机械原理_凸轮

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1、（推杆）（推杆）组成组成凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计从动件从动件( (推杆推杆) ) 往复移动或摆动往复移动或摆动 凸轮凸轮具有曲线轮廓或凹槽的构件，运动时，通过高具有曲线轮廓或凹槽的构件，运动时，通过高副接触使从动件能够副接触使从动件能够地获得各种预期的运动地获得各种预期的运动规律。规律。凸轮轮廓形状取决于从动件的运动规律。凸轮轮廓形状取决于从动件的运动规律。凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计组成组成1 1 适当的设计凸轮廓线，从动件可实现任意适当的设计凸轮廓线，从动件可实现任意复杂的运动规律；复杂的运动规律；2 2 结构简单、紧凑、设计方便，构件数少；结构简单、紧凑、设计方便，构件数少；

2、3 3 点、线接触的高副机构，易于磨损，多用点、线接触的高副机构，易于磨损，多用于传力不大的场合；于传力不大的场合；4 4 凸轮轮廓加工较困难；凸轮轮廓加工较困难；5 5 从动件的行程不宜过大，否则凸轮笨重。从动件的行程不宜过大，否则凸轮笨重。凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的特点凸轮机构的特点凸轮机构的应用凸轮机构的应用凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计圆柱凸轮输送机圆柱凸轮输送机凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的应用凸轮机构的应用凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的应用凸轮机构的应用此外还有此外还有配钥匙机配钥匙机等等凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的应用凸轮机

3、构的应用凸轮机构的分类凸轮机构的分类凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计对心和偏置对心和偏置凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的分类凸轮机构的分类按凸轮与推杆维持按凸轮与推杆维持高副接触的方法分高副接触的方法分凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的分类凸轮机构的分类等径凸轮等径凸轮等宽凸轮等宽凸轮dddBB凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构的分类凸轮机构的分类推杆的运动规律推杆的运动规律凸轮的轮廓曲线形状，完全取决于从动件的运动规律。凸轮的轮廓曲线形状，完全取决于从动件的运动规律。机构中各参数名称机构中各参数名称凸轮机构设计的基本任务：凸轮机构设计的基本任务： 根据工作要求选定合适

4、的根据工作要求选定合适的 凸轮机构的型式凸轮机构的型式 推杆的运动规律推杆的运动规律 有关的基本结构尺寸有关的基本结构尺寸 设计凸轮轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构0200010 (推程运动角推程运动角)0 (回程运动角回程运动角)01 (远休止角远休止角)02sF行程行程 h02 (近休止角近休止角)r0 基圆半径基圆半径=t机构中各参数名称机构中各参数名称偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动尖顶推杆盘

5、形凸轮机构0 00 0偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构0200010 (推程运动角推程运动角)0 (回程运动角回程运动角)01 (远休止角远休止角)020 0F行程行程 h02 (近休止角近休止角)r0 基圆半径基圆半径=t机构中各参数名称机构中各参数名称偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构Es0 0多项式多项式运动规律运动规律三角函数三角函数运动规律运动规律推杆的常用运动规律分为两大类：推杆的常用运动规律分为两大类：组合运动规律组合运动规律凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计推杆的运动规律推杆的运动规律多项式运动规律多项式运动规律 (高次多项式型高次多

6、项式型)nnCCCCCS 332210个个边边界界条条件件求求出出。由由个个待待定定系系数数，为为、其其中中11210 nnCCCCn。差差敏敏感感度度增增加加，常常用用则则凸凸轮轮的的加加工工误误越越大大但但可可任任意意取取。动动规规律律，即即运运实实现现任任意意给给定定的的从从动动件件理理论论上上可可用用多多项项式式方方程程律律不不同同，则则不不同同，相相应应的的运运动动规规边边界界条条件件不不同同，75, nnnCidtdddadtddtddds 1342321432 nnnCCCCC 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计推杆的运动规律推杆的运动规律223252242322)1(201262

7、 nnCnnCCCCa 多项式运动规律多项式运动规律 (高次多项式型高次多项式型)nnCCCCCS 332210dtdddadtddtddds 1342321432 nnnCCCCC 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计推杆的运动规律推杆的运动规律223252242322)1(201262 nnCnnCCCCa 000lim0 tdtdat 000lim0 tdtdatn = 1 时时 haS 多项式运动规律多项式运动规律 (高次多项式型高次多项式型)凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计推杆的运动规律推杆的运动规律由凸轮在某位置时从动件的位移由凸轮在某位置时从动件的位移S 速度速度 加速度加速度a 加

8、速度的变化率加速度的变化率 j (跃度跃度) 加速与减速区间比加速与减速区间比 最大正、负加速度最大正、负加速度a 之比之比 等条件确定等条件确定nCCCC210、对从动件运动要求越多，则边界条件越多，则对从动件运动要求越多，则边界条件越多，则n 越大越大余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律(简谐运动简谐运动)加速度方程为加速度方程为12个个周期的余弦曲线周期的余弦曲线 质点在圆周上作匀速运动时，在圆直径上的投影所质点在圆周上作匀速运动时，在圆直径上的投影所 构成的运动为简谐运动构成的运动为简谐运动 。 三角函数运动规律三角函数运动规律正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律(摆线运动摆线运动)加

9、速度方程为整个周加速度方程为整个周期的正弦曲线期的正弦曲线 当滚圆沿纵坐标轴作匀速滚动时，圆周上一点的轨迹当滚圆沿纵坐标轴作匀速滚动时，圆周上一点的轨迹为一摆线。此时该点在纵坐标轴上的投影随时间变化为一摆线。此时该点在纵坐标轴上的投影随时间变化的规律称摆线运动。的规律称摆线运动。凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计推杆的运动规律推杆的运动规律组合运动规律组合运动规律等加等加等减等减等速等速组合组合可将前面五种基本运可将前面五种基本运动规律组合应用动规律组合应用,以获以获得更好的运动特性和得更好的运动特性和动力特性动力特性刚性冲击刚性冲击变变柔性冲击柔性冲击凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计推杆的运动

10、规律推杆的运动规律推杆运动规律的选择推杆运动规律的选择高速重载凸轮要选高速重载凸轮要选V Vmax和和amax比较小的理由：比较小的理由：amax动量动量mvmv,若机构突然被卡住，则冲击力将很大若机构突然被卡住，则冲击力将很大（F=mvF=mv/t/t）。）。惯性力惯性力F=-mF=-ma对强度和耐磨性要求对强度和耐磨性要求。对高速凸轮，希望对高速凸轮，希望amax 愈小愈好。愈小愈好。V Vmax, F, Fn n凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮轮廓曲线的凸轮轮廓曲线的设计设计 凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮轮廓曲线的凸轮轮廓曲