06第6章凸轮.docx

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06第6章凸轮

第六章凸轮机构

6.1凸轮机构的特点、应用和分类

一、凸轮机构的特点和应用

图中所示为等加速---等速---等减速组合运动规律线图。

这种规律的加速度线图是不连续的，还存在柔性冲击。

二、凸轮机构的分类

1．按凸轮的几何形状分类：

（1）盘形凸轮，是一个具有变化向径的盘形构件。

当它绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。

（2）移动凸轮，可看作是回转中心在无穷远处的盘形凸轮。

当移动凸轮作直线往复运动时，可推动从动件在同一运动平面内运动。

（3）圆柱凸轮，这种凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱面上作出曲线轮廓的构件。

当它转动时，可使从动件在平行于其轴线或包括其轴线的平面内运动。

由于凸轮与从动件的运动不在同一平面内，所以这是一种空间凸轮机构。

2．按从动件端部形状分类：

（1）尖顶从动件。

尖顶能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意运动，适用于传力不大的低速凸轮机构中。

（2）滚子从动件，这种从动件由于滚子与凸轮之间为滚动摩擦，磨损较小，故可用来传递较大的力。

（3）平底从动件，这种从动件的优点是不计摩擦时凸轮对从动件的作用力始终垂直于从动件的底边，受力比较平稳。

而且凸轮与平底的接触面容易形成楔形油膜，常用于高速凸轮机构中。

3．按从动件的运动形式分类：

（1）直动从动件

（2）摆动从动件

4．按凸轮与从动件保持接触的方式分类：

（1）力锁合

（2）几何锁合

6.2从动件的常用运动规律

一、描述凸轮机构的参数

图示为一尖端从动件盘形凸轮机构。

基圆：

以凸轮轮廓最小的向径为半径所作的圆称为凸轮的基圆。

推程运动角：

A为动件开始上升的位置，凸轮逆时针转动，轮廓曲线AB与尖端作用将从动件推向远方，待B转到B＇时，从动件上升到距凸轮回转中心最远的位置，凸轮所转过角度称为推程运动角；

升（行）程：

从动件在推程过程中由最近点运动到最远点所运动的距离；称为升（行）程

远休止角：

在BC弧段，从动件在最远位置停留，所对应的凸轮转角称为远休止角；

回程运动角：

在CD弧段，从动件以一定规律返回至初始位置，这时凸轮所转过的角度称为回程运动角；

近休止角：

当圆弧DA与尖端作用时，从动件在距凸轮回转中心最近位置停留，所对应的凸轮转角称为近休止角。

从动件位移线图：

描述从动件位移与凸轮转角之间对应关系的从动件位移线图。

参数：

1．基圆，行程

2．推程、推程运动角

3．回程、回程运动角

4．远休止角，近休止角

5．位移线图

二、从动件的常用运动规律

1．等速运动：

刚性冲击，适用于低速的场合。

2．等加速等减速运动

柔性冲击，适用于中低速的场合。

3．余弦加速度运动（简谐运动）：

柔性冲击，适用于中高速的场合。

4．正弦加速度运动（摆线运动）

无冲击，适用于高速的场合。

5．修正的等速运动：

图示为修正的等速运动，采用等加速---等速---等减速组合运动规律线图。

这种规律的加速度线图是不连续的，还存在柔性冲击

6.3凸轮轮廓曲线的设计

图解法，解析法，实验法

一、凸轮轮廓曲线设计方法的基本原理

反转法设计原理：

二、用作图法设计凸轮廓线

（一）对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制

设计步骤：

1．选择合适的比例尺

2．绘制合适的基圆

3．按照反转法划分四个运动角。

4．绘制从动件的运动位移线图

5．在从动件位移线图上对推程运动过程和回程运动过程进行若干等份。

6．在设计图上在基圆上对推程运动角和回程运动角进行同样的若干等份。

7．绘制出凸轮廓线的若干点，用曲线板光滑连接。

偏置直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的绘制

直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的绘制

 直动平底从动件盘形凸轮轮廓的绘制

（二）摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

6.4凸轮机构的压力角和基圆半径

一、凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角

凸轮对从动件的作用力F可以分解为与从动件运动方向一致的有用分力F’和与从动件运动方向垂直的有害分力F”。

自锁条件：

直动从动件凸轮机构：

摆动从动件凸轮机构：

二、凸轮机构压力角与基圆半径的关系

三、滚子半径的选择