凸轮机构(机械原理)

移摆动滚平动动中子底O从从心从从1 动 动 的 动 动(件 件 距 件 件m： ： 离 ： ：ahx基 基 除 除a)及圆 圆 上 上摆Φ半半述述杆径径外外Φ的，，rrSbb长，，还平Φ度偏凸'有底Ol心轮;滚长1Φ距转子度'S动e2半L;π。中径心rr。到a从动件摆O2
3）凸轮机构曲线轮廓的设计
4）绘rb 制凸e轮机构工作图
冲击特 性
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
s
h 2
1
cos(
)
a 0
v h sin( )
2
j
a
2h 2
2 2
cos( )
0
（三）正弦加速度规律
s
a
c1
sin(t)
c1
sin( 2
)
v
adt
c1
2
c os (2
)
c2
0
v s
vdt
c1
2
4 2 2
sin( 2
)
c2
c3
0, s 0
0
, s h
a
s
h
1
2
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
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
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、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
sin( 2
)
0
v
h
1
c
os(2
)
j
a 2h 2 sin( 2 )
0
2
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。
a=0
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, s h 2 能 良,s 好h,v 的0 运动0 规律
柔性冲击a
柔性冲击
s
2h 2
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 ()
2π
Φ
Φ S
Φ'
Φ' S
升-停-回-停型 (RDRD)
S ()
2π
Φ Φ'
Φ' S
升-回-停型 (RRD)
S ()
2π
Φ
Φ S
Φ'
升-停-回型
(RDR)
2π
Φ
Φ'
升-回型 (RR)
s
h
0 v
0
a
0
a=0
改进型等速运动规律
a
O
a
AB
O
C
F
D E
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)
§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。
寸的设计
n
压力角
2
t v2
t
nt
A
1OP
v2 ,即OP
v2
1
tan CP OP OC
CA S0 S
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 tan v2 / 1 v2
rb s 1(rb s)
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
(,S)
O (A) B
D
S ’
近休止角
h
2π
’ S
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。
2
v
4h
2
a
4h 2
2
s v
h
2h 2
(
)2
4h
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
c ost
c1
c os (
)
s
v
adt
c1
sin(
)
c2
0
s
vdt
c1
2
2 2
c os (
)
c2
c3
v
0, s 0, v 0
, s h
0 柔性冲击
从动件运动规律的数学方程式
位移 S f ()
速度
v dS dS d dS dt d dt d
类速度
加速度
a
dv dt
dv d d dt
2
d2S d2
类加速度
跃动度
j
da dt
da d
d dt
3
d3S d3
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)
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
s = c0+c1
v= c1 a=0
=0，s=0; =，s=h
S h
v h
a0
等速运动规律 s
h
0
v
0
a
刚性冲击
0