凸輪傳動(dòng)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械教研室2020/2/3凸輪類型凸輪概述凸輪設(shè)計(jì)小結(jié)01020304導(dǎo)學(xué)凸輪概述01導(dǎo)學(xué)

凸輪機(jī)構(gòu)：由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪：具有控制從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的某種曲線或凹槽的主動(dòng)件。作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)移動(dòng)。凸輪1從動(dòng)件2機(jī)架3O1

1凸輪概述推桿凸輪機(jī)架凸輪概述1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用當(dāng)圓柱凸輪１勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過凹槽中的滾子驅(qū)使從動(dòng)件２往復(fù)移動(dòng)。凸輪每回轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)件即從儲(chǔ)料器中推出一個(gè)毛坯，送到加工位置。凸輪概述1、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪概述優(yōu)點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)件少，運(yùn)動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于設(shè)計(jì)；可使從動(dòng)件得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪概述高副為點(diǎn)、線接觸，易磨損；缺點(diǎn)：所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)類型02導(dǎo)學(xué)2、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1）按凸輪的形狀分：盤形凸輪移動(dòng)凸輪(TranslatingCam)平面凸輪平面凸輪凸輪機(jī)構(gòu)類型

2、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1）按凸輪的形狀分：圓柱凸輪（空間凸輪）凸輪機(jī)構(gòu)類型

凸輪機(jī)構(gòu)類型

2、凸輪機(jī)構(gòu)的分類2）按從動(dòng)件的形狀分：

尖頂從動(dòng)件

滾子從動(dòng)件

平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)類型

2）按從動(dòng)件的形狀分：凸輪機(jī)構(gòu)類型

3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：

移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)類型

3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：

擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)類型

力鎖合4）按凸輪高副的鎖合方式分：凸輪機(jī)構(gòu)類型

溝槽凸輪等寬凸輪4）按凸輪高副的鎖合方式分：形鎖合(ProfileClosure)。等徑凸輪凸輪機(jī)構(gòu)類型

機(jī)構(gòu)的命名對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)一般凸輪機(jī)構(gòu)的命名原則:布置形式+運(yùn)動(dòng)形式+從動(dòng)件形狀+凸輪形狀凸輪機(jī)構(gòu)類型

凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)03導(dǎo)學(xué)1、基圓：2、偏距e：從動(dòng)件導(dǎo)路偏離凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離e。凸輪輪廓上最小向徑為半徑所畫的圓。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、推程：4、行程：從動(dòng)件尖頂被凸輪輪廓推動(dòng)，以一定的運(yùn)動(dòng)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(dòng)件在推程中上升的最大位移h。5、推程運(yùn)動(dòng)角：δ0=∠AOB與推程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0。δ0'δs'wAB'rminOBCDδ0δsh凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

7、遠(yuǎn)停程角：

從動(dòng)件在最遠(yuǎn)位置停止不動(dòng)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δs。δS=

∠BOC6、遠(yuǎn)停程：凸輪由B轉(zhuǎn)動(dòng)到C，從動(dòng)件在最遠(yuǎn)位置停止不動(dòng)。δ0'δs'wAB'rminOBCDδ0δsh凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

9、近停程角：8、回程運(yùn)動(dòng)角：δ0'=∠CODδs'=∠AOD7、回程：從動(dòng)件在彈簧力或重力作用下，，以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到起始位置的過程。與回程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0'

。從動(dòng)件在最近位置停止不動(dòng)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δs'。δhδs'wAB'rminOBCDδtδsh10、近停程角：與回程相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角δ0'

。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

以縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件位移s2

，橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角δ1或時(shí)間t，所畫出的圖形為位移曲線圖。11、從動(dòng)件位移線圖：升—?！怠δ1s2ABCDh2pδ0'δs'δ0δsAδ0'δs'wAB'rminOBCDδ0δsh

從動(dòng)件位移線圖決定于凸輪輪廓曲線的形狀。凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律作推程運(yùn)動(dòng)線圖h

0s

Ov

O

0v0a

O

0∞∞1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在推程（或回程）的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件在起始和終止點(diǎn)速度有突變，使瞬時(shí)加速度趨于無窮大，從而產(chǎn)生無限值慣性力，并由此對(duì)凸輪產(chǎn)生沖擊——?jiǎng)傂詻_擊因此只適用于低速、輕載的場(chǎng)合。1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律hs

O

0

0/2h/2v

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0/24h

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021.等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在一個(gè)行程h中，前半行程做等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。BAC2.等加速-等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律★等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始、中點(diǎn)和終止點(diǎn)存在柔性沖擊；適用于中速、中載的場(chǎng)合；從動(dòng)件在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)，因加速度有有限值突變而引起推桿慣性力的有限值突變，并由此對(duì)凸輪產(chǎn)生有限的沖擊——柔性沖擊s

Oh

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h/202-2

2

h/202

從動(dòng)件加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)存在有限值突變，故有柔性沖擊;若從動(dòng)件作無停歇的升－降－升連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加速度曲線變?yōu)檫B續(xù)曲線，可以避免柔性沖擊;可適用于高速的場(chǎng)合。3.余弦加速-減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律

根據(jù)工作條件要求，確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選定凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、基圓半徑等，進(jìn)而對(duì)凸輪輪廓曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方法:

1.圖解法：簡便易行、直觀，但精度較低，可用于設(shè)計(jì)一般精度要求的凸輪機(jī)構(gòu)。

2.解析法:精度高，但計(jì)算量大，多用于設(shè)計(jì)精度要求較高的凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)esB1B-B0rb

S-1、圖解法的原理

假想給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與凸輪角速度大小相等、方向相反的角速度（-），凸輪將處于靜止?fàn)顟B(tài)；機(jī)架則以（-）的角速度圍繞凸輪原來的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；而從動(dòng)件一方面隨機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又按照給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?！崔D(zhuǎn)法凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)1、圖解法的原理（反轉(zhuǎn)法）凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)原機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)凸輪從動(dòng)件機(jī)架

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oS90o120o123567h150o4δ8-凸輪輪廓設(shè)計(jì)——圖解法尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu)（1）選取適當(dāng)?shù)谋壤咦鞒鑫灰凭€圖；（2）按基本尺寸作出凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置；（3）按-

方向劃分基圓周得c0、c1、c2……等點(diǎn)；并過這些點(diǎn)作射線，即為反轉(zhuǎn)后的導(dǎo)路線；（4）在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線上量取與位移圖相應(yīng)的位移，得B1、B2……等點(diǎn)，即為凸輪輪廓上的點(diǎn)。rbB0B1B2B4B8

B5c1c2c4c5120oc8B6B7c6c7c0c3150o90oB3小結(jié)04導(dǎo)學(xué)