资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第三章,凸轮机构,3-1,凸轮机构的应用和类型,1,2,3,1,2,3,1,2,3,一、组成:,1、凸轮:,具有曲线轮廓,或凹槽的构件,是,主动件,通常等速,转动。,2、从动件:,由凸轮控制按其运动规,律作移动或摆动运动的构件。,3、机架:,支承活动构件的构件。,可实现各种复杂的运动规律，由于是高副接触,常用于传递动力不大的场合。,二、应用:,三、分类:,1、按凸轮的形状分：,1,2,3,2,3,1,1,2,3,a),b),c),a)盘形凸轮:,具有变化向径的盘形构件,b)移动凸轮:,有曲线轮廓作往复移动的构件。,c)圆柱凸轮:,在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆,柱端面上作出曲线轮廓的构件。,2、按从动件的形状分：,a)尖顶从动件：,这种从动件结构简单,但,易磨损,适用于传力不大速度较低的场合.,b)滚子从动件：,将从动件与凸轮的接触由,滑动摩擦变为滚动摩擦,磨损较小,可用于,传递较大的动力,应用较广.,a),b),c),c)平底从动件：,凸轮对于这种从动件的作,用力始终垂直于从动件的平底,受力平稳,且接触面间易形成油膜,润滑好,可用高速.,3、按接触形式分:,c),a),b),a)力封闭(锁合):,利用弹簧力或自重保,持从动件与凸轮始终接触.,b).c)几何封闭(几何锁合):,靠从动件几,何形状或利用凸轮上的凹槽使从动件与,凸轮始终接触.,四、内容:,1.从动件运动规律,2.图解法设计凸轮机构,3.解析法设计凸轮机构,4.凸轮机构的根本尺寸确定,一.名词概念:,1.基圆:,以,理论,廓线上最小向径,为半径所画的圆,即为基圆.,半径用,r,min,表示。,3-2,从动件的常用运动规律,2.升程(行程,推程):,从动件从最低位置到,最高位置沿导路方向,的距离称为升程,用,h,表示。摆动从动件即,为最大摆角用 表示。,3.推程运动角 :,从动件从最低,位置移到最高位置,时,对应凸轮的转,角。,t,4.远休止角 :,从动件在最高位,置静止不动,对应凸,轮的转角。,s,5.回程运动角 :,从动件从最高,位置移到最低位置,时,对应凸轮的转,角。,h,6.近休止角 :,从动件在最低,位置静止不动时,凸轮的转角。,s,t,h,拻,s,s,r,min,h,d,从动件运动形式：,a)升-停-降-停,0,b)升-停-降,0,c)升-降-停,0,d)升-降,0,1、等速运动规律,边界条件:,二、常用运动规律:,等速运动规律方程和运动曲线:,升程段,此种运动规律在运动开始和终了点速度有突,变，存在刚性冲击。,h,0,0,0,8,8,回程段,2、等加速等减速运动规律,升程前半段边界条件:,等加速等减速运动规律方程和运动曲线：,升程等加速段方程为：,这种运动规律在运动的始末和中点位置加速度存在有限值的突变,会导致柔性冲击.,h,升程等减速段方程为：,回程段方程如下：,回程前半段：,回程段方程如下：,回程后半段：,3、余弦加速度运动(简谐运动规律),这种运动规律的加速度方程是半个周,期的余弦曲线,根据质点在圆周上作简谐,运动如以下图所示:,h,S,2,从动件运,动最高点,从动件运,动最低点,位移方程:,余弦加速度运动方程和运动曲线:,升程段方程:,回程段方程:,位移曲线,S,2,0,1,2,3,4,5,6,h,2,1,4,5,6,3,S,2,h,0,1,2,3,4,5,6,2,1,4,5,6,3,此种运动规,律由于加速度在,运动开始和终了,存在有限值的突,变,所以也有柔,性冲击,但可避,免。,4、正弦加速度运动(摆线运动),这种运动规律的加速度方程是整周,期的正弦曲线。,h,S,从动件运动,最高点,从动件运动,最低点,边界条件:,正弦加速度运动方程和运动曲线:,升程段方程:,回程段方程:,位移曲线,0,h,0,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,此种运动,规律加速度曲,线没有突变,因而无冲击。