凸轮机构类型及应用

2）只适用于低速轻载的场合。
2. 等加速-等减速运动规律 s
推程的前h/2为等加速, 后半h/2为等减速运动。 ◆ 推程运动方程
v
4
h2
h2
,t
2h
◆位移线图的绘制
,t a 4h2 2
,t
◆ 等加速等减速运动规律运动特性
1）柔性冲击—从动件在某瞬时加速度发生 有限值的突变所引起的冲击。
2）适用于中速轻载的场合。
0.010.1 0.2 0.30.40.50.60.81.0 2.0 3.0 6.0
10 200 300 5 350 0.01
hrob 正弦加速度运动
0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0
通常用s-δ、υ-δ、a-δ曲线来表示。
常用的从动件运动规律有: 等速运动规律、等 加速-等减速运动规律、余弦加速度运动规律等。
1. 等速运动规律
位移线图
◆ 推程运动方程：
s h
v h
a0
速度线图 加速度线图
◆位移线图的绘制
s
h
,t
v
a
,t
,t
◆ 等速运动规律运动特性 1）刚性冲击—从动件在某瞬时速度突变， 其加速度及惯性力在理论上均趋于无穷大。
15
25 20
30 35 40 50
凸轮转角
60 70 8090 100
25 30 35 40 20
50 607080
15
凸轮转角
90 100
10
5
hro 等速运动
0.010.1 0.2 0.30.40.50.60.81.0 2.0 3.0 6.0
10 200 300 5 350 0.01
hro 正弦加速度运动
3、简谐运动规律
s
加速度按余弦曲线变化 —正弦加速度运动规律。
全行程中无速度和加速 度的突变，因此不产生冲 击——适用于高速场合。
h
,t
v vmax1.57h
,t
a
amax4.93h2Φ 2
,t
三、凸轮机构压力角
压力角：从动件接触点的受力方 向与从动件上该点速度方向的夹
角，用α表示。
将从动件受力Ｆ正交分解为：
(2) 滚子从动件
优点：滚动摩擦，摩擦阻力小， 不易磨损，承载能力大。 缺点：但滚子轴有间隙，不宜 高速场合。
(3) 平底从动件
优点：凸轮与从动件间的作用力 始终垂直于从动件的平底 ，因此传 动平稳；接触面间容易形成油膜 ， 润滑较好，效率高。
缺点：但运动规律受到一定的限制。 F
常用于高速重载的场合。
0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0
200 300 350
5 0.01 0.1 0.2 0.3 0.40.6 1.0 2.0 5.0
10
hrb 等加速等减速运动
85 5 0.01 80 10
0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0
hrb 余弦加速度运动
ห้องสมุดไป่ตู้
85 80
15 20
限制基圆半径的主要条件：
✓结构紧凑； ✓凸轮的基圆半径rb应大于凸轮轴的半径rS ； ✓最大压力角max许用压力角[]
基圆半径ro↓：压力角α↑ 1、根据凸轮轴的半径来确定→检查压力角
凸轮-轴一体：r0 略大于轴的半径 rs
凸轮-轴分体：r0 = (1.6～2) rs
2、工程上常常借助于诺模图来确定凸轮的 最小基圆半径。
■沟槽凸轮
常用的从动件运动规律
一、 凸轮机构的运动过程 图示为一对心直动尖顶从动
件盘形凸轮机构，凸轮以等角
速度ω1顺时针转动。
以凸轮轮廓最小向径 ro 为半
径所作的圆称凸轮基圆。 r0 ——基圆半径。
■ 凸轮机构的运动过程
二、常用从动件的运动规律 从动件的运动规律：是指推杆在运动过程中， 其位移、速度和加速度随时间（或凸轮转角δ） 的变化规律。
有效分力 Ft=F.cosα 有害分力 Fn=F.sinα
压力角α↓：凸轮机构传力性能愈好。 设计凸轮机构时, 应使最大压力角αmax≤［α］。 式中［α］——许用压力角：
推程时，移动从动件 ［α］=30°～40°, 摆动从动件 ［α］=45°～50°；
回程时，通常取 ［α］=70°～80°。
四、基圆半径的确定
凸轮机构类型及应用
凸轮机构
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，在运 动时可使从动件获得连续或间歇的任意运动规律。
凸轮机构广泛用于传递动力不大的各种机器和 机构中。
凸轮机构概述
一、凸轮机构的应用
■ 内燃机配气机构
盘形凸轮1匀速转动,通 过其曲线轮廓向径的变化, 驱动从动件2 按内燃机工 作循环的要求有规律地开 启和闭合。
➢ 凸轮机构可使从动件实现预期的运动规律。 从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状。
➢ 凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适 用于传递动力不大的场合。
因此，凸轮机构广泛用于各动化、半自动化 械中。
二、凸轮机构的分类 1. 按凸轮形状分类 (1) 盘形凸轮： 它是一种有向径变化的绕 固定轴转动的盘形零件。
(2) 移动凸轮： 凸轮相对 机架作直线运动。
(3) 圆柱凸轮： 带槽的圆 柱体所形成的凸轮,是一种空 间凸轮。
2. 按从动件形状分类
(1) 尖底从动件 优点：尖顶从动件能与任意复杂的 凸轮轮廓保持接触，因而能使从动 件实现任意的运动规律。 缺点：结构简单, 但磨损快，多用 于受力不大的低速凸轮机构中。
■ 靠模车削机构
工件1回转，凸轮3作为 靠模被固定在床身上, 刀 架2 在弹簧作用下与凸轮 轮廓紧密接触。
当拖板4纵向移动时,刀 架2 在靠模板(凸轮)曲线 轮廓的推动下作横向移动， 从而切削出与靠模板曲线 一致的工件。
■自动送料机构 2
1 3
➢ 凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个 基本构件组成的高副机构。
最大压力角max
75 70
25
30
35 40
45
50
55
65 60
15 20
最大压力角max
75 70
25
30 35
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50
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65 60
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30 35 40 50
凸轮转角
60 70 8090 100
25 30 35 40 20
50 607080
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凸轮转角
90 100
10
5
hro 等速运动
3、按从动件运动形式 （1）直动凸轮机构 （2）摆动凸轮机构
4. 按凸轮与从动件的基础方法分类 (1) 力锁合凸轮机构 靠重力、 弹簧力或其他外力使从动件与凸轮 始终保持接触的凸轮机构。（如内燃机配气机构）
(2) 形锁合凸轮机构 利用本身的几何形状,使从动件与凸轮始终 保持接触的凸轮机构。（如圆柱凸轮机构利用 滚子与凸轮凹槽两侧面的配合来保持接触。）