最新凸轮机构(机械原理)讲课教案

3）凸轮机构曲线轮廓的设计
4）绘rb制凸e轮机构工作图 rb
§3-2从动件常用运动规律
一、基本运动规律 二、组合运动规律简介 三、从动件运动规律设计
运动循环的类型
S ()
S ()
ΦΦ S Φ'
2π
Φ' S
升-停-回-停型 (RDRD)
S ()
Φ Φ'
2π
Φ' S
升-回-停型 (RRD)
S ()
Φ
j=3(6c3 + 24c4 + ……+n(n-1)(n-2)cnn-3)
式中，为凸轮的转角（rad）； c0，c1，c2，… ， 为n+1个待定系数。
1、n=1的运动规律 等速运动规律
s = c0+c1
v= c1 a=0
=0，s=0; =，s=h
S h
vh a0
s
h
0
v
0
a
刚性冲击
0
a=0
2、形锁合的凸轮机构 1）沟槽凸轮机构 2）等宽凸轮机构 3）等径凸轮机构 4）主回凸轮机构
四）、根据从动件的运动形式分
移
动 从 动
（ 对 心
件、
凸偏
轮置 机）
构
摆动从动件凸轮机构
三、凸轮机构的工作原理
B’
基圆
A O e
D
S0 S h
S 远休止角
BC
近休止角
(,S)
O
Dh
(A) S ’
’ S
• 应有利于减小从动件工作行程时的最大压 力角。
凸轮机构(机械原理)
§3-1凸轮机构的应用及分类
一、凸轮机构的应用
1、凸轮机构：凸轮 是一个具有曲线 轮廓的构件。含 有凸轮的机构称 为凸轮机构。它 由凸轮、从动件 和机架组成。
2、凸轮机构的应用 内燃机配气凸轮机构
多缸内燃机-配气机构
进刀凸轮机构
冲压机
凸轮机构的优缺点
• 优点:
– 只需确定适当的凸轮轮廓曲线， – 即可实现从动件复杂的运动规律； – 结构简单，运动可靠。
2
j
a
2h 2
2 2
cos(
)
0
Hale Waihona Puke （三）正弦加速度规律s
a
c1
sin(t)
c1
sin(2
)
v
adt
c1
cos(2 2
)
c2
0
v s
vdt
c1
2
4 22
sin(2
)
c2
c3
0,s 0
0
, s h
a
s
h
1 2
sin(
2
)
0
v
h
1 cos(
2
)
j
a
2h 2 2
适用范围
等速
1.0
等加速等减速 2.0
4.00
余弦加速度 1.57
4.93
正弦加速度 2.00
6.28
刚性 柔性 柔性 无
低速轻载 中速轻载 中速中载 高速轻载
§3–3 盘形凸轮机构基本尺寸的确定
一、移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸 二、摆动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸
一、移动从动件盘形凸轮机构的基本尺
2h 2
(
4h 2
(
)2 0
j
)
a
4h 2
2
等加速等减速运动规律
0
（二）余弦加速度规律
a
c1
cost
c1
cos( )
s
v
adt
c1
sin(
)
c2
0
s
vdt
c1
2
22
cos( )
c2
c3
0,s 0,v 0
v
,s h
0 柔性冲击
s
h 2
1
cos(
)
a 0
v h sin( )
角位移， 摆幅max，
杆长l， 中心距a
四、凸轮机构的设计任务
1）从动件运动规律的设计
2）凸轮机构基本尺S寸(的) 设计
移摆摆滚平动动动子底O从从中从从1 动 动 心 动 动(件 件 的 件 件m： ： 距 ： ：ahx基 基 离 除 除) 圆圆上上aΦ 及半半述述摆径径外外Φ杆，，rrSbb的，，Φ还平长'凸偏有底O度轮心滚长1Φl;转距子度'S 2动e半Lπ;。中径心rr。到a 从动件O2
Φ S
Φ'
升-停-回型
(RDR)
2π
Φ
Φ'
升-回型 (RR)
2π
从动件运动规律的数学方程式
位移 Sf()
速度
vdSdSddS dt ddt d
类速度
加速度 ad dvtd dvddt2d d 2S2 类加速度
跃动度 jd datd daddt3d d 3S3 类跃动度
一、基本运动规律
（一） 多项式运动规律 s=c0 + c1 + c22 + c33 + ……+ cnn v=( c1 + 2c2 + 3c32 + ……+ncnn-1) a=2(2c2 + 6c3 +12c42 + ……+n(n-1)cnn-2)
寸的设计
n
压力角
2
t v2
t
nt
A
1OPv2,即OPv21 tanCPOPOC
CA S0S
S0 S
1
1
t1
O
3C
rA
rb
P1Oe3(CP1P3) e
P nn
P2P3 23
瞬心
tan (v2/1)e
rb2 e2 S
tanvr2 b/s11(rvb2s)
移动从动件盘形凸轮机构的基本尺寸
1、偏距e的大小和偏置方位的选择原则
AB
O
C F D E
改进型等速运动规律
梯形加速度运动规律
三、从动件运动规律设计：
1、从动件的最大速度vmax要尽量小； 2、从动件的最大加速度amax要尽量小； 3、从动件的最大跃动度jmax要尽量小。
从动件常用基本运动规律特性
运动规律
Vmax
amax
(h /) (h 2/2)
冲击特 性
B
2π
推程运动角 回程运动角 C
回程角Φ’
现象: 只要偏心距e不为0,
即使AB与CD形状相同, 回 程速度比推程速度快。
B
A
C
问1：如果从动件偏向O
点左侧, 回程速度和推程速
度哪个快？
问2：是否合理？
回程角Φ’ DD’ O
摆动从动件凸轮机构
基圆
B1
A O1 rb
D
l
max
0
a
B
C
O2
摆杆初始位置角0
sin(
2
)
0
二、组合运动规律简介
运动规律组合应遵循的原则： 1、对于中、低速运动的 凸轮机构，要 求从动件的 位移曲线在衔接处相切， 以保证速度曲线的连续。 2、对于中、高速运动的凸轮机构，则 还要求从动件的 速度曲线在衔接处相 切，以保证加速度曲线的连续。
s
a
h
0 v
0
a
0
a=0
O
a
• 缺点：
– 从动件与凸轮接触应力大,易磨损
• 用途：
– 载荷较小的运动控制
二、凸轮机构的分类
一）按凸轮的形状分
1、盘形凸轮 2、移动凸轮
3、圆柱凸轮
4、圆锥凸轮
二）按从动件上高副元素的几何形状分
1、尖顶从动件 2、滚子从动件 3、平底从动件
三）、按凸轮与从动件的锁合方式分
1、力锁合的凸轮机构
2、 n=2的运动规律
s
s c0 c1 c2 2
amax -amax vmax h
v c1 2c2
a 2 2c2
v0
0,s增0,v加0 多项式2,s的h 2 幂次，可获得性
2,sh 2 能良,s好h,v的0 运动0 规律
柔性冲击a
柔性冲击
s
2
h
2
2
v
4h 2
a
4h 2
2
s v
h