4 凸轮机构（课件）-《机械设计基础》同步教学（高教社第2版）

第4章 凸轮机构 凸轮机构的特点和类型 4.1 从动件的常用运动规律 4.2 盘形凸轮轮廓曲线的设计 4.3 凸轮机构基本尺寸的确定 4.4 【学习目标】  理解凸轮机构的应用特点和类型  理解凸轮机构从动件的常用运动规律  了解盘形凸轮轮廓曲线的图解法设计  理解并掌握凸轮机构基本参数的确定方法 凸轮机构是一种由凸轮、从动件和机架组成的高副机构。 在自动化和半自动化机械中应用非常广泛。 凸轮具有曲线轮廓，它通常做连续等角速转动，也有做摆动或往复直线移动的；从动件则在凸轮轮廓驱动下按预定的运动规律作往复直线移动或摆动。 内燃机配气凸轮机构 4.1 凸轮机构的特点和类型 凸轮机构的主要优点是：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就能使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠、易于设计。 缺点是：由于凸轮机构属于高副机构，故凸轮与从动件之间为点或线接触，不便润滑、易磨损。 因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构。 凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的形状、运动形式分类。 1．按凸轮的形状分类 （1）盘形凸轮 它是凸轮的最基本型式。 盘形凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件。　 （2）移动凸轮 当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架做直线运动，这种凸轮称为移动凸轮。 （3）圆柱凸轮　 将移动凸轮卷成圆柱体即成为圆柱凸轮。 2．按从动件形状分类 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件　 凸轮机构的从动件形状 3．按从动件运动形式 可分为直动从动件（对心直动从动件和偏置直动从动件）和摆动从动件两种。 凸轮机构中，采用重力、弹簧力使从动件端部与凸轮始终相接触的方式称为力锁合；采用特殊几何形状实现从动件端部与凸轮相接触的方式称为形锁合。 以上三种从动件都可以相对机架做往复直线移动或做往复摆动。 为了使凸轮与从动件始终保持接触，可以利用重力、弹簧力或依靠凸轮上的凹槽来实现。 4.2 从动件的常用运动规律 从动件位移线图 1．凸轮与从动件的运动关系 2. 从动件的常用运动规律 （1）等速运动 2. 从动件的常用运动规律 （2）等加速等减速运动 （3）简谐运动（余弦加速度） 4.3 盘形凸轮轮廓曲线的设计 1．尖顶对心直动从动件盘形凸轮 2．滚子直动从动件盘形凸轮 3．偏置从动件盘形凸轮 4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 1．压力角 作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角称为压力角。压力角越小，传动效率越高。 2．基圆 凸轮的基圆是指以凸轮最小理论向径所作的圆。增大基圆有助于减小压力角。 凸轮机构的压力角 3．滚子半径（不宜过大） 当ρmin>rT时［图（a）］，ρ‘ > 0，实际轮廓为一平滑曲线，可行。 当ρmin=rT时［图（b）］，ρ‘ = 0，实际轮廓曲线上产生尖点，加速磨损。 当ρmin<rT时［图（c）］，ρ‘ < 0，实际轮廓曲线发生相交，图中阴影部分的轮廓曲线在实际加工时将被切去，使这一部分运动规律失真。 滚子半径的大小影响 23 $$