文档介绍：机械设计基础
机械与动力工程学院
机械工程基础部
2007年10月
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机械工程基础部
第三章凸轮机构设计
3-1 凸轮机构的应用和分类
3-2 从动件的常用运动规律
3-3 盘状凸轮轮廓的设计
3-4 设计凸轮机构应注意的问题
2007年10月
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(1)实例
内燃机配气凸轮机构
自动机床进刀机构
自动机床凸轮机构
(2)定义
适当的设计凸轮廓线可实现各种预期的运动规律,结构简单,紧凑;但易磨损,传力不大。
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件,它通过与从动件的高副接触。凸轮的等速回转使从动件获得连续或不连续的一定规律的运动。由凸轮、从动件和机架三部分组成。
(3)特点
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二、凸轮机构的分类
按照凸轮的形状不同可把凸轮分为以下几种:
盘形凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
曲面凸轮
按照凸轮的锁合方式可把凸轮分为以下几种:
力锁合
形锁合
按照从动件的形式分为以下几种:
尖端从动件
滚子从动件
平底从动件
3-1 凸轮机构的应用和分类
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(1)按凸轮的形状分
1)盘形凸轮(移动凸轮)
2)圆柱凸轮
(2)按推杆形状及运动形式分
1)尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆
2)对心直动推杆、偏置直动推杆和摆动推杆
(3)按保持高副接触方法分
1)力封闭的凸轮机构
2)几何封闭的凸轮机构
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三、凸轮和滚子的材料
凸轮的主要失效形式为磨损和疲劳点蚀。
对凸轮和滚子的材料要求:
工作表面硬度高
耐磨
有足够的表面接触强度
凸轮芯部有较强的韧性
常用的凸轮材料: 40Cr、 20Cr、 40CrMnTi
常用的滚子材料: 20Cr或者滚动轴承
3-1 凸轮机构的应用和分类
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第三章凸轮机构设计
3-1 凸轮机构的应用和分类
3-2 从动件的常用运动规律
3-3 盘状凸轮轮廓的设计
3-4 设计凸轮机构应注意的问题
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凸轮机构设计的基本任务是根据工作要求选定凸轮机构的形式、推杆运动规律、合理确定结构尺寸、设计轮廓曲线。而根据工作要求选定从动件(推杆)运动规律,是设计凸轮轮廓曲线的前提。
名词术语:
运动规律:推杆在推程或回程时,其位移S、速度V、和加速度a 随时间t 的变化规律。
分类:多项式、三角函数。
S=S(t)
V=V(t)
a=a(t)
基圆、
推程运动角、
基圆半径r0、
推程、
远休止角、
回程运动角、
回程、
近休止角、
行程。
r0
h
B’
o
t
δ
s
δ01
δ01
δ02
δ02
δ0
δ0
δ’0
δ’0
ω
A
D
C
B
3-2 从动件的常用运动规律
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基本术语
基圆:从凸轮轮廓的最小向径r0为半径的圆。
推程:从动件被凸轮推动,以一定运动规律由距离回转中心最近位置A到达最远位置B’所走过的距离AB’。与推程对应的凸轮转角δt为推程运动角。
远休止角:当凸轮继续回转δs角,从动件在最远位置停止不动。
回程:当凸轮继续回转δh角,从动件在弹簧或重力作用下,以一定运动规律回到起始位置所走过的距离。δh称为回程运动角。
近休止角:当凸轮继续回转δ’s角,从动件在最近位置停止不动。
3-2 从动件的常用运动规律
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图为对心尖顶从动件盘形凸轮机构,凸轮回转时,从动件重复升—停—降—停的运动循环。
从动件的位移s与凸轮转角a的关系可以用从动件的位移线图来表示,如右图所示。
3-2 从动件的常用运动规律
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