常用机构凸轮机构精选PPT.ppt

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1、关于常用机构凸轮机关于常用机构凸轮机构构第1页，讲稿共51张，创作于星期日第三节第三节凸轮机构和螺旋机构凸轮机构和螺旋机构第2页，讲稿共51张，创作于星期日凸轮机构应用举例凸轮机构应用举例凸轮机构的概述凸轮机构的概述第3页，讲稿共51张，创作于星期日内燃机配气机构内燃机配气机构 内燃机配气机构内燃机配气机构凸轮机构的概述凸轮机构的概述第4页，讲稿共51张，创作于星期日自动车床走刀机构自动车床走刀机构 自动车床走刀机构自动车床走刀机构凸轮机构的概述凸轮机构的概述第5页，讲稿共51张，创作于星期日冲床凸轮机构冲床凸轮机构绕线机凸轮机构绕线机凸轮机构第6页，讲稿共51张，创作于星期日自动车床凸轮机构

2、自动车床凸轮机构圆柱凸轮输送机圆柱凸轮输送机第7页，讲稿共51张，创作于星期日靠模车削机构靠模车削机构 靠模车削机构靠模车削机构凸轮机构的概述凸轮机构的概述第8页，讲稿共51张，创作于星期日 凸轮机构凸轮机构依靠凸轮轮廓直接与从动件接触，迫使从动件作有规律的直线往复运动（直动）或摆动。1凸轮2从动件3机架 凸轮机构示意凸轮机构示意凸轮机构的概述凸轮机构的概述第9页，讲稿共51张，创作于星期日一、凸轮机构的分类 二、凸轮机构的应用特点 凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第10页，讲稿共51张，创作于星期日一、凸轮机构的分类 按形状分按从动件端部形状和运动形式分盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮尖顶

3、从动件滚子从动件平底从动件凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第11页，讲稿共51张，创作于星期日尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构w 盘形凸轮平底移动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第12页，讲稿共51张，创作于星期日移动从动杆移动凸轮机构移动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构摆动从动杆移动凸轮机构w 移

4、动凸轮凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第13页，讲稿共51张，创作于星期日圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构w 圆柱凸轮自动车床走刀机构自动车床走刀机构凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第14页，讲稿共51张，创作于星期日(二二)按从动件运动副元素的形状分按从动件运动副元素的形状分尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 平底从动件平底从动件第15页，讲稿共51张，创作于星期日(三三)按从动件的运动形式分按从动件的运动形式分摆动从动件摆动从动件移动从动件移动从动件凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第16页，讲稿共51张，创作于星期日(四四

5、)按凸轮与从动件维持高副接触按凸轮与从动件维持高副接触(封闭封闭)的方式分的方式分力封闭型凸轮机构力封闭型凸轮机构弹簧力封闭弹簧力封闭重力封闭重力封闭 凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第17页，讲稿共51张，创作于星期日形封闭型凸轮机构形封闭型凸轮机构凹槽凸轮机构凹槽凸轮机构等宽凸轮机构等宽凸轮机构凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第18页，讲稿共51张，创作于星期日形封闭型凸轮机构形封闭型凸轮机构等径凸轮机构等径凸轮机构共轭凸轮机构共轭凸轮机构凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 第19页，讲稿共51张，创作于星期日二、凸轮机构的应用特点 优点优点：结构简单紧凑，工作可

6、靠，设计适当的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运动规律。凸轮机构的分类与特点凸轮机构的分类与特点 缺点：缺点：凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点或线接触，不便于润滑，易磨损。应用：应用：多用于传力不大的场合，如自动机械、仪表、控制机构和调节机构中。第20页，讲稿共51张，创作于星期日 1)根据工作要求，合理地选择凸轮机构的型式。2)根据机构工作要求、载荷情况及凸轮转速等，确定从动件的运动规律。3)根据凸轮在机器中安装位置的限制、从动件行程、许用压力角及凸轮种类等，初步确定凸轮基圆半径。4)根据从动件的运动规律，用图解法或解析法设计凸轮轮廓线。5)校核压力角及轮廓的最小曲率半径。凸轮机构设计

