机械设计基础第四章凸轮机构及其他常用机构

第四章凸轮机构特点:运动精度高;结构紧凑;能实现复杂运动组成:机架、凸轮、从动件§4—1凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构的应用广泛二、凸轮机构的分类凸轮机构分类1、按两活动构件之间相对运动特性分类2、按从动件运动副元素形状分类3、按凸轮高副的锁合方式分类平面凸轮机构空间凸轮机构盘形凸轮移动凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件力锁合形锁合1、按两活动构件之间的相对运动特性分类（1）平面凸轮机构1）盘形凸轮2）移动凸轮（2）空间凸轮机构2、按从动件运动副元素形状分类（1）直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件（2）直动滚子从动件（3）直动平底从动件根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为直动从动件，摆动从动件，平面复杂运动从动件。摆动滚子从动件摆动尖顶从动件凸轮机构的优缺点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。优点：缺点：§4—2从动件常用的运动规律及其选择一、等速运动规律(刚性冲击,低速轻载)二、等加速等减速运动规律(柔性冲击)三、简谐运动规律(柔性冲击次数少)四、正弦加速度运动规律(无刚性和柔性冲击)凸轮基圆半径从动件推程从动件回程推程运动角回程运动角从动件远(近)休远（近）休止角一、凸轮机构的运动循环及基本名词术语二、从动件运动规律等速运动规律h0ΦsΦ0ΦsΦ等加速等减速运动规律0ΦsΦ0ΦsΦh余弦加速度（简谐）运动规律0ΦsΦ0ΦsΦh正弦加速度（摆线）运动规律0ΦsΦ0ΦsΦh3-4-5多项式运动规律0ΦsΦ0ΦsΦh三、从动件运动规律的选择在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值、加速度幅值及其影响加以分析和比较。maxvmaxamaxvmaxamaxmv从动件动量maxma从动件惯性力对于重载凸轮机构，应选择值较小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择值较小的运动规律。maxvmaxa§4—3图解法设计凸轮轮廓1对心尖顶直动从动件的盘形凸轮2对心滚子直动从动件的盘形凸轮3对心偏置尖顶从动件的盘形凸轮4对心偏置滚子从动件的盘形凸轮5平底直动从动件的盘形凸轮§4—4设计凸轮机构应注意的问题一、滚子半径的选取1内凹轮廓曲线2外凸轮廓曲线二、凸轮机构压力角三、基圆半径的取值对凸轮机构的影响一、滚子半径的选择rar1.凸轮理论轮廓的内凹部分工作轮廓曲率半径、理论轮廓曲率半径与滚子半径三者之间的关系为：aρρrr理论轮廓工作轮廓滚子2.凸轮理论轮廓的外凸部分rar工作轮廓曲率半径理论轮廓曲率半径与滚子半径三者之间关系为：aρρrr0arrrr0a0arr§4—5常用的间歇运动机构一、棘轮机构1组成:棘轮;棘爪;机架;制动棘爪2分类:---单向棘轮---双向棘轮---摩擦式棘轮二、槽轮机构的组成及其工作原理主动拨盘从动槽轮锁止弧锁止弧径向槽圆柱销主动拨盘转动圆柱销进入径向槽锁止弧松开从动槽轮转动拨盘转过角21槽轮转过22圆柱销脱出径向槽槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住拨盘转动、槽轮静止二、槽轮机构1工作原理组成:槽轮;拨盘;机架2槽轮机构的主要参数----径向槽数----拨盘的圆柱销数----运动特性系数1、槽轮机构的运动系数拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘的运动时间t1的比值为槽轮机构的运动特性系数。12tt拨盘转过一周的时间为：112t若拨盘上有k个圆柱销，则拨盘每转一周，k次拨动槽轮。每次拨动槽轮的运动时间为：11'22tk次拨动槽轮的运动时间为：1122kt22112ktt,2221z222z——槽轮径向槽数2)2(zkzzk22要使槽轮运动，其运动时间t20即：02z122zzk3z时6k（k=1～5)，4z时4k（k=1～3)，5z时310k（k=1～3)。三、不完全齿轮机构四、凸轮式间歇运动机构结构简单;传动平稳;运转可靠重点内容图解法绘制凸轮轮廓曲线设计凸轮轮廓注意事项槽轮机构