教育专题:凸轮轮廓曲线的设计

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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理:,1,A,3,2,1,起始位置,凸轮与从动件,A,点接触,,凸轮以,1,逆时针转过,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理:,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置,凸轮与从动件,A,点接触,,凸轮以,1,逆时针转过,1,s,A,3,2,1,B,A,从动件上升,s,将整个机构沿 -,1,转过,角,A,A,B,接触,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理:,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置,凸轮与从动件,A,点接触,,凸轮以,1,逆时针转过,从动件上升,s,将整个机构沿 -,1,转过,角,A,A,B,接触,A,A,s,1,1,B,3,2,A,1,B1,s,凸轮未动,从动、导路反转,,运动规律不变。,反转法:,假定凸轮不动,使推杆反,转并,在导路中作预期的运动,则,尖顶的轨迹,凸,轮廓线。,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理:,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置,凸轮与从动件,A,点接触,,凸轮以,1,逆时针转过,从动件上升,s,将整个机构沿 -,1,转过,角,A,A,B,接触,A,A,s,1,1,B,3,2,A,1,B1,s,凸轮未动,从动、导路反转,,运动规律不变。,反转法:,假定凸轮不动,使推杆反,转并,在,导,路中作预期的运动,则,尖顶的轨迹,凸,轮廓线。,-,(4)量取相应位移量,(2)作基圆,取起始点,B,0,(3),沿,-,1,分基圆为,0,、,01,、,0,、,02,且等分,0,、,0,C,1,C,9,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,C,10,0,01,0,02,B,0,O,-,1,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(一)直动尖顶推杆盘形凸轮机构,1、对心凸轮机构,已知:,s,2,=,s,2,(,)、,r,0,、,1,(,逆时针),设计凸轮廓线,步骤:,(1),作位移线图,s,2,-,,,且等分,0,、,0,(,或列表计算,),(4)量取相应位移量,(2)作基圆,取起始点,B,0,(3),沿,-,1,分基圆为,0,、,01,、,0,、,02,且等分,0,、,0,C,1,C,9,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,C,10,0,01,0,02,B,0,O,-,1,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(一)直动尖顶推杆盘形凸轮机构,1、对心凸轮机构,已知:,s,2,=,s,2,(,)、,r,0,、,1,(,逆时针),设计凸轮廓线,步骤:,(1),作位移线图,s,2,-,,,且等分,0,、,0,(,或列表计算,),(4)量取相应位移量,(2)作基圆,取起始点,B,0,(3),沿,-,1,分基圆为,0,、,01,、,0,、,02,且等分,0,、,0,C,1,C,9,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,C,10,0,01,0,02,B,0,O,-,1,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(一)直动尖顶推杆盘形凸轮机构,1、对心凸轮机构,已知:,s,2,=,s,2,(,)、,r,0,、,1,(,逆时针),设计凸轮廓线,步骤:,(1),作位移线图,s,2,-,,,且等分,0,、,0,(,或列表计算,),B,1,B,2,B,3,B,4,B,5,B,6,B,7,B,8,B,9,B,10,(5)光滑,连接,B,0,、,B,1,、,B,2,B,0,凸轮廓线,。,也可以根据位移方程,列表求出推杆在各分点的位移,8,120,6,90,4,2,0,S(mm),60,30,0,(),二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、偏置凸轮机构,已知:,s,2,=,s,2,(,)、,r,0,、,1,(,逆时针),设计凸轮廓线,(一)直动尖顶推杆盘形凸轮机构,分析:,推杆与凸轮回转中心始终保持距离,e,偏距圆,以,O,为圆心、,e,为半径的圆,推杆的运动方向总是与偏距圆相切,1,1,A,3,2,e,O,所以从动件的,位移量应该在各切线,上量取,,其余步骤与对心从动件盘形凸轮设计方法雷同。,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、偏置凸轮机构,已知:,s,2,=,s,2,(,)、,r,0,、,1,(,逆时针),设计凸轮廓线,(一)直动尖底推杆盘形凸轮机构,分析:,推杆与凸轮回转中心始终报纸距离,e,偏距圆,以距离,e,为半径作的圆,推杆的运动方向总是与偏距圆相切,1,1,A,3,2,e,O,所以从动件的,位移量应该在各切线,上量取,,其余步骤与对心从动件判刑凸,设计方法雷同。,r,0,1,2,3,4,5,e,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(二)滚子推杆盘形凸轮机构,分析:,1,1,A,3,2,e,O,滚子中心,从动件的运动规律,中心轨迹与凸轮廓线,等距曲线,中心,尖顶,凸轮廓线,理论廓线,以,理论廓线为圆心,以,滚子半,径,r,r,为,半径作一系列小圆,包,络线,实际廓线,理论廓线,实际廓线,r,0,一理论廓线的基圆半径,r,0,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(二)滚子推杆盘形凸轮机构,分析:,1,1,A,3,2,e,O,滚子中心,从动件的运动规律,中心轨迹与凸轮廓线,等距曲线,中心,尖顶,凸轮廓线,理论廓线,以,理论廓线为圆心,以,滚子半,径,r,r,为,半径作一系列小圆,包,络线,实际廓线,理论廓线,实际廓线,r,0,一理论廓线的基圆半径,r,0,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(三,),平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点,从动件的运动规律,交点,尖顶,,一系列平底位置,包络线,凸轮廓线,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(三,),平