7、的基本内容与步骤凸轮机构设计的基本内容与步骤第21页，讲稿共51张，创作于星期日一、凸轮机构工作过程 二、从动件常用的运动规律 凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第22页，讲稿共51张，创作于星期日一、凸轮机构工作过程 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动 凸轮回转时，从动件作“升停降停”的运动循环。凸轮机构工作过程凸轮机构工作过程凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第23页，讲稿共51张，创作于星期日rbh S S S S DD0B0B sO,t360基圆基圆基圆半径基圆半径rb推程推程推程角推程角 升距升

8、距h远休远休 远休止角远休止角 s回程回程回程角回程角 近休近休近休止角近休止角 s B 位移曲线凸轮机构基本名词术语凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第24页，讲稿共51张，创作于星期日二、从动件常用运动规律 位移线图 凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第25页，讲稿共51张，创作于星期日1等速运动规律 从动件上升（或下降）的速度为一常数。等速运动规律等速运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律s,t v,ta,th位移线图加速度线图速度线图推程推程 速度曲线不连续，机构将产速度曲线不连续，机构将产生

9、生刚性冲击刚性冲击。等速运动规律适。等速运动规律适用于低速轻载场合。用于低速轻载场合。第26页，讲稿共51张，创作于星期日2等加速等减速运动规律 从动件在行程中先作等加速运动，后作等减速运动。等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律 h 2h 2,ta,ts4h 2 2,tv2h 推程推程后半程后半程前半程前半程 加速度曲线不连续，机构将产生加速度曲线不连续，机构将产生柔柔性冲击性冲击。等加速等减速运动规律适用于中。等加速等减速运动规律适用于中速轻载场合。速轻载场合。第27页，讲稿共51张，创作于星期日等加速等减速运动规律位移曲线

10、画法 凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第28页，讲稿共51张，创作于星期日 余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律,ts,ta,tvvmax 1.57h 推程推程加加速速度度曲曲线线不不连连续续，存存在在柔柔性性冲冲击击。余余弦弦加加速速度度运运动动规规律律适适用用于于中速中载场合。中速中载场合。h amax 4.93h 2 2凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第29页，讲稿共51张，创作于星期日 正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律速速度度曲曲线线和和加加速速度度曲曲线线连连续续，无无刚刚性性冲冲击击和和柔柔性性冲冲击击。正正弦弦加

11、加速速度度运运动动规规律律适适用于高速轻载场合。用于高速轻载场合。s,t,ta,tvh vmax 2h amax 6.28h 2 2推程推程凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第30页，讲稿共51张，创作于星期日345345次多项式运动规律次多项式运动规律推程推程,tsvah 速速度度曲曲线线和和加加速速度度曲曲线线连连续续，无无刚刚性性冲冲击击和和柔柔性性冲冲击击。3-4-5次次运动规律适用于高速中载场合。运动规律适用于高速中载场合。凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第31页，讲稿共51张，创作于星期日组合运动规律组合运动规律组合运动

12、规律组合运动规律 为为了了克克服服单单一一运运动动规规律律的的某某些些缺缺陷陷，获获得得更更好好的的运运动动和和动动力力特特性性，可可以以把把几几种种运运动动规规律律拼拼接接起起来来，构构成成组合运动规律组合运动规律。组合原则组合原则位位移移曲曲线线、速速度度曲曲线线必必须须连连续续，高高速凸轮机构加速度曲线也必须连续。速凸轮机构加速度曲线也必须连续。各各段段运运动动规规律律的的位位移移、速速度度和和加加速速度度曲曲线线在在连连接接点点处处其其值值应应分分别别相等。相等。vs a,t,t,thOOO vs a,t,t,thOOO 正弦加速度曲线与直线组合正弦加速度曲线与直线组合凸轮机构工作过程

13、及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第32页，讲稿共51张，创作于星期日本章小结本章小结 1凸轮机构的类型及其应用特点。2凸轮机构从动件常用运动规律的工作特点。凸轮机构工作过程及从动件运动规律凸轮机构工作过程及从动件运动规律第33页，讲稿共51张，创作于星期日1 满足机器的工作要求3 使凸轮轮廓易于加工从动件运动规律的选择与应用从动件运动规律的选择与应用1 满足机器的工作要求2 使凸轮机构具有良好的动力性能第34页，讲稿共51张，创作于星期日从动件常用运动规律比较从动件常用运动规律比较第35页，讲稿共51张，创作于星期日如图，若给整个机构加一个与凸轮角速度。大小相等方向相反的公共角

