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1、中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作凸轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构中等职业学校教材中等职业学校教材机械基础机械基础机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v了解凸轮机构的组成、特点、类型及应用。了解凸轮机构的组成、特点、类型及应用。v理解和掌握凸轮机构从动件的常用运动规律位移线图理解和掌握凸轮机构从动件的常用运动规律位移线图的绘制方法，了解常用运动规律的冲击特性和应用的绘制方法，了解常用运动规律的冲击特性和应用场合。场合。v理解和掌握理解和掌握“反转法反转法”设计对心移动从动件盘形凸轮设计对心移动从动件盘形凸轮轮廓的原理。轮廓的原理。学习目标学习目标学习目标学习目
2、标机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作凸轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构v凸轮机构的构件组成：凸轮机构的构件组成：凸轮凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，通常作连续的等速转动、摆是一个具有曲线轮廓的构件，通常作连续的等速转动、摆动或移动。动或移动。从动件从动件在凸轮轮廓的控制下，按预定的运动规律做往复移动或摆在凸轮轮廓的控制下，按预定的运动规律做往复移动或摆动，用以实现各种复杂的运动要求。动，用以实现各种复杂的运动要求。机架机架机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v优点：优点：只要设计出适当的凸轮轮廓，就可以使从动件得到预只要设计出适当的凸轮轮廓
3、，就可以使从动件得到预期的运动规律。期的运动规律。结构简单、紧凑，易于设计。结构简单、紧凑，易于设计。v缺点：缺点：接触应力较大，易于磨损。接触应力较大，易于磨损。v使用场合：使用场合：常用作控制机构，特别是在自动化机械中。常用作控制机构，特别是在自动化机械中。凸轮机构凸轮机构凸轮机构凸轮机构机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作1.1.凸轮机构的分类凸轮机构的分类凸轮机构的分类凸轮机构的分类按凸轮形状分类按凸轮形状分类 盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮 圆柱凸轮圆柱凸轮 按从动件形状分类按从动件形状分类 尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件机
4、机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作按从动件运动形式分类按从动件运动形式分类 摆动从动件摆动从动件 移动从动件移动从动件 1.1.凸轮机构的分类凸轮机构的分类凸轮机构的分类凸轮机构的分类按凸轮与从动件保持接触的方式分类按凸轮与从动件保持接触的方式分类 力封闭力封闭 形封闭形封闭 机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作2.2.从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律v从动件的运动规律是指其运动参数随时间变化的规律，从动件的运动规律是指其运动参数随时间变化的规律，常用运动线图来表示。常用运动线图来表示。运动
5、参数：位移运动参数：位移s、速度、速度v和加速度和加速度av从动件位移曲线从动件位移曲线从动件位移与凸轮转角之间的关系线图。从动件位移与凸轮转角之间的关系线图。因凸轮一般作匀速转动，其转角因凸轮一般作匀速转动，其转角与时间与时间t t成正比，因成正比，因此从动件的运动规律也可以用从动件的运动参数随凸此从动件的运动规律也可以用从动件的运动参数随凸轮转角的变化规律来表示。轮转角的变化规律来表示。机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v以凸轮轮廓曲线的最小向径以凸轮轮廓曲线的最小向径r0为半径所作的圆称为凸为半径所作的圆称为凸轮的基圆，轮的基圆，r0称为基圆半径。点称为基圆
6、半径。点A为凸轮轮廓曲线的为凸轮轮廓曲线的起始点。起始点。v推程：从动件远离轴心的行程。推程：从动件远离轴心的行程。从动件移动的距离从动件移动的距离h称为升程。称为升程。对应的凸轮转角对应的凸轮转角 称为推程运动角。称为推程运动角。当凸轮继续转动当凸轮继续转动 时，凸轮轮廓段向径时，凸轮轮廓段向径BC不变，此时从不变，此时从 动件处于最远位置停留不动，相应的凸轮转角动件处于最远位置停留不动，相应的凸轮转角 称为远休称为远休 止角。止角。2.2.从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v回程：
