凸輪機構及其他常用機構

第四章 凸輪機構 特點 : 運動精度高 ;結構緊湊 ;能實現復雜運動 組成 : 機架、凸輪、從動件 4 1 凸輪機構的應用和分類 一、凸輪機構的應用 廣泛 二、凸輪機構的分類 凸 輪 機 構 分 類 1、按兩活動構件之間 相對運動特性分類 2、按從動件運動副 元素形狀分類 3、按凸輪高副的鎖 合方式分類 平面凸輪機構 空間凸輪機構 盤形凸輪 移動凸輪 尖頂從動件 滾子從動件 平底從動件 力鎖合 形鎖合 1、按兩活動構件之間的相對運動特性分類 （ 1）平面凸輪機構 1）盤形凸輪 2）移動凸輪 （ 2）空間凸輪機構 2、按從動件運動副元素形狀分類 （ 1） 直動尖頂從動件 對心直動尖頂從動件 偏置直動尖頂從動件 （ 2）直動滾子從動件 （ 3）直動平底從動件 根據運動形式的不同，以上三種從動件還可分為直動從 動件，擺動從動件，平面復雜運動從動件。 擺動滾子從動件 擺動尖頂從動件 凸輪機構的優(yōu)缺點： 只要設計出適當的凸輪輪廓，即可使從動件實現 預期的運動規(guī)律；結構簡單、緊湊、工作可靠。 凸輪為高副接觸（點或線），壓強較大，容易磨 損，凸輪輪廓加工比較困難，費用較高。 優(yōu)點 ： 缺點： 4 2 從動件常用的運動規(guī)律及其選擇 一、等速運動規(guī)律 (剛性沖擊 ,低速輕載 ) 二、等加速等減速運動規(guī)律 (柔性沖擊 ) 三、簡諧運動規(guī)律 (柔性沖擊次數少 ) 四、正弦加速度運動規(guī)律 (無剛性和柔性沖擊 ) 凸輪基圓半徑 從動件推程 從動件回程 推程運動角 回程運動角 從動件遠 (近 )休 遠（近）休止角 一、凸輪機構的運動循環(huán)及基本名詞術語 二、從動件運動規(guī)律 等速運動規(guī)律 h 0 s 0 s 等加速等減速運動規(guī)律 0 s 0 s h 余弦加速度（簡諧）運動規(guī)律 0 s 0 s h 正弦加速度（擺線）運動規(guī)律 0 s 0 s h 3-4-5多項式運動規(guī)律 0 s 0 s h 三、從動件運動規(guī)律的選擇 在選擇從動件的運動規(guī)律時，除要考慮剛性沖擊與柔性 沖擊外，還應該考慮各種運動規(guī)律的速度幅值 、加速 度幅值 及其影響加以分析和比較。 maxvmaxa maxv maxa maxmv從動件動量 maxma從動件慣性力 對于重載凸輪機構，應選擇 值較小的運動規(guī)律； 對于高速凸輪機構，宜選擇 值較小的運動規(guī)律。 maxv maxa 4 3 圖解法設計凸輪輪廓 1 對心尖頂直動從動件的盤形凸輪 2 對心滾子直動從動件的盤形凸輪 3 對心偏置尖頂從動件的盤形凸輪 4 對心偏置滾子從動件的盤形凸輪 5 平底直動從動件的盤形凸輪 4 4 設計凸輪機構應注意的問題 一、滾子半徑的選取 1 內凹輪廓曲線 2 外凸輪廓曲線 二、凸輪機構壓力角 三、基圓半徑的取值對凸輪機構的影響 一、滾子半徑的選擇 ra r 1. 凸輪理論輪廓的內凹部分 工作輪廓曲率半徑 、 理論輪廓曲率半徑 與滾子半徑 三 者之間的關系為： a rr 理論輪廓 工作輪廓 滾子 2. 凸輪理論輪廓的外凸部分 ra r 工作輪廓曲率半徑 理論輪廓曲率半徑 與滾子半徑 三者之間 關系為： a rr 0a rr rr 0 a 0a r r 4 5 常用的間歇運動機構 一、棘輪機構 1 組成 :棘輪 ;棘爪 ;機架 ;制動棘爪 2 分類 :-單向棘輪 -雙向棘輪 -摩擦式棘輪 二、槽輪機構的組成及其工作原理 主動撥盤 從動槽輪 鎖止弧 鎖止弧 徑向槽 圓柱銷 主動撥盤轉動 圓柱銷進入徑向槽 鎖止弧松開 從動槽輪轉動 撥盤轉過角 21 槽輪轉過 22 圓柱銷脫出徑向槽 槽輪另一鎖止弧被撥盤鎖止弧鎖住 撥盤轉動、槽輪靜止 二、槽輪機構 1 工作原理組成 :槽輪 ;撥盤 ;機架 2 槽輪機構的主要參數 -徑向槽數 -撥盤的圓柱銷數 -運動特性系數 1、槽輪機構的運動系數 撥盤轉一周時，槽輪的運動時間 t2與撥盤的運 動時間 t1的比值 為槽輪機構的 運動特性系數 。 1 2 t t 撥盤轉過一周的時間為： 1 1 2 t 若撥盤上有 k 個圓柱銷，則撥盤 每轉一周， k 次撥動槽輪。每次 撥動槽輪的運動時間為： 1 1 2 2 t k 次撥動槽輪的運動時間為： 1 1 2 2 kt 2 2 1 1 2 k t t ,22 21 z 22 2 z 槽輪徑向槽數 2 ) 2 ( z k z zk 2 2 要使槽輪運動，其運動時間 t20即 ： 0 2z 1 22 z zk 3z 時 6k （ k=1 5)， 4z 時 4k （ k=1 3)， 5z 時 3 10k （ k=1 3)。 三、不完全齒輪機構 四、凸輪式間歇運動機構 結構簡單 ;傳動平穩(wěn) ;運轉可靠 重點內容 圖解法繪制凸輪輪廓曲線 設計凸輪輪廓注意事項 槽輪機構