凸轮机构基本知识

按从动件形状分：
1）尖顶从动件
但由于从动件尖顶易磨损，故只能用于轻载低速的场 合。
2）滚子从动件
由于从动件与凸轮之间可形成滚动摩擦，所以磨损显 著减少，能承受较大载荷，应用较广。但端部重量 较大，又不易润滑，故仍不宜用于高速。
3）平底（或弧底）从动件
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若不计摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底， 传力性能良好，且凸轮与平底接触面间易形成润滑油 膜，摩擦磨损小、效率高，故可用于高速，缺点是不 能用于凸轮轮廓有内凹的情况。
凸轮机构
第十九章 凸轮机构
主要内容：
1.凸轮机构的结构、特点、类型及应用； 2.从动件的常用运动规律
凸轮机构的应用与分类
1. 组成
凸轮机构由凸轮、从动件、机架三 个基本构件组成。是一种高副机构。
其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹 槽的构件，通常作连续等速转动， 从动件则在凸轮轮廓的控制下按预 定的运动规律作往复移动或摆动。
由图可见，从动件在推程始末两点、处，速度有突 变，瞬时加速度理论上为无穷大，因而产生理论上 亦为无穷大的惯性力。而实际上，由于构件材料的 弹性变形，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但 仍会对机构造成强烈的冲击，这种冲击称为“刚性 冲击”或“硬冲”。因此，单独采用这种运动规律 时，只能用于凸轮转速很低以及轻载的场合。
等加速等减速运动规律:是指从动件在一个行程中，前半行
程作等加速运动，后半行程作等减速运动的运动规律。
运动线图如图所示。其位移曲线为两段光滑相连开口相反的抛 物线，速度曲线为斜直线，加速度曲线为平直线。作图方法如 图所示。 由图可见，在推程的始末 点和前、后半程的交接处， 加速度有突变，因而惯性力 也产生突变，但它们的大小 及突变量均为有限值，由此 将对机构造成有限大小的冲 击，这种冲击称为“柔性冲 击”或“软冲”。在高速情 况下，柔性冲击仍会引起相 当严重的振动、噪声和磨损， 因此这种运动规律只适用于 中速、中载的场合。
生产中对从动件运动的要求是多种多样的。 凸轮机构中，凸轮的轮廓形状决定了从动件的运动规 律，反之，从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同 形状的轮廓。因此，设计凸轮机构时，应首先根据工 作要求确定从动件的运动规律，再据此来设计凸轮的 轮廓曲线。 从动件的运动规律是指其位移s、速度v和加速度 a等随凸轮转角 而变化的规律。
所谓的锁合是指保持从动件与凸轮之间的高副接 触。
1.力封闭
2.利用凸轮结构进行封闭
1.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_______凸轮和_______ 凸轮两种基本类型。 2.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_______、_______和平底 三种。
从动件的常用运动规律
1.凸轮轮廓曲线与从动件运动规律的关系
余弦加速度运动规律 : 是指从动件加速度按余弦规律变化
的运动规律。这种运动规律的运动线图如图所示。其位移曲 线为简谐曲线，故又称为简谐运动规律，速度曲线为正弦曲 线，加速度曲线为余弦曲线。作图方法如图所示。 由图可见，在推程始末 点处仍有加速度的有限 值的突变，即存在“软 冲”，因此只适用于中、 低速。但若从动件作无 停歇的升—降—升型连 续运动，则加速度曲线 为光滑连续的余弦曲线， 消除了“软冲”，故可 用于高速。
推程、远休止、回程、近休止
当凸轮连续转动时，从动件将重复上述运动过程。
从动件的常用运动规律
2.从动件的常用运动规律 等速运动规律：是指从动件在推程或回程的运动速度为常
数的运动规律。凸轮以等角速度转动，从动件在推程中的行程 为h。从动件作等速运动规律的运动线图如图所示。其位移曲 线为斜直线，速度曲线为平直线，加速度曲线为零线。
1、凸轮机构主要是由_______、_______和 固定机架三个基本构件所组成。 2、凸轮轮廓与从动件之间的可动联接是( )。 A.移动副 B.高副 C.转动副 D.可能是高副也可能是低副 3、凸轮机构的从动件的运动规律是由凸轮轮廓的形状决 定的（ ） 4、与平面连杆机构相比，凸轮机构的突出优点是 （ ）。 A.能严格的实现给定的从动件运动律 B.能实现间歇运 动 C.能实现多种运动形式的变换 D.传力性能 好 5、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是（ ）。 A.惯性力难以平衡 B.点、线接触，易磨损 C.设计较为 复杂 D.不能实现间歇运动
凸轮机构的应用与分类
2. 特点：
优点:只要正确地设计和制造出凸轮的轮廓曲线， 就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所 预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单;凸轮 机构结构简单、紧凑、运动可靠。
缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保 持良好的润滑，容易磨损。 凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛 应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。
凸轮机构的应用与分类
4. 类型：
按凸轮的形状分：
1）盘形凸轮
凸轮机构的应用与分类
2）移动凸轮
其凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动的构件，它可看成 是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。
凸轮机构的应用与分类
3）圆柱凸轮
其凸轮是圆柱面上开有凹槽的圆柱体，可看成是绕卷 在圆柱体上的移动凸轮，利用它可使从动件得到较 大的行程。
1.凸轮机构主要是由_______、_______和固 定机架三个基本构件所组成。 2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_______凸 轮和_______凸轮两种基本类型。 3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_______、 _______和平底三种。 4.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为 凸轮的_______。 5、从动件的推程采用等速运动规律时，在( )会发生刚性冲 击。 A.推程的起始点 B.推程的中点 C.推程的终点 D.推程的起点和终 点 6、等加速等减速运动规律的位移曲线（ ）。 A、斜直线 B、抛物线 C、双曲线 D、直线