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1、3.1.2 凸轮机构的类型1.按凸轮的形状分类盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应用最为广泛移动凸轮：凸轮相对机架做直线运动圆柱凸轮：空间凸轮机构盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮第1页/共46页2.按从动件的形状分类尖端从动件曲面从动件尖端能以任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。但尖端处极易磨损，只适用于低速场合。磨损比尖端从动件小。第2页/共46页 滚子从动件 平底从动件凸轮与从动件之间为滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用于传递较大的动力。从动件与凸轮之间易形成油膜，润滑状况好，受力平稳，传动效率高，常用于高速场合。但与之相配合的凸轮轮廓须全部外凸。第3页/共46页3.按从
2、动件的运动形式分类移动从动件 摆动从动件移动从动件：从动件作往复移动，其运动轨从动件作往复移动，其运动轨迹为一段直线；迹为一段直线；摆动从动件：从动件作往复摆动，其运动轨从动件作往复摆动，其运动轨迹为一段圆弧。迹为一段圆弧。第4页/共46页4.按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类(1)力锁合弹簧力、从动件重力或其它外力(2)型锁合利用高副元素本身的几何形状第5页/共46页槽凸轮机构 槽两侧面的距离等于滚子直径。优点：锁和方式结构简单缺点：加大了凸轮的尺寸和重量第6页/共46页等宽凸轮机构 凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都等于框架内侧的宽度。缺点：从从动动件件的的运运动动规规律律的的选选择择
3、受受到到一一定定的的限限制制，当当180180范范围围内内的的凸凸轮轮廓线根据从动件运动规律确定后，其余廓线根据从动件运动规律确定后，其余180180内的凸轮廓线必须符合等宽原则内的凸轮廓线必须符合等宽原则第7页/共46页等径凸轮机构 两滚子中心间的距离始终保持不变。缺点：从动件运动规律的选择受到一定的限制第8页/共46页主回凸轮机构(共轭凸轮机构)优点：克服了等宽、等径凸轮的缺点克服了等宽、等径凸轮的缺点缺点：结构复杂，制造精度要求高结构复杂，制造精度要求高 一一个个凸凸轮轮推推动动从从动动件件完完成成正正行行程程运运动动，另另一一个个凸凸轮轮推推动动从从动动件件完完成成反反行行程程的的运动
4、运动第9页/共46页5.反凸轮机构摆杆为主动件，凸轮为从动件摆杆为主动件，凸轮为从动件第10页/共46页3.1.3 凸轮机构的应用例1：实现变速操纵第11页/共46页例2：实现自动进刀、退刀第12页/共46页例3：控制阀门的启闭第13页/共46页例4：印刷机的吸纸吸头第14页/共46页3.2 从动件运动规律设计3.2.1 凸轮机构的工作情况第15页/共46页回程运动角回程运动角近休止角近休止角从动件运动规律（从动件位移线图）从动件运动规律（从动件位移线图）基圆以凸轮轮廓的最小向径rb所作的圆升程从动件上升的最大距离h推程运动角0远休止角s第16页/共46页3.2.2 从动件常用运动规律1.等速
5、运动特点：速度有突变，加速度理论上由零至无穷大，从而使从动件产生巨大的惯性力，机构受到强烈冲击刚性冲击适应场合：低速轻载第17页/共46页2.等加速等减速(抛物线)运动特点：加速度曲线有突变，加速度的变化率(即跃度j)在这些位置为无穷大柔性冲击适应场合：中速轻载第18页/共46页3.简谐运动(余弦加速度运动)当质点在圆周上作匀速运动时，它在该圆直径上的投影所构成的运动规律简谐运动特点：有柔性冲击适用场合：中速轻载(当从动件作连续运动时，可用于高速)第19页/共46页4.摆线运动(简介)半径R=h/2的滚圆沿纵座标作纯滚动，圆上最初位于座标原点的点其位移随时间变化的规律摆线运动特点：无刚性、柔性
6、冲击适用场合：适于高速第20页/共46页5.3-4-5多项式运动(简介)特点：无刚性冲击、柔性冲击适用场合：高速、中载第21页/共46页3.2.3 从动件运动规律的选择1.常用运动规律性能比较第22页/共46页2.从动件运动规律的选择原则考虑因素：对运动规律的要求凸轮的转速（动力特性和便于加工）3.2.4 从动件运动规律的组合1.满足工作对运动规律的特殊要求；2.为避免刚性冲击，位移曲线和速度曲线必须连续；而为避免柔性冲击，加速度曲线也必须连续。3.尽量减小速度和加速度的最大值。第23页/共46页3.3 凸轮轮廓的设计3.3.1 基本原理（反转法）反转后，从动件尖端的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线
7、。第24页/共46页3.3.2 图解法设计凸轮轮廓1.移动从动件盘形凸轮(1)尖底从动件第25页/共46页第26页/共46页（2）滚子从动件滚子中心将描绘一条与凸轮廓线法向等距的曲线理论廓线。Rb指的是理论廓线的基圆。第27页/共46页 作内包络线，得到凸轮的实际廓线；若同时作外包络线，可形成槽凸轮廓线。第28页/共46页（3）平底从动件 取平底从动件表面上的点B0作为假想的尖端从动件的尖端。第29页/共46页 为了保证在所有位置从动件平底都能与凸轮轮廓曲线相切，凸轮廓线必须是外凸的。第30页/共46页2.摆动从动件盘形凸轮第31页/共46页3.3.3 解析法(略)3.4 凸轮机构基本尺寸的确
8、定3.4.1 移动滚子从动件盘形凸轮第32页/共46页(1)压力角与许用值第33页/共46页(2)凸轮基圆半径的确定 基圆半径越大，压力角越小，但结构尺寸较大第34页/共46页(3)从动件偏置方向的选择凸轮逆时针回转，从动件右偏置凸轮顺时针回转，从动件左偏置第35页/共46页(4)凸轮轮廓形状与滚子半径的关系外凸凸轮廓线第36页/共46页实际廓线出现尖点第37页/共46页实际廓线出现交叉，从动件不能准确地实现预期的运动规律运动失真第38页/共46页内凹凸轮廓线 无论滚子半径多大，总能由理论轮廓求出实际轮廓。第39页/共46页运动失真原因：避免方法：滚子半径的选择考虑结构、强度与运动规律等因素第40页/共46页3.4.2 移动平底从动件盘形凸轮 凸轮出现过度切割的现象，从动件无法完全实现预期的运动规律。原因？第41页/共46页减小升程h增大基圆rb增大偏心e第42页/共46页运动失真基圆半径的确定 避免运动失真基圆半径过小基圆半径过小从动件升程过大从动件升程过大第43页/共46页从动件偏置方向的选择 从动件偏置并不影响凸轮廓线的形状，选择偏置的主要目的是为了减小从动件在推程阶段所受的弯曲应力。第44页/共46页平地宽度的确定3.5 凸轮机构的计算机辅助设计(略)第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页