哈工大第四章平凸轮机构.ppt

第4章凸轮机构 欢迎提出问题！ * * 4.1 凸轮机构的应用和类型 4.1.1凸轮机构应用 1、凸轮机构的组成 （1）凸轮（原动件） （2）推杆（又常称从动件） （3）机架 凸轮 推杆 从动件的运动规律由凸轮的轮廓决定。 2、凸轮机构的应用 视频文件：YSJ.AVI 盘形凸轮机构 在印刷机中的应用 等经凸轮机构 在机械加工中的应用 视频文件：T_D.AVI 利用分度凸轮 机构实现转位 圆柱凸轮机构 在机械加工中的应用 视频文件：T_H2.AVI 视频文件：T_Y.AVI 靠模凸轮机构 送料机构 3、凸轮机构的优缺点 优点：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。 缺点：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。 4.1.2 凸轮机构的类型 1、按凸轮几何形状分 （1）盘形凸轮 （2）移动凸轮 （3）圆柱凸轮 盘形凸轮 移动凸轮 圆 柱 凸 轮 视频文件：Y_Z.AVI 2、按推杆端部的形状分 （1）尖顶推杆 （2）滚子推杆 （3）平底推杆 尖顶推杆 滚子推杆 平底推杆 视频文件：J_D.AVI 视频文件：G_Z.AVI 视频文件：P_D.AVI 3、按照推杆的运动形式分 （1）直动推杆 （2）摆动推杆 尖顶盘形摆动凸轮 滚子盘形摆动凸轮 平底盘形摆动凸轮 视频文件：BDTL1.AVI 视频文件：BDTL2.AVI 视频文件：BDTL3.AVI 4、按照凸轮与推杆维持高副接触 的封闭方式分 （1）力封闭 （2）型封闭 力 封 闭 凸 轮 机 构 形 封 闭 凸 轮 机 构 4.2 推杆的运动规律 4.2.1 凸轮机构的运动循环及基本名词术语 1、基圆。r0—基圆半径 2、推程。最大距离称为行程或升程h 3、推程运动角。φ0表示 4、远休止角。φs表示 5、回程 6、回程运动角。Φ’0表示 7、近休止角。Φ’s表示 从动件的运动规律：是指从动件的位移、速度和加速度随时间t的变化规律。由于时间和凸轮转角成正比。因此，通常用凸轮转角表示从动件的s、v、a的变化规律。 凸轮机构的一个运动循环 4.2. 2 几种常用的推杆运动规律 1、等速运动规律 等速运动规律 加速度有无限变化—刚性冲击 2、等加速等减速运动规律 等加速等减速运动规律 加速度有有限变化—柔性冲击 3、余弦加速度运动（简谐运动）规律 余弦加速度运动规律 加速度有有限变化—柔性冲击 4、正弦加速度运动（摆线运动）规律 正弦加速度运动规律 无冲击 5、组合运动规律 改进型等速运动规律 各种运动规律总结 4.3 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮轮廓曲线的设计方法有：（1）图解法；（2）解析法。 4.3. 1 凸轮轮廓设计方法的基本原理 ——反转法 反转法原理 4.3. 2 作图法设计凸轮轮廓曲线 凸轮轮廓曲线设计步骤： （1）取长度比例，绘出凸轮基园； （2）作反转运动，作等分点射线； （3）计算推杆的预期位移s(φ)； （4）作复合运动，在射线上按预期位移s(φ)描点； （5）将各点连接成光滑曲线。 对心 直动 尖顶 盘形 凸轮 廓线 滚子推杆盘形凸轮廓线 平顶推杆盘形凸轮廓线 偏置尖顶推杆盘形凸轮廓线 4.3. 3 解析法（略） 4.4 凸轮机构的压力角和基本尺寸 4.4. 1凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角 凸轮机构的受力分析 压力角? 是从动件与凸轮轮廓接触点B处所受正压力的方向（即凸轮轮廓在该点法线n-n的方向）与从动件上点B的速度方向之间所夹的锐角。 在工程实际中，为保证机械效率，改善受力情况，通常规定凸轮机构的最大压力角 应小于或等于某一许用压力角。即： 根据实践经验，推荐的许用压力角取值为: 推程： 直动从动件取 ～ ； 摆动从动件取 ～ ； 回程： 直动和摆动从动件荐取 ～ 。 4.4. 2 凸轮机构基本尺寸的确定 —凸轮的基园半径； —推杆对应凸轮转角的位移量； —偏心距。 4.4. 3 滚子半径的选择 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： 滚子半径与实际廓线的关系 4.6 凸轮机构的强度计算及结构设计 4.6. 1 凸轮和滚子材料的选择 氮化，60HRC 38CrMoAlA、35CrAlA 渗碳淬火，56-62HRC 15、20Cr、20CrMnTi 表面淬火，40-50HRC， 高频淬火，52-58HRC 45、40Cr 速度较高、 载荷较大的 重要场合