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1、機械設(shè)計基礎(chǔ)第三章 凸輪機構(gòu)本章主要內(nèi)容1.凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型2.從動件的常用運動規(guī)律3.凸輪機構(gòu)的壓力角4.凸輪輪廓的設(shè)計3-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和類型低副機構(gòu)一般只能近似地實現(xiàn)給定運動規(guī)律。當從動件的位移、速度和加速度必須嚴格地按照預(yù)定規(guī)律變化，尤其當原動件作連續(xù)運動而從動件必須作間歇運動時，則以采用凸輪機構(gòu)最為簡便。凸輪機構(gòu)是一種高副機構(gòu)，理論上可以實現(xiàn)從動件任意復(fù)雜運動，包括位移要求、速度要求和加速度要求。一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用利用分度凸輪機構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)位盤形凸輪機構(gòu)在印刷機上的應(yīng)用凸輪機構(gòu)在自動機床、內(nèi)燃機、紡織機械、印刷機械、農(nóng)業(yè)機械、礦山機械及電氣開關(guān)中，作為自動控制而獲得廣泛的應(yīng)用。送

2、料機構(gòu)（P39，圖3-4）內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運動時通過高副接觸可以使從動件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運動。凸輪機構(gòu)一般由凸輪、從動件和機架三個基本構(gòu)件組成凸輪從動件機架優(yōu)點：1)只需設(shè)計適當?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到所需的運動規(guī)律；2)機構(gòu)簡單（三個基本構(gòu)件）、緊湊、設(shè)計方便。缺點：1)凸輪與從動件之間為點或線接觸，易磨損，通常用于傳力不大的控制機構(gòu)；2)凸輪輪廓精度要求較高；3)從動件的行程不能過大，否則會使凸輪變得笨重。二、凸輪機構(gòu)的類型1.按凸輪的形狀分(1)盤形凸輪(2)移動凸輪(3)圓柱凸輪回轉(zhuǎn)軸心在無窮遠處卷成圓柱體2.按從動件的型式分(

3、1)尖頂從動件(2)滾子從動件(3)平底從動件對心直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件對心直動尖頂從動件偏置直動尖頂從動件3.按從動件的運動型式分(1)移動或直動從動件(2)擺動從動件4.按凸輪與從動件維持高副接觸的方式分1)力鎖合（力封閉）:利用從動件的重力、彈簧力或其他外力使從動件與凸輪保持接觸。2)形鎖合（形封閉）:利用凸輪和從動件的特殊形狀而始終維持接觸。凸輪機構(gòu)命名法則：從動件命名+凸輪命名盤形、移動、圓柱凸輪對心、偏置 尖頂、滾子、平底 直動、擺動從動件結(jié)構(gòu)型式運動型式對心尖頂直動從動件盤形凸輪尖頂擺動從動件盤形凸輪3-2 從動件的常用運動規(guī)律凸輪的輪廓形狀取決于從動件的運動規(guī)律。因此

4、在設(shè)計凸輪輪廓曲線之前，應(yīng)首先根據(jù)工作要求確定從動件的運動規(guī)律?；久~術(shù)語從動件位移線圖基圓推程升程回程推程運動角 遠休止角s 回程運動角 近休止角s 1.等速運動規(guī)律00hshvva =推程剛性沖擊2.簡諧運動規(guī)律(余弦加速度)柔性沖擊推程2221cos2sin2cos2hshvha =3.正弦加速度運動推程2212sin221cos22sinshhvha=沒有沖擊3-3 凸輪機構(gòu)的壓力角高副中構(gòu)件間的力是沿法線方向作用的，因此，對于高副機構(gòu)，壓力角也即是接觸輪廓法線與從動件速度方向所夾的銳角。一、壓力角與作用力的關(guān)系tgFF =自鎖 max 二、壓力角與凸輪機構(gòu)尺寸的關(guān)系OPvdsld =220tgdsedsre=+=+0r 在其他條件不變的情況下：但凸輪尺寸也隨之增大3-4 圖解法設(shè)計凸輪輪廓一、直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制1.尖頂直動從動件盤形凸輪對心尖頂直動從動件盤形凸輪基本思路：反轉(zhuǎn)法已知：從動件位移線圖，凸輪的基圓半徑凸輪的角速度0r 偏置尖頂直動從動件盤形凸輪2.滾子直動從動件盤形凸輪3.平底直動從動件盤形凸輪二、擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪制