06、第三章、凸轮机构(应用、分类;从动件常用运动规律)

第三章凸轮机构（应用、分类、从动件常用运动规律）机械科教师：马少萍2005年8月制作复习旧课：1、铰链四杆机构的三种基本形式；2、铰链四杆机构曲柄存在的条件；3、急回运动特性的概念；4、何谓死点位置？§3-1凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构的组成和应用：1、组成：凸轮——一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触；从动件：平动，摆动；机架当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照预定规律变化时，常用凸轮机构。2、应用：例：图3-1；图3-2①盘形凸轮机构——平面凸轮机构；图3-1②移动凸轮机构——平面凸轮机构；图3-31、按凸轮的形状分：二、凸轮机构的分类：2、按从动件的型式分：①尖底从动件：用于低速；②滚子从动件：应用最普遍；③平底从动件：用于高速。③圆柱凸轮机构——空间凸轮机构。如右图3-2优点：1、能够实现精确的运动规律；2、设计较简单。缺点：1、承载能力低，主要用于控制机构；2、凸轮轮廓加工困难。堂练作业——练习与思考：3-3-1、凸轮机构的特点是什么？3-3-2、凸轮机构有哪些基本类型？1、按凸轮的形状分：①盘形凸轮机构；②移动凸轮机构；③圆柱凸轮机构。2、按从动件的型式分：①尖底从动件；②滚子从动件；③平底从动件。§3-2从动件常用运动规律一、凸轮与从动件的运动关系尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构：1、基圆：凸轮轮廓上以最小矢径为半径的所作的圆；2、偏距e：偏距圆。对凸轮机构设计的基本要求：1、分析从动件的运动规律；2、按照运动规律设计凸轮轮廓。1、几个概念：OB0r'sDC'C1s1eB'ABh推程运动角：φ=BOB′=∠AOB1远休止角：φS=∠BOC=∠B1OC1回程运动角：φ′=∠C1OD近休止角：φS′=∠AOD从动件位移线图、速度线图、加速度线图见图3-5示。2、分析从动件的运动行程：h(最大位移)上升——停——降——停OB0r'sDC'C1s1eB'ABh'AsBChsDs',tA(b)二、从动件的常用运动规律1、等速运动规律（推程段）——从动件在运动过程中的速度为常数Co，则从动件的加速度a和位移s分别为：运动特征：刚性冲击——由于加速度发生无穷大突变而引起的冲击称为刚性冲击。由图知：从动件在推程的始末两点处速度有突变，瞬时加速度为无穷大，因而产生无穷大的惯性力。∵刚性冲击会对机构造成强烈的冲击。∴等速运动规律只适宜用在低速、轻载的场合。实际应用时，可将位移曲线的始末两端用圆弧等曲线光滑过渡，以缓和冲击。2、等加速等减速运动规律——凸轮以等角速度ω回转时，从动件的加速度为常数，把推程的前半程作等加速度运动，后半程作等减速度运动，且加速度和减速度的绝对值相等。设：加速度为常数Co，则从动件的速度v和位移s分别为：运动特征：柔性冲击——加速度发生有限值突变而产生的冲击。由图3-6可见，在推程的始末点和前后半程的交接处，加速度有三次发生突变。与等速运动相比，柔性冲击虽然冲击次数增加了一次，但冲击程度却大为减少，故适用于中速、轻载的场合。3、余弦加速度运动规律（简谐运动规律）余弦加速度运动规律的从动件其加速度为一条余弦曲线，即：如右图：加速度曲线为余弦曲线，速度曲线为正弦曲线；位移曲线为简谐曲线。又称简谐运动规律。简谐运动的位移曲线图作法如上图示，从加速度线图可见：在加速度线图的始末两点其值不为零，说明这两个位置加速度值有突变，也会引起柔性冲击。运动特征：柔性冲击。适用于中速、中载的场合。1、凸轮机构的组成和应用；3、凸轮轮廓线主要取决于从动件的运动规律，常用的从动件运动规律有：等速、等加速和等减速、余弦加速度运动规律等。小结：2、凸轮机构的分类；按凸轮的形状分：①盘形凸轮机构；②移动凸轮机构；③圆柱凸轮机构。按从动件的型式分：①尖底从动件；②滚子从动件；③平底从动件。布置作业：练习与思考3-2-1凸轮机构的基本运动过程分为哪几部分？3-2-2什么是从动件的运动规律？从动件常用的运动规律有哪些？如何选择从动件的运动规律？3-2-3从动件与凸轮之间发生刚性冲击和柔性冲击的原因分别是什么？应如何避免？