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点,从动件的运动规律,交点,尖顶,,一系列平底位置,包络线,凸轮廓线,r,0,实际廓线,理论廓线,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(三,),平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点,从动件的运动规律,交点,尖顶,,一系列平底位置,包络线,凸轮廓线,r,0,实际廓线,理论廓线,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(四,),摆动推杆盘形凸轮机构,分析:,尖顶推杆,运动规律:,s,(,t,),(,t,),或,s,(,),(,),设计原理与直动从动件类似反转法,摆杆长,AB,、,中心距,AO,不变,初始角,0,不变,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(四,),摆动推杆盘形凸轮机构,分析:,尖顶推杆,运动规律:,s,(,t,),(,t,),或,s,(,),(,),设计原理与直动从动件类似反转法,摆杆长,AB,、,中心距,AO,不变,初始角,0,不变,B,B,1,B,2,1,2,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(四,),摆动推杆盘形凸轮机构,1,2,3,4,3,9,1,2,4,5,6,7,8,10,11,A,r,0,L,B,5,5,B,3,3,2,B,2,1,A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,B,3,B,1,B,2,B,4,B,5,B,B,1,B,4,4,O,1,1,2,注意:,1)位移线图纵坐标为角度参量。,2)若以,s,=,L,作为,纵坐标,通过截取作图,其解为近似解。,3)若从动件为滚子或平底,其解,同前述。,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(四,),摆动推杆盘形凸轮机构,1,2,3,4,3,9,1,2,4,5,6,7,8,10,11,A,r,0,L,B,5,5,B,3,3,2,B,2,1,A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,B,3,B,1,B,2,B,4,B,5,B,B,1,B,4,4,O,1,1,2,注意:,1)位移线图纵坐标为角度参量。,2)若以,s,=,L,作为,纵坐标,通过截取作图,其解为近似解。,3)若从动件为滚子或平底,其解,同前述。,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(五,),直动推杆圆柱凸轮机构,若取作图比例与原机构相同,则位移运动线图就是凸轮,理论廓线的展开图。,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(五,),直动推杆圆柱凸轮机构,若取作图比例与原机构相同,则位移运动线图就是凸轮,理论廓线的展开图。,S,2,R,1,2,3,4,5,6,7,8,-,V,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,(六,),摆动推杆圆柱凸轮机构,A,L,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,2,R,1,3,5,2,4,6,9,7,8,10,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,建立,B,点封闭矢量方程,向,x,、,y,轴投影,得凸轮理论廓线:,r,x,y,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,建立,B,点封闭矢量方程,向,x,、,y,轴投影,得凸轮理论廓线:,r,x,y,实际廓线:,“-”用于内包络,“+”用于外包络,n,n,(,x,y,),理论廓线,内包络线,外包络线,r,r,(,x,y,),B,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,建立,B,点封闭矢量方程,向,x,、,y,轴投影,得凸轮理论廓线:,r,x,y,实际廓线:,“-”用于内包络,“+”用于外包络,d,x,/d,-,d,y,/d,注意:,偏距,e,是有符号的。偏于接触点处凸轮速度的反方向为正,反之为负。,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,r,x,y,n,n,(,x,y,),理论廓线,内包络线,外包络线,r,r,(,x,y,),B,实际廓线:,刀具轨迹中心方程式,只要将包络线方程中的,r,r,换成,|,r,r,-,r,c,|,即可,。,r,c,r,c,r,r,r,c,r,r,r,c,r,r,理论廓线,实际廓线,刀具中心轨迹,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、对心平底推杆盘形凸轮机构,n,n,凸轮与推杆的瞬心,P,r,建立封闭矢量方程,投影得凸轮实际廓线(,s,o,=,r,o,)坐标,:,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构,建立,B,点封闭矢量方程,投影得凸轮廓线,B,点坐标,:,r,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构,建立,B,点封闭矢量方程,投影得凸轮廓线,B,点坐标,:,r,9-4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸:,基圆半径,滚子半径,平底长度,中心距,一、凸轮机构的压力角与作用力,定义,:,推杆受力方向与其运动方向的夹角为压力角,(,不考虑摩擦),。,推杆受力:,G,、,F,、,F,R1,、,F,R2,平衡条件:,F,x,=,0,、,F,y,=,0,、,M,B,=,0,9-4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸:,基圆半径,滚子半径,平底长度,偏心距,一、凸轮机构的压力角与作用力,定义,:,推杆受力方向与其运动方向的夹角为压力角,(,不考虑摩擦),。,推杆受力:,G,、,F,、,F,R1,、,F,R2,平衡条件:,F,x,=,0,、,F,y,=,0,、,M,B,=,0,讨论,:,1、,F,传力性能,2、,分母为零时,F,自锁,临界压力角,c,:,3、,不同位置处压力角不同,通常,max,r,r,正常外凸廓线,=,r,r,a,=,-,r,r,=0,r,r,a,=,-,r,r,0,廓线变尖,廓线交叉被切,取,r,r,0.8,min,(,外凸部分最小曲率
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