湖南理工学院：《机械原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 凸轮机构及其设计

第九章凸轮机构及其设计 §9—1凸轮机构的应用和分类 §9-2推杆的运动规律 §9-3凸轮轮廓曲线的设计 §9-4凸轮机构基本尺寸的确定 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 第九章 凸轮机构及其设计 §9－1 凸轮机构的应用和分类 §9－2 推杆的运动规律 §9－3 凸轮轮廓曲线的设计 §9－4 凸轮机构基本尺寸的确定

§9-1凸轮机构的应用和分类 结构:三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。 作用:将连续回转=>从动件直线移动或摆动。 优点:可精确实现任意运动规律,简单紧凑。实例 缺点:高副,线接触,易磨损,传力不大。 应用:内燃机、牙膏生产等自动线、补 鞋机、配钥匙机等。 分类:1)按凸轮形状分:盘形、移动 圆柱凸轮(端面)。 2)按推杆形状分:尖顶、滚子、 特点:平底从动件 ○ 尖顶一一构造简单、易磨损、用于仪表机构; 滚子一一磨损小,应用广 平底—一受力好、润滑好,用于高速传动。 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 §9－1 凸轮机构的应用和分类 结构：三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。 作用：将连续回转 => 从动件直线移动或摆动。 优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。 缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。 应用：内燃机 、牙膏生产等自动线、补 鞋机、配钥匙机等。 分类：1)按凸轮形状分：盘形、 移动、 圆柱凸轮 ( 端面 ) 。 2)按推杆形状分：尖顶、 滚子、 平底从动件。 特点： 尖顶－－构造简单、易磨损、用于仪表机构； 滚子――磨损小，应用广； 平底――受力好、润滑好，用于高速传动。 实例

3)按推杆运动分:直动对心、偏置)、摆动 4)按保持接触方式分: 力封闭(重力、弹簧等) 几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮) 刀架 于V7777 内燃机气门机构 机床进给机构 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 1 2 刀架 o 3).按推杆运动分：直动(对心、偏置)、 摆动 4).按保持接触方式分： 力封闭（重力、弹簧等） 内燃机气门机构 机床进给机构 几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮)

凹槽凸轮等径凸轮 等宽凸轮 W r I1+r2=const( 主回凸轮 优点:只需要设计适当的轮廓曲线,从动件便可获得 任意的运动规律,且结构简单、紧凑、设计方便。 缺点:线接触,容易磨损 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 r1 r2 r1+r2 =const W 凹 槽 凸 轮 主 回 凸 轮 等 宽 凸 轮 等 径 凸 轮 优点：只需要设计适当的轮廓曲线，从动件便可获得 任意的运动规律，且结构简单、紧凑、设计方便。 缺点：线接触，容易磨损

应用实例 N 线 绕线机构 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 绕线机构 3 作者：潘存云教授 1 2 A 线 应用实例：

卷带轮 5 2 3 放音键 摩擦轮 录音机卷带机构皮带轮 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 3 皮带轮 5 卷带轮 录音机卷带机构 1 放音键 摩擦轮 4 1 3 2 4 5 放音键 卷带轮 皮带轮 摩擦轮 录音机卷带机构

3 送料机构 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 1 3 2 送料机构

s9-2推杆的运动规律 凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式; 2)推杆运动规律 3)合理确定结构尺寸; 4)设计轮廓曲线。 而根据工作要求选定推杆运动规律,是设计凸轮轮廓曲线的前提 B 推杆的常用运动规律 名词术语: 基圆、基圆半径、推程、(。 推程运动角、远休止角 B 回程、回程运动角 近休止角、行程 o一个循环 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 δ’0 δ’0 o t δ s §9－2 推杆的运动规律 凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式; 名词术语： 一、推杆的常用运动规律 基圆、 推程运动角、 基圆半径、推程、 远休止角、 回程、回程运动角、 近休止角、 行程。一个循环 r0 h ω A 而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。 2)推杆运动规律; 3)合理确定结构尺寸; 4)设计轮廓曲线。 δ01 δ01 δ δ02 D 02 B C B’ δ0 δ0

运动规律:推杆在推程或回程时,其位移S、速度V 和加速度a随时间t的变化规律 s=s(t) V=v(t) a=a(t) s位移曲线 B 形式:多项式、三角函数。 B 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 作者：潘存云教授 δ’0 δ’0 o t δ s r0 h ω A δ01 δ01 δ δ02 D 02 B C B’ δ0 δ0 运动规律：推杆在推程或回程时，其位移S、速度V、 和加速度a 随时间t 的变化规律。 形式：多项式、三角函数。 S=S(t) V=V(t) a=a(t) 位移曲线

多项式运动规律 般表达式:s=C+C16+C22+.+Cn6n(1) 求一阶导数得速度方程: v= ds/t =C,6+20, 8+.+nC.o 8nI 求二阶导数得加速度方程: a=dht=2C22+6C3o26….+n(m-1)Cn28n2 其中:6一凸轮转角,d6t=a一凸轮角速度, C-待定系数。 边界条件 凸轮转过推程运动角60-从动件上升h 凸轮转过回程运动角60—从动件下降h 湖南理工学院专用 作者:潘存云教授

湖南理工学院专用 作者： 潘存云教授 边界条件： 凸轮转过推程运动角δ0－从动件上升h 一、多项式运动规律 一般表达式：s=C0+ C1δ+ C2δ2+…+Cn δn (1) 求一阶导数得速度方程： v = ds/dt 求二阶导数得加速度方程： a =dv/dt =2 C2ω2+ 6C3ω2δ…+n(n-1)Cn ω2δn-2 其中：δ－凸轮转角，dδ/dt=ω－凸轮角速度, Ci－待定系数。 = C1ω+ 2C2ωδ+…+nCn ωδn-1 凸轮转过回程运动角δ’ 0－从动件下降h