14、速度 ，于是，凸轮静止不动，而从动件和导路一方面以角速度 绕 D 点转动，另一方面从动件又以一定的运动规律相对导路往复运动。由于从动件尖底始终与凸轮轮廓接触，所以从动件尖底的运动轨迹即为凸轮的轮廓曲线。根据这一原理便可作出各种类型凸轮机构的凸轮轮廓曲线。反转法用图解法设计凸轮轮廓曲线用图解法设计凸轮轮廓曲线第36页，讲稿共51张，创作于星期日rbOs 1 3 5 7 8 60120909060120 1 2 90A909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 101.对心尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计对心尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计 选选比比例例尺尺 l，作作位位移

15、移曲曲线线和和基基圆圆rb。等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的从动件的位移通道。的从动件的位移通道。3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶顶在在各各等等分通道上的位置。分通道上的位置。设计步骤设计步骤 将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。已知凸轮的基圆半径rb，凸轮角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计第37页，讲稿共51张，创作于星期日w作业：w设计一对心尖顶

16、移动从动件盘形凸轮廓线已知凸轮的基圆半径rb=2h=20mm，凸轮角速度顺时针，从动件的运动规律自拟凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计第38页，讲稿共51张，创作于星期日eA2 2.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计偏置尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，角速度角速度 和从和从动件的运动规律及偏心距动件的运动规律及偏心距e，设计该凸轮，设计该凸轮轮廓曲线。轮廓曲线。选选比比例例尺尺 l，作作位位移移曲曲线、基圆线、基圆rb和偏距圆和偏距圆e。等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各等分点的从动件的位移通道。各

17、等分点的从动件的位移通道。O6 1 2 3 4 5 7 8 14 13 12 11 10 9 s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 1312 14 10 确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶顶在在各等分通道上的位置各等分通道上的位置。将将各各尖尖顶顶点点连连接接成成一一条条光光滑曲线。滑曲线。设计步骤设计步骤k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计第39页，讲稿共51张，创作于星期日rbOA3 3.对心滚子移动从动件盘形凸轮廓线的设计对心滚子移动

18、从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，滚子半径滚子半径rr、凸轮、凸轮角速度角速度 和从和从动件的运动规律，设计该凸轮动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。轮廓曲线。选比例尺选比例尺 l，作位移曲线和基圆作位移曲线和基圆rb。等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的的从从动动件的位移通道。件的位移通道。理论轮廓曲线实际轮廓曲线s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 1060120 1 2 90903 4 5 6 7 8 187654

19、3210 11 9 12 13 14 1413121110915 确确定定反反转转后后从从动动件件滚滚子子中中心心在在各各等等分分位移通道上的位置。位移通道上的位置。将各点连接成一条光滑曲线。将各点连接成一条光滑曲线。作作滚滚子子圆圆族族及及滚滚子子圆圆族族的的内内(外外)包包络线。络线。设计步骤设计步骤凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计第40页，讲稿共51张，创作于星期日rbOA 4 4.对心平底移动从动件盘形凸轮廓线的设计对心平底移动从动件盘形凸轮廓线的设计 已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，角速度角速度 和从动和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。选选比

20、比例例尺尺 l，作作位位移移曲曲线线和和基基圆圆rb。设计步骤设计步骤 等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的的从从动动件件的位置。的位置。s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 1060120 1 2 90903 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 确确定定反反转转后后平平底底与与导导路路中中心心线线的的交点交点A在各等分点占据的位置。在各等分点占据的位置。作作平平底底直直线线族族及及平平底底

21、直直线线族族的的内内包络线。包络线。凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计第41页，讲稿共51张，创作于星期日rbO 1 2 345 6 7 8 6012090 90 5.尖顶摆动从动件盘形凸轮廓线的设计尖顶摆动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，角速度角速度，摆杆长度摆杆长度l以及以及摆杆回转中心与凸轮回转中摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离心的距离L，摆摆杆角位移曲杆角位移曲线，线，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。1 2 3 4 5 6 7 120B 1 1B1B2B3B4B5B6B7B86090 dB 2 2B 3 3B 4 4B 5 5B 6 6B 7 7A1A2

