第3章 凸轮机构（课件）-《机械设计基础》同步教学（电子工业版）

第3章 凸轮机构 ——《机械设计基础》 图1 内燃机配气凸轮机构 一、凸轮机构的概述 1、凸轮机构的应用 图2 绕线机凸轮机构 图3 圆柱凸轮送料机构 图4 靠模车削机构 图5 双凸轮组合写R字机 图6 冲床装卸料移动凸轮机构 2、凸轮机构的组成 凸轮机构 凸轮 机架 从动件 优点：结构简单、紧凑，易于设计。 缺点：易磨损，制造困难，适用于传力不大的控制机构。 凸轮 从动件 机架 3、凸轮机构的分类 按凸轮形状分类 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 凸轮绕固定轴转动且径向变化的盘形零件。 回转半径无限大， 凸轮作往复移动。 在圆柱面上开有曲线凹槽的构件。 按从动件型式分类 尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件 与凸轮是点接触，只用于受力小的低速机构； 尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触，传动精确 滚动磨擦，传递载荷较大，应用极广；凸轮凹陷轮廓未必能很好地与滚子接触，影响实现预期的运动规律。 受力较好，效率高，接触面油膜易形成，利于润滑，可用于高速。 按从动件运动形式分类 直动从动件凸轮机构 摆动从动件凸轮机构 力锁合 几何锁合 按凸轮与从动件的锁合方式分类 对心平底直动从动件盘形凸轮机构 如何通过分析凸轮机构的运动过程，计算从动件上升距离h、画出从动件最高位置? 二、凸轮机构的运动过程 凸轮机构 A D C B ri 向径：凸轮轮廓上的任意一点到凸轮回转 中心的距离。用ri表示。 Ai o r0 基圆：以凸轮的转动中心为圆心，以凸轮的最小向径为半径所作的圆。用r0表示。 1、基本专业术语 凸轮机构的工作过程 运动过程1：推程 r0 h B’ ω A B δt 升程：从动件在推程中所走过的径向距离h。 o 推程：从动件从上升起始位置A点开始被凸轮轮廓以一定的运动规律推动，当凸轮由A到达距O点最远位置B时，从动件由A到B’的过程。 推程运动角 ：与推程对应的凸轮转角。 δt 2、凸轮机构的运动过程 r0 B’ ω A C B 远休：当凸轮继续以O 点为中心转过圆弧BC时，从动件因与O点的距离保持不变而在最远位置停留不动的过程。 δs 运动过程2：远休 远休止角 ：与远休过程对应的凸轮转角。 δs r0 B’ ω A D C 回程：凸轮继续回转，曲线CD使从动件在弹簧力或重力作用下，以一定的运动规律回到距O点最近位置的过程。 δh 回程运动角 δh ：与回程对应的凸轮转角。 运动过程3：回程 r0 ω A D 近休：在凸轮基圆段DA，从动件保持最近位置不动的过程。 δ’h 近休止角δ’h：与近休过程对应的凸轮转角。 运动过程4：近休 r0 h B’ o δs δh δt δ’s ω A D C B 凸轮机构的运动过程： 推程→远休→回程→近休 1.推程 2.远休 3.回程 4.近休 r0 h B’ o t δ s δs δs δ's δ‘s δt δt δh δh ω A D C B 位移线图s-δ ：描述从动件位移s与凸轮转角φ之间关系的图形。 3、位移线图s-δ 凸轮机构的运动过程 r0 h B’ o t δ s δ01 δ01 δ02 δ02 δ0 δ0 δ’0 δ’0 ω A D C B 1、基圆 ：以凸轮的转动中心O为圆心，以凸轮的最小向径为半径r0所作的圆。 r0称为凸轮的基圆半径 2、推程、推程运动角 3、远休、远休止角 4、回程、回程运动角 5、近休、近休止角 6、行程h：从动杆在推程或回程中移动的距离h 7、位移线图s-φ ：描述位移s与凸轮转角φ之间关系的图形 推程→远休→回程→近休→推程 r0 δ0 δ01 δ’0 δ02 以凸轮轮廓的最小向径 为半径所绘的圆称为基圆，基圆与凸轮轮廓线有两个连接点A和D。A点为从动件处于上升的起始位置，当凸轮以 等角速绕 点顺时针回转时，从动件从A点开始被凸轮轮廓以一定的运动规律推动，由A到达距 点最远位置B，从动件由A到B’的过程称为推程。从动件在推程中所走过的径向距离 称为升程，而与推程对应的凸轮转角 称为推程运动角。 当凸轮继续以 点为中心转过圆弧BC时，从动件因与 点的距离保持不变而在最远位置停留不动，圆弧BC对应的圆心角 称为远休止角。凸轮继续回转，曲线CD使从动件在弹簧力或重力作用下，以一定的运动规律回到距 点最近位置D，此过程称为回程。曲线CD对应的转角 称为回程运动角。在凸轮基圆段DA，从动件保持最近位置不动，基圆段DA对应的转角 称为近休止角。当凸轮连续回转时，从动件重复上述运动。如果以直角坐标系的纵坐标代表从动件位移 ，横坐标代表凸轮转角 （通常当凸轮等角速转动时，横坐标也代表时间 ），则可以画出从动件位移 与凸轮转角 之间的关系曲线，如图5-