件位移線圖決定于凸輪輪廓曲線的形狀。Φ′Φs'wAB'rminOBCDΦΦshφ第十六頁，共38頁。1、推程：2、升程：3、推程角：4、遠(yuǎn)停程角：7、近停程角：6、回程角：5、回程：AB對心尖頂直動從動件盤形凸輪CDhΦ

ΦsΦ′Φs'Φ′Φs'ωAB'rminOBCDΦΦshφ第十七頁，共38頁。二、從動件常用運(yùn)動規(guī)律1、勻速運(yùn)動規(guī)律（推程段）s2hΦφtOv2tv0Oφa2∞-∞Oφt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。適宜于低速和質(zhì)量較小的凸輪機(jī)構(gòu).第十八頁，共38頁。2、等加速等減速運(yùn)動規(guī)律aΦvO12j,tj,tj,tsh3456194104A0aBC柔性沖擊：加速度發(fā)生有限值的突變

（適用于中速輕載場合）

第十九頁，共38頁。3、簡諧運(yùn)動avjj,tj,tj,tsh1O2345612345qs加速度曲線為不連續(xù)余弦曲線，在開始和終止兩點(diǎn)處有突變，也會產(chǎn)生柔性沖擊。只適用于中速場合。第二十頁，共38頁。三、組合運(yùn)動規(guī)律簡介為了獲得更好的運(yùn)動特征，可以把上述幾種運(yùn)動規(guī)律組合起來應(yīng)用，組合時，兩條曲線在拼接處必須保持連續(xù)。4、擺線運(yùn)動加速度曲線為連續(xù)正弦曲線，既無剛性沖擊，又無柔性沖擊，可用于較高速度的凸輪機(jī)構(gòu)。第二十一頁，共38頁。三、受力分析１、壓力角與作用力的關(guān)系２、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系第二十二頁，共38頁。１、壓力角與作用力的關(guān)系壓力角:從動件上的驅(qū)動力與該力作用點(diǎn)絕對速度之間所夾的銳角。凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角：從動件運(yùn)動方向與其受力方向之間所夾的銳角。CBS2eOvrminw1213αnnFP第二十三頁，共38頁。CBS2eOvrminω1213αnnF"F'FP力F分解為沿從動件運(yùn)動方向的有用分力F'和使從動件緊壓導(dǎo)路的有害分力F"。F"＝F'

tgα1、F'一定時，壓力角α越大

，有害分力

F"越大，機(jī)構(gòu)的效率越低。

上式表明：2、自鎖：當(dāng)α增大到一定程度，使有害分力F"在導(dǎo)路中所引起的摩擦阻力大于F

'時，無論凸輪加給從動件的作用力有多大

，從動件都不能運(yùn)動，這種現(xiàn)象稱為自鎖。

第二十四頁，共38頁。２、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系CBS2eOvrminω1213αnnF"F'FP

在其它條件不變的情況下，基圓半徑越小，壓力角越大，機(jī)構(gòu)越緊湊。凸輪的輪廓上各點(diǎn)的壓力角是變化的，在設(shè)計(jì)時應(yīng)使最大壓力角不超過許用角。

第二十五頁，共38頁。對于移動從動件其推程許用壓力角[α]=40°.對于擺動從動件其推程許用壓力角[α]=50°.CBS2eOvrminω1213αnnF"F'FP第二十六頁，共38頁。習(xí)題：P.1737-1、7-2、7-3943～978第二十七頁，共38頁。一、直動從動件盤形凸輪輪廓繪制二、擺動從動件盤形凸輪輪廓繪制§3—4圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線第二十八頁，共38頁。凸輪設(shè)計(jì)的基本原理采用的是“反轉(zhuǎn)法”，即凸輪輪廓設(shè)計(jì)中，是認(rèn)為凸輪靜止不動，從動件相對于凸輪軸心做反方向（反轉(zhuǎn)）運(yùn)動，并令從動件相對其導(dǎo)路按給定的運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動。一、直動從動件盤形凸輪輪廓繪制第二十九頁，共38頁。2、再按空間尺寸要求決定凸輪的基圓半徑。1、根據(jù)工作要求先確定從動件運(yùn)動規(guī)律。步驟：3、繪制出凸輪輪廓。第三十頁，共38頁。1、對心尖頂直動從動件盤狀凸輪（e＝0）已知：從動件位移線圖、rmin、

凸輪

ω轉(zhuǎn)向。用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓1、在位移曲線上將升程、回程角和遠(yuǎn)、近休止角分別進(jìn)行等分。過等分點(diǎn)1、2.……做縱坐標(biāo)的平行線，交從動件位移線圖，分別為11'，22'……第三十一頁，共38頁。2、以rmin為半徑作基圓，基圓與導(dǎo)路的交點(diǎn)A0，就是從動件尖頂?shù)钠鹗嘉恢?、在基圓中，根據(jù)從動件運(yùn)動規(guī)律作出對應(yīng)升程角δt、回程角δh、遠(yuǎn)休止角δs和近休止角δs'4、根據(jù)從動件各對應(yīng)角的等分?jǐn)?shù)等分基圓的角度，連接基圓圓心與等分點(diǎn)A1'、A2'……并延長OA1'、OA2'、……第三十二頁，共38頁。5、量取各個位移量，A1A'1=11'、A2A'2=22'A3A'3=33'、…，得反轉(zhuǎn)后尖頂?shù)囊幌盗形恢肁1、A2、A3、…。6、將A0、A1、A2、A3、…，連成光滑曲線，便得到所求的凸輪輪廓。第三十三頁，共38頁。2、偏置尖頂直動從動件盤形凸輪（e＝0）1、從動件在反轉(zhuǎn)過程中，其導(dǎo)路始終與凸輪軸心保持偏距e。2、一O為圓心及偏距e為半徑畫出偏距圓切于從動件導(dǎo)路。以rmin為半徑作基圓。3、以下步驟與對心尖頂直動從動件盤形凸輪一樣。第三十四頁，共38頁。對于滾子從動件的凸輪輪廓，是認(rèn)為滾子中心就是尖頂，求得的輪廓曲線是理論輪廓，用

0表示；以理論輪廓為中心，以滾子半徑為半徑作出的一系列圓的包絡(luò)線，為實(shí)際的凸輪輪廓，用表示。3、滾子直動從動件盤形凸輪滾子從動件的凸輪基圓半徑應(yīng)當(dāng)在理論輪廓上度量。第三十五頁，共38頁。設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時應(yīng)注意滾子半徑的問題：1.當(dāng)

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