22、A3A4A5A6A7A8 A Bl 选选比比例例尺尺 ，作作位位移移曲线，作基圆曲线，作基圆rb和转轴圆和转轴圆OA。等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的的转转轴轴A的位置。的位置。确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶顶在在各各等分点占据的位置。等分点占据的位置。设计步骤设计步骤 将各尖顶点连接成一条光滑曲线。第42页，讲稿共51张，创作于星期日滚子直动从动件圆柱凸轮轮廓设计滚子直动从动件圆柱凸轮轮廓设计第43页，讲稿共51张，创作于星期日nnO Berb vvP1.压力角 凸轮机构中，从动件运动方向与从动件所受凸轮

23、作用力（不计摩擦）方向之间所夹的锐角称为压力角2.压力角的许用值一、压力角的确定及校核 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定第44页，讲稿共51张，创作于星期日CnnO Bes0sDrb ds d P为相对瞬心为相对瞬心由由 BCP得得vvP 对心移动从动件盘形凸轮机构对心移动从动件盘形凸轮机构e 0。结论结论移动从动件盘形凸轮机构的压力角移动从动件盘形凸轮机构的压力角 与基圆半径与基圆半径rb、从动件从动件偏置方位和偏距偏置方位和偏距e有关。有关。3 压力角的计算及校核凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定第45页，讲稿共51张，创作于星期日1.滚子半径的确定滚子半径的确定 r

24、r a rr 0结论结论对于外凸轮廓，要保证凸轮正常工作，应使对于外凸轮廓，要保证凸轮正常工作，应使 min rr。轮廓失真轮廓失真 a rr rr a rr 0轮廓正常轮廓正常轮廓变尖轮廓变尖内凹轮廓内凹轮廓 a rr rr a rr轮廓正常轮廓正常外凸轮廓外凸轮廓a理论轮廓曲线 实际轮廓曲线 rrrrrr从动件滚子半径及平底宽度的确定从动件滚子半径及平底宽度的确定第46页，讲稿共51张，创作于星期日 2.平底宽度的确定平底宽度的确定 123456788 7 6 5 4 3 2 1 9 10 11 12 13 14 1514131211109 rblmax 作图法确定作图法确定 l 2lma

25、x(5 7)mm从动件滚子半径及平底宽度的确定从动件滚子半径及平底宽度的确定第47页，讲稿共51张，创作于星期日 计算法确定计算法确定 vCds d s0sPv CB OP v (ds dt)d dt)ds d v OP lmax|ds d|max l 2|ds d|max (5 7)mm|ds d|max根据推程和回程分根据推程和回程分别计算，取其最大值。别计算，取其最大值。rbOxyB0B从动件滚子半径及平底宽度的确定从动件滚子半径及平底宽度的确定第48页，讲稿共51张，创作于星期日 3.平底从动件凸轮机构的失真现象平底从动件凸轮机构的失真现象 Orbrb解决措施解决措施增大基圆半径增大基

26、圆半径rb从动件滚子半径及平底宽度的确定从动件滚子半径及平底宽度的确定第49页，讲稿共51张，创作于星期日5.凸轮基圆半径的确定凸轮基圆半径的确定 当要求机构具有紧凑的尺寸时，应当按许用压力角当要求机构具有紧凑的尺寸时，应当按许用压力角 来确定凸轮的基圆半径来确定凸轮的基圆半径rb。步骤步骤 确定凸轮转动轴心的位置确定凸轮转动轴心的位置 确定确定从动件的正确偏置方位以及偏距从动件的正确偏置方位以及偏距e 将将 代入前式代入前式 确确定定s s()，求求出出ds d，代代入入上上式式求求出出一一系系列列rb值值，选选取取其其中中的的最最大大值值作作为为凸轮的基圆半径凸轮的基圆半径 限制基圆半径的条件限制基圆半径的条件 凸轮的基圆半径凸轮的基圆半径rbrb应大于凸轮轴的半径应大于凸轮轴的半径rS rS；最大压力角最大压力角 maxmax 许用压力角许用压力角 ；凸轮轮廓曲线的最小曲率半径凸轮轮廓曲线的最小曲率半径 minmin rrrr。从动件滚子半径及平底宽度的确定从动件滚子半径及平底宽度的确定第50页，讲稿共51张，创作于星期日感感谢谢大大家家观观看看第51页，讲稿共51张，创作于星期日