7、从动件移向凸轮轴心的行程。回程：从动件移向凸轮轴心的行程。对应的凸轮转角对应的凸轮转角 称为回程运动角。称为回程运动角。当凸轮继续转动当凸轮继续转动 时，凸轮轮廓段的向径时，凸轮轮廓段的向径DA不变，此时从不变，此时从 动件在最近位置停留不动，相应的凸轮转角动件在最近位置停留不动，相应的凸轮转角 称为近休止称为近休止 角。角。从动件位移从动件位移曲线曲线 2.2.从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v等速运动规律：等速运动规律：从动件速度为定值。从动件速度为定值。等速运动规律只适用于低等
8、速运动规律只适用于低 速、轻载的凸轮机构。速、轻载的凸轮机构。2.2.从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v等加速等减速运动规律：等加速等减速运动规律：又称为抛物线运动规律，从动又称为抛物线运动规律，从动件在一个行程的前一阶段为等件在一个行程的前一阶段为等加速而后一阶段为等减速。加速而后一阶段为等减速。2.2.从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律从动件等加速段的位移方程为：从动件等加速段的位移方程为：机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞
9、海文庞海文 制作制作3.3.盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计图解法图解法：简便易：简便易行，比较直观，行，比较直观，但设计精度较低，但设计精度较低，一般适用于低速一般适用于低速或对从动件的运或对从动件的运动规律要求不太动规律要求不太严格的凸轮机构严格的凸轮机构设计。设计。设计方法设计方法 解析法解析法：设计精：设计精度较高，常用于度较高，常用于运动精度较高的运动精度较高的凸轮设计。凸轮设计。机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v图解法的主要方法：图解法的主要方法：反转法：利用相对运动原理设计凸轮轮廓曲线反转法：
10、利用相对运动原理设计凸轮轮廓曲线对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制步骤对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制步骤1.选取长度比例尺和角度比例尺，作从动件位移曲线选取长度比例尺和角度比例尺，作从动件位移曲线 ，如图如图(b)所示。所示。2.将位移曲线的推程运动角将位移曲线的推程运动角 和回程运动角和回程运动角 分段等分，并通分段等分，并通过各等分点作垂线，与位移曲线相交，即得相应凸轮各转角过各等分点作垂线，与位移曲线相交，即得相应凸轮各转角时从动件的位移时从动件的位移11223.用同样比例尺用同样比例尺 以以O为圆心，以为圆心，以 为半径画基圆，如为半径画基圆，如图图(a)所示。此基圆与
11、从动件导路线的交点所示。此基圆与从动件导路线的交点B0即为从动件尖顶即为从动件尖顶的起始位置。的起始位置。3.3.盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作3.3.盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作4.自自OB0沿沿1的相反方向取角度的相反方向取角度 ，并将它们，并将它们各分成与各分成与(b)对应的若干等份，得对应的若干等份，得 ，点。点。连接连接 ，并延长各径向线，它
12、们便是反并延长各径向线，它们便是反转后从动件导路线的各个位置。转后从动件导路线的各个位置。5.在位移曲线中量取各个位移量，并取在位移曲线中量取各个位移量，并取 ，,得反转后从动件尖顶的一系列位置得反转后从动件尖顶的一系列位置 ，6.将将 ，连成光滑的曲线，即是所要求的凸连成光滑的曲线，即是所要求的凸轮轮廓曲线。轮轮廓曲线。3.3.盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计盘形凸轮轮廓曲线的设计机机 械械 基基 础础 中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作v如图所示的凸轮为一偏心圆盘。如图所示的凸轮为一偏心圆盘。已知：已知：，。试用图解法分别。试用图解法分别画出图（画出图（a）和图（）和图（b）所示的凸轮机构从动件位移）所示的凸轮机构从动件位移线图。线图。（a）（b）习题习题习题习题中江职中中江职中 庞海文庞海文 制作制作制制 作作 庞海文庞海文