2.3.1凸轮机构的组成、应用和分类(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

2.3 凸轮机构 2.3.1凸轮机构的组成、应用和分类 2.3.2从动件的常用运动规律 2.3.3凸轮的轮廓线设计 2.3.4间歇运动机构 　　◆组成：由凸轮、从动件和机架组成三构件高副机构。 　　◆特点：可使从动件实现各种复杂的运动规律，结构简单紧凑，易于设计；但因含点、线接触的高副，易磨损。 　　◆应用：各种机械，尤其是自动机械，主要是传递运动。 2.3.1凸轮机构的组成、应用和分类 　　一、凸轮机构的组成及应用 从动件 机架 凸轮 内燃机配气机构 自动机床进给机构 盘形、移动、圆柱 1）按照凸轮形状分类: 2）按照从动件形状分类: 3）按照从动件运动方式分类: 4）按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类: 尖顶、平底、滚子 直动、摆动 力封闭型（重力、弹力） 形封闭型 凸轮机构的组成、应用和分类 一、凸轮机构的分类 动画 2.3.2从动件的常用运动规律 　　一、凸轮与从动件的运动关系 　 二 、从动件的常用运动规律 从动件的运动规律，指从动件的位移 s、速度 v、加速度 a 随时间 t 或凸轮转角的变化规律。通常用运动方程或运动线图来描述。 常用运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律和简谐运动规律。 基圆rb：最小向径为半径所作的圆 推程、推程角δt：向径逐渐增大 行程h ：从动件的最大位移 远休止、远休止角δs：最大向径不变 回程、回程角δh：向径逐渐减小 近休止、近休止角 ：最小向径不变 速度由v0→0，a 由0→－∞ （一）等速运动规律 　　 定义　从动件在推程或回程作等速运动。 适用场合　一般在启动与终止段用其它运动规律进行过渡，以减小冲击。可适于低速、轻载、从动件质量不大，有匀速要求的场合。 从动件的常用运动规律 动力特性 运动线图 ∞ －∞ 启动瞬间: 终止瞬间: 存在刚性冲击 (F=ma) 速度由0→v0，a 由0→∞ h s  O t a  O t O  v t v0 1 2 3 4 5 6 s δ t o （二）等加速等减速运动规律 　　 定义　从动件在推程或回程的前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动。 适用场合　中速轻载。 从动件的常用运动规律 动力特性　加速度在运动的起始、中间和终止位置有突变。 　　存在柔性冲击 (F=ma) 运动线图 v δ t o a δ t o a0 δt/2 δt h h/2 h/2 从动件位移方程 抛物线 　　定义　当质点在圆周上作匀速运动时，其在该圆直径上的投影所构成的运动规律称为简谐运动规律，从动件在推程或回程按此规律运动。 （三）简谐运动规律 从动件的常用运动规律 适用场合　中速中载。当从动件作无停歇的升--降--升连续运动时，加速度曲线变成连续曲线，可用于高速场合。 动力特性　加速度在运动的起始和终止位置有突变。 　　存在柔性冲击 (F=ma) 运动线图 v δ t o a δ t o s δ t o δt 1 2 3 4 5 6 h 　　设计问题　按给定的从动件运动规律设计凸轮轮廓曲线。 　　设计方法　 　　图解法：直观，简单；但误差大，效率低，适用于不重要的凸轮。 　　解析法：精确，高效，可直接用于数控加工编程，适用于高速和高精度凸轮。 2.3.3 凸轮的轮廓线设计 　　反转法　根据相对运动原理，若给整个凸轮机构附加一个 -ω运动，机构的相对运动不变。此时，凸轮相对静止，从动件则在反转的同时相对凸轮作往复移动。 　　一、设计的基本原理 　　 已知：rb、h、ω1、从动件运动规律 解:1．作位移曲线 s  0 3600 1800 2100 3000 h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2．等份s- 图 ω1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3．作基圆 4． 沿- 等份基圆 5．量取相应位移 6．作轮廓线 11 h 　 （一）尖顶对心移动从动件 二、移动从动件盘形凸轮轮廓设计 凸轮转角 从动件运动 0  180 等速上升 h 180  210 远休止 210  300 等速下降 300  360 近休止 凸轮的轮廓线设计 　　1．按尖顶从动件作凸轮轮廓线η0（理论轮廓）； n n 理论廓线η0 实际廓线η 　　２．以η0各点为圆心，滚子半径为半径作若干个滚子圆； 　　３．作这些滚子圆的包络线η（实际轮廓）。 　 （二）滚子对心移动从动件 凸轮的轮廓线设计 η0和η为法向等距的曲线 　　1．按尖顶