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 h 0 s 0 s 等加速等减速运动规律 0 s 0 s h 余弦加速度（简谐）运动规律 0 s 0 s h 正弦加速度（摆线）运动规律 0 s 0 s h 3-4-5多项式运动规律 0 s 0 s 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。 maxvmaxa maxv maxa maxmv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。 maxv maxa 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 ra r 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： a rr 理论轮廓 工作轮廓 滚子 2. 凸轮理论轮廓的外凸部分 ra r 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： a rr 0a rr rr 0 a 0a r r 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 21 槽轮转过 22 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 。 1 2 t t 拨盘转过一周的时间为： 1 1 2 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： 1 1 2 2 t k 次拨动槽轮的运动时间为： 1 1 2 2 kt 2 2 1 1 2 k t t ,22 21 z 22 2 z 槽轮径向槽数 2 ) 2 ( z k z zk 2 2 要使槽轮运动，其运动时间 t20即 ： 0 2z 1 22 z zk 3z 时 6k （ k=1 5)， 4z 时 4k （ k=1 3)， 5z 时 3 10k （ 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