,0,h,0,1,3-3,凸轮轮廓曲线的设计,一、设计方法的根本原理：,1,(),反转法：,将整个机构加上一,个 ，保证各,构件间的相对运动,不变。,1,（）,相当于将凸轮固定在纸面上；从动件一方面绕凸轮轴以,角速度转动,另一方面按运动规,律在导路中移动；,1,(),导路也以 角,速度绕凸轮轴转动,从动件在各位置,上端点的连线便是,凸轮廓线。,1,(),反转法：,将整个机构加上一个 ，保证各,构件间的相对运动不变。相当于将凸轮固,定在纸面上；从动件与导路一方面绕凸轮,轴以 角速度转动,另一方面从动件,按运动规律在导路中移动；从动件在各位,置端点的连线便是凸轮廓线。,1,(),(),1,二.图解设计凸轮廓线：,1.偏置尖顶滚子直动从动件盘形凸,轮廓线的设计,已知：从动件运动规律（如图示），基,圆半径,r,min,滚子半径r,T,偏距e(导路偏,在转轴左侧），顺时针转动。求：满足,上述要求的凸轮廓线。,120,150,270,360,0,o,o,o,o,o,h,S,e,r,o,30,解：选,画出从动,件运动规,律。,S,设计步骤：,1）画出基圆，,偏心圆及导路,线,B,0,(C,0,)为从,动件尖顶的起,始点。,0,K,B,0,(C,0,),(),120,o,30,o,120,o,90,o,2)将位移线,图与基圆分,别等分成相,对应的若干,等份，1，2，,3.9；C,1,C,2,C,3,.C,9,.,C,5,C,4,C,3,C,2,C,1,C,9,C,8,C,7,C,6,1,2,3,6,7,8,5,4,9,3)过C,1,C,2,C,3,.C,9,各点作偏,心圆的切线，,沿各切线自基,圆起量取从动,件位移量即：,CiBi=ii,得反,转后的Bi点（,i 1,2,3.9),1,2,3,4,5,6,7,8,(B,9,),B,8,B,7,B,6,B,5,B,4,B,3,B,2,B,1,4）将B,0,B,1,B,2,.B,9,各点连成,光滑曲线，便,得到所求的凸,轮的理论廓线,；再以r,r,为半,径，以理论廓,线上各点为圆,心画圆包络实,际廓线。,理论廓线,实际廓线,2、平底从动件盘形凸轮廓线设计,:从动件运动规律,凸轮转向为顺时,针,基圆半径rmin。求:凸轮廓线。,r,min,180,360,0,o,o,o,S,2,解:选 ,画,出从动件运动,规律和凸轮的,起始位置.以,下步骤同上.,r,min,实际廓线,180,360,0,o,o,o,S,2,3、摆动尖顶(滚子)从动件盘形凸轮廓线设计,已知:从动件运动规律,r,min,凸轮与从动件,的中心距O,1,O,2,=a,从动件杆长O,2,B,0,=L,滚子半径,为r,T,凸轮顺时针转动,从动件摆动方向如图.,求:凸轮廓线。,0,180,360,o,o,o,a,L,O,1,O,2,B,0,解:选比例,画出从动件,运动规律和,凸轮的起始,位置.以下,步骤同上.,B,0,O,1,O,2,7,0,1,2,3,4,5,6,8,9,10,B,1,B,2,B,3,B,4,B,5,B,6,B,7,B,8,B,9,理论廓线,实际廓线,理论廓线:,滚子中心的轨迹线.,实际廓线:,凸轮的可见轮廓线.,尖顶从动件:,理论廓线与实际廓线重合。,滚子从动件:,理论廓线与实际廓线在法,线方向上互为等距曲线.,1、滚子半径选择,r,T,理论廓线,实际廓线,凸轮设计时应注意：,2、基圆半径对凸轮机构的影响,例题：图示为滚子从动,件盘形凸轮机构。试,用图解法作出：1凸,轮的基圆；2图示位,置的压力角a、,位移sy和,凸轮转角d；,3从动件,的升程 h,ymax和,凸轮的推,程运动,角d。,r,0,w,1,a,s,d,h,d,0,a),w,1,r,0,y,d,y,max,d,0,a,b),例2：图示凸轮机构，在图上标出以下各项：,1标出基圆半径rmin；2)标出从动件从起始位置,上升位移s2=20mm时凸轮的转角d1；3标出从动,件的升程h和推程运动角dt；4标出图示位置的,压力角a。,w,1,r,min,S,2,=20mm,d,1,d,t,h,a,
展开阅读全文