机械设计教程－5凸轮机构（图文教程）_智造资料网打造智能制造3D图纸下载,在线视频,软件下载,在线问答综合平台

第一讲

一、教学目标

(一）能力目标

1.掌握不同场合下凸轮机构从动件常用运动规律的应用

2.能够绘制位移线图

(二)知识目标

1.了解凸轮机构的组成、特点、分类及应用

2.掌握从动件的常用运动规律；了解其冲击特性及应用

二、教学内容

1.凸轮机构的组成、特点、分类及应用

2.从动件的常用运动规律及选择

三、教学的重点与难点

(一）重点

凸轮机构的从动件的常用运动规律。

(二)难点

立体凸轮机构运动的实现。

四、教学方法与手段

利用动画演示机构运动，工程应用案例展示其应用场合。

5.1 概述

5.1.1 凸轮机构的应用

凸轮机构的组成：凸轮、从动件和机架—高副机构。凸轮是凸轮机构的主动件。

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只要适当选择凸轮的轮廓，就可使从动件得到任意预定的运动规律；结构简单、紧凑；凸轮与从动件为点接触或线接触，容易磨损。在机器中，为了实现各种复杂的运动要求，广泛应用。
5.1.2凸轮机构的分类

凸轮机构的类型取决于凸轮和从动件的类型。

1、按凸轮形状分

(1)盘形凸轮它是凸轮的最基本形式，是一个绕固定轴线转动并且具有变化半径的盘形构件。如内燃机配气凸轮机构。

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盘形凸轮机构适用于从动件行程不太大的场合。

(2)移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，则成为移动凸轮，当移动凸轮沿工作直线往复运动时，推动从动件作往复运动。如靠模车削机构。

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(3)圆柱凸轮圆柱凸轮可以看成是移动凸轮绕在圆柱体表面上演化而成。它是在圆柱体表面上加工出一定轮廓的曲线槽，从动件的一端嵌入槽内，当圆柱凸轮回转时，圆柱上凹槽的侧面迫使从动件往复运动。如自动机床上的走刀机构。

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圆柱凸轮机构适用于从动件行程较大的场合。

2、按从动件端部形状分

(1)尖顶从动件这种从动件结构简单，尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触，因而能实现预期的运动规律。但由于尖顶容易磨损，所以只适用于载荷较小的低速凸轮机构。

(2)滚子从动件由于接触处是滚动摩擦，不易磨损，因此是一种最常用的从动件。

(3)平底从动件由于平底与凸轮面间容易形成楔形油膜，能减少磨损，常用于高速重载的凸轮机构中。它的缺点是不能用于具有内凹轮廓的凸轮机构。

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5.2 常用的从动件运动规律

5.2.1平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数

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如图为对心移动尖顶从动件盘形凸轮机构。从动件尖顶到凸轮回转中心的最小距离OA称为基圆半径，以rb表示，以rb为半径作的圆称为基圆。当凸轮以等角速度ω逆时针方向回转φ0角时，从动件被凸轮推动远离凸轮回转中心，称为从动件的推程。当被推到最远位置时，它所移动的距离h称为从动件的行程，φ0称为推程运动角。凸轮继续转过φ1角，从动件在最远位置停止不动，称为远停程，φ1称为远停程角或远休止角。凸轮再转过φ2角，从动件趋近凸轮回转中心回到初始位置，称为从动件的回程，φ2称为回程运动角。凸轮继续转过φ3角，从动件在最近位置停留不动，称为近停程，φ3称近停程角。凸轮继续回转，从动件重复上述运动。

所谓从动件的运动规律指的是从动件在推程和回程中，其位移s、速度υ和加速度a随凸轮转角φ(或时间t)变化的规律。若以凸轮回转时间t(或转角φ)为横坐标，以位移s、速度v、和加速度a分别为纵坐标，可得到从动件的位移线图，速度线图和加速度线图，它们统称为从动件的运动线图。上图为从动件的位移线图。

5.2.2 常用的从动件运动规律

1、等速运动规律

特点：从动件在推程或回程的速度为常数。

从动件在推程中的运动方程为