机械制图第四章解析

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89
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13
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1 2
3 4
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7
2）滚子从动件
绘图:
s
h
h/2
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2 489来自13 14实际廓线
14 1
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7
理论廓线
3) 平底从动件
s
h
h/2
O 1 2 3 /2 5 6 7
4
8
5 /4 10 11 127 /4
尖顶处安装一滚 子，接触处为滚 动摩擦，耐磨损。
接触处为一平面， 但不能与凹陷的 凸轮轮廓接触。
3、按从动件的运动形式分
对心从动件 直动从动件
偏置从动件 从动件作往复直线移动
摆动从动件 从动件作往复摆动
4、按凸轮与从动件维持高副接触（锁合）的封闭形式分 （1）力封闭─弹簧力、从动件重力或其它外力
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8 7
14 1 2
3 4 5 6
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2
4
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13 14
3、摆动尖端从动件盘形凸轮轮廓的绘制
已知：从动件的运动规律，角升程，凸轮与摆动从动件 的中心距LAO，摆杆的长度LAB，凸轮的及其方向， 基圆半径rb 。
设计：凸轮轮廓曲线
不能运动，这种现象称为自锁。
设计时：αmax ≤[α]
根据实践经验，推荐的许用压力角取值为:
推程： 直动从动件 摆动从动件
[ ] 30 ~ 40 [ ] 40 ~ 50
回程：
直动和摆动从动件 [ ] 70 ~ 80
二、凸轮机构的类型 1、按凸轮的形状分 （1）盘形凸轮 （2）移动凸轮
（3）圆柱凸轮.
绕固定轴线转动 并具有变化半径 的盘形零件。
凸轮沿机架作直线 移动。
将移动凸轮卷 成圆柱。
2、按从动件的端部形状分 （1）尖顶从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件
能与复杂凸轮轮 廓保持接触，能 实现任意预期的 运动规律，但点 接触，磨损快。
h 2 t
s
in
t
678 5 4 3
21 0 1
V
a
2 2h
2
2 t
c
os
t
a
运动线图
h
2345678
• 冲击特性：始、末点
有柔性冲击
• 适用场合：中速轻载
§4-3 凸轮机构轮廓曲线的设计
凸轮机构轮廓曲线的设计方法：解析法、作图法
一、用作图法设计凸轮轮廓线 1、设计思想 —反转法
AA AA AAAA
9
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2
14
14 1
13
2
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3
11
4
10
5
9
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7
实际廓线
理论廓线
（2）偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构
绘图
s
h
h/2
13 12
11
1
10
2
9
3
4
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5
76
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2
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13
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
绘图
s
h
h/2
13 12 11
第四章 凸轮机构及其设计
内容
§4－1 凸轮机构的应用及分类 §4－2 从动件的常用运动规律 §4－3 凸轮机构轮廓曲线的设计
重 点、难 点
1.从动件的常用运动规律； 2.盘型凸轮轮廓曲线的设计。
§4－1 凸轮机构应用及分类 一、凸轮机构的组成及应用
1、凸轮机构组成
凸轮机构由凸轮、 从动件和机架组成。凸 轮是一个具有曲线轮廓 的构件，为高副机构。 含有凸轮的机构称为凸 轮机构。
机架 从动件
凸轮
2、凸轮机构的应用
内燃机中的配气机构
绕线机中的排线机构
自动机床的进刀机构
自动上料机构
3、凸轮机构的特点
优点：只需确定适当的凸轮轮廓曲线，即可 实现从动件任意的运动规律；结构简单，设 计方便。
缺点：从动件与凸轮轮廓为点接触或线接触， 接触应力大，易磨损。
应用场所：常用于传力不大的控制机构。
s 2h 2
2 t
s
h
2h( t
2 t
)
2
0
t/2
t/2
速度方程
4h
v
2 t
v
4h( t
2 t
)
v
t
加速度方程
a 4h 2
2 t
a 4h 2
2 t
0
• 冲击特性：起点、中点、末点
有柔性冲击
a
• 适用场合：中速轻载
0
3、简谐运动(余弦加速度运动)
S
推程运动方程：
s
h 2
1
c
os
t
v
（2）形封闭:利用高副元素本身的几何形状
槽凸轮机构
等宽凸轮机构 等径凸轮机构
★凸轮机构的命名 布置形式+运动形式+从动件形状+凸轮形状
偏置直动滚子从动 件盘形凸轮机构
摆动尖端从动件盘形 凸轮机构
§4-2 从动件的常用运动规律
一、凸轮的运动过程和基本参数
基圆、 基圆半径rb、向径r
推程、 推程运动角t、行程h
r
0
-
A r0
2、移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 （1）对心直动从动件盘形凸轮
1）尖端从动件
已知:rb、h、w 的方向、从动件运动规律：
凸轮转角
0~π π~5π/4 5π/4~7π/4 7π/4~2π
从动件运动规律
等加速等减速上升h 远程休止 等速下降h 近程休止
取长度比例尺l绘图
s
h
h/2
O 1 2 3 /2 5 6 7 5 /4 10 11 127 /4 2
分析
O
A
1
LoA
绘图：
A8 A7
C
C10
-
A9
o
C
8
A6 C
7
9
BB
8
9
B r0
7
B12100° B0
O
B1
aB
C1 L C210
A10 A0
2
A5
C
6
B B180°B
6
4
5
C
C
43
5
C
3 2
A1
R
A4
A2
A3
max
2
1 2 3 4 5 6 7 8 910
180º
60º 120º
F二 、凸轮基本参数的确定
推程运动方程： 位移方程： s h / t
速度方程： v h / t
加速度方程： a 0
• 冲击特性：始点、末点存在刚性冲击 • 适用场合：低速轻载
运动线图
s
δt
v
a
+∞
h
δ
δ
δ
－∞
2、等加速等减速运动规律
推程运动方程:
运动线图
s
h/2 h/2 h
加速段
减速段
(0t/2) (t/2t)
位移方程
1、压力角
nα 3
从动件与凸轮的接触点所受正压力的方 向与从动件上该点的速度方向所夹的锐
Fn F' v
角α
F Ftg
2 F"
B
⑴F'一定时，压力角α越大， 1
有害分力F"越大，机构的效率
O
越低。
n
⑵自锁：当α增大到一定程度，
使有害分力F"在导路中所引起的摩擦阻力大于F'时，
无论凸轮加给从动件的作用力有多大，从动件都
远休止、 远休止角 s
s
B’
回程、 回程运动角h 近休止、 近休止角s ′
h
A D s ′ rb
t
o δt δs δh δs/ δ
运动规律：从动件在推程或回
程时，其位移S、速度V和加速 δh
δt
ω
度a 随时间t 的变化规律。
δs r
B
从动件位移线图
C
二、从动件的常用运动规律
1、等速运动规律（推程段）