资源描述
1已知：已知：基圆半径基圆半径 r0 =30mm，偏，偏e=12mm, 凸轮以等角速度凸轮以等角速度逆时针转动，从动件逆时针转动，从动件在推程中按等速运动规律上升，升程在推程中按等速运动规律上升，升程 h=40mm，从动件在回程中以等，从动件在回程中以等 加速等减加速等减速运动规律下降返回原处。速运动规律下降返回原处。120,60,180s2（1）选比例尺选比例尺 作从动件位移线图，在作从动件位移线图，在轴上将轴上将3600分成分成若干等份（推程、回程等份数可不同）得到若干等份（推程、回程等份数可不同）得到11,、22,，。（2）用与位移曲线相同的长度比例尺，以用与位移曲线相同的长度比例尺，以o为圆心、以为圆心、以 r0为半径作基圆，以为半径作基圆，以e为半为半径作偏距圆，按从动件偏置方向作从动件的起始位置线径作偏距圆，按从动件偏置方向作从动件的起始位置线KC0 , 此基圆与起始位置线此基圆与起始位置线KC0的交点的交点Co，便是从动件尖顶的起始位置。，便是从动件尖顶的起始位置。（3）自自OC0沿沿的相反方向取角度的相反方向取角度 并将它们各分成并将它们各分成与位移线图对应的若干等分，得与位移线图对应的若干等分，得 C1、C2、C3 等诸点。等诸点。（4）过过C1、C2、C3 等诸点作偏距圆的切线，它们便是反转后从动件导路的各等诸点作偏距圆的切线，它们便是反转后从动件导路的各个位置。个位置。（5）沿以上各切线自基圆开始量取从动件相应的位移量，即取线段沿以上各切线自基圆开始量取从动件相应的位移量，即取线段 B1C 1=11, ,B2C 2=22, , 得得 B1 、B2 等各点，这些点即为反转后尖底的等各点，这些点即为反转后尖底的一系列位置。一系列位置。（6）将将Bo 、 B1 、B2 等各点连成光滑曲线即得到凸轮轮廓曲线。等各点连成光滑曲线即得到凸轮轮廓曲线。,1,3mmmmmml120,60,180s作图步骤：作图步骤：oS21801206012 3 4 5 67 8 910h12345678910120,60,180s3（1）按已设计好的运动规律作出按已设计好的运动规律作出 位移线图；位移线图；-（2）按基本按基本 尺寸作出凸轮机构的尺寸作出凸轮机构的 初始位置；初始位置；（3）按按- 方向划分偏距圆得方向划分偏距圆得 c0、 c1、c2等点；并过这等点；并过这 些点作些点作 偏距圆的切线，即为反转导路线；偏距圆的切线，即为反转导路线；c1c2c3c4c5c6c7c0er0O180B1B3B4B2B5B8（4）在各反转导路线上量取与位移在各反转导路线上量取与位移 图相应的位移，得图相应的位移，得B1、B2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。等点，即为凸轮轮廓上的点。oS21801206012 3 4 5 67 8 910hB6c10c8c9B7120B9B1060B0120,60,180s4r0B0理论轮廓曲线理论轮廓曲线实际轮廓曲线实际轮廓曲线rT注意：注意：（1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；（2）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。作图步骤：作图步骤：（1）将滚子中心看作是尖顶从动件）将滚子中心看作是尖顶从动件的尖顶，按照前述方法画出尖顶从动的尖顶，按照前述方法画出尖顶从动件的凸轮轮廓曲线，该曲线称为凸轮件的凸轮轮廓曲线，该曲线称为凸轮的理论轮廓曲线。的理论轮廓曲线。（2）以理论轮廓曲线上各点为圆心，）以理论轮廓曲线上各点为圆心，以滚子半径以滚子半径 rT为半径画一系列圆，作为半径画一系列圆，作这些圆的包络线（与每个小圆相切，这些圆的包络线（与每个小圆相切，每个圆只切一次每个圆只切一次-圆的公切线），此圆的公切线），此包络线即为所求的凸轮的实际轮廓线。包络线即为所求的凸轮的实际轮廓线。5-sO2180120601 2 3 4 5 67891021180120平底凸轮机构62max18012060o12 3 4 5 67 8 910B1LB0OA0ar00AB max72max18012060o12 3 4 5 67 8 910（1）作出角位移线图；作出角位移线图；（2）作初始位置；作初始位置；A1A2A3A6A7A8A9A10A400000000000r0B0L18060120B1B2B3B4B5B6B7B8B9B101C12C23C3C4C5C6C7C8C9C10ROA0a- （3）按按- 方向划分圆方向划分圆R得得A0、 A1、A2等点；即得机架等点；即得机架 反转的一系列位置；反转的一系列位置；（4）找从动件反转后的一系找从动件反转后的一系列位置，列位置，得得 C1、C2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。等点，即为凸轮轮廓上的点。A58一、一、凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角三、三、滚子从动件滚子半径的选择二、二、凸轮基圆半径的确定第四节第四节 凸轮机构的压力角和基本尺寸凸轮机构的压力角和基本尺寸9一、凸轮机构的压力角一、凸轮机构的压力角o1AnnQFF2F1v21. 压力角压力角 ： 在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下，机在不计摩擦力、重力、惯性力的条件下，机构中驱使构中驱使从动件从动件运动的运动的力的方向线力的方向线与与从动从动件件上上受力点的速度方向线受力点的速度方向线所夹的锐角。所夹的锐角。Q作用在作用在从动件上的载荷从动件上的载荷F凸轮对从动件的作用力凸轮对从动件的作用力sincos21FFFF越小，受力越好。越小，受力越好。2. 压力角与凸轮机构受力情况的关系压力角与凸轮机构受力情况的关系推动从动件运动的有效分力推动从动件运动的有效分力阻碍从动件运动的有害分力阻碍从动件运动的有害分力第四节第四节 凸轮机构的压力角和基本尺寸凸轮机构的压力角和基本尺寸10sincos21FFFF推动从动件运动的有效分力推动从动件运动的有效分力阻碍从动件运动的有害分力阻碍从动件运动的有害分力当当 增大到某一数值时，有害分力增大到某一数值时，有害分力F2引起的引起的摩擦阻力大于有效分力摩擦阻力大于有效分力F1，此时无论凸轮给，此时无论凸轮给从动件的作用力有多大，都不能推动从动件从动件的作用力有多大，都不能推动从动件运动，这种现象称为机构的自锁。运动，这种现象称为机构的自锁。结论：结论：从避免机构的自锁，使机构具有良好从避免机构的自锁，使机构具有良好的受力状况来看，的受力状况来看， 越小越好。越小越好。11 设计凸轮机构时务必使设计凸轮机构时务必使 max 许用压力角的推荐值：许用压力角的推荐值：推程时推程时对于移动从动件，对于移动从动件， =30对于摆动从动件，对于摆动从动件， =3545回程时：回程时： =708012OB3、压力角与凸轮机构尺寸之间的关系、压力角与凸轮机构尺寸之间的关系P点为速度瞬心，点为速度瞬心， 于是有：于是有：v=lOPr r0 0 nnP lOP =v / eds/d= ds/d= lOC + lCP lCP = lOC = elCP = ds/d - - e tg = S + r20 - e2ds/d - - eC (S+S0 )tg S0= r20 -e2若发现设计结果若发现设计结果 ，可增大可增大r0 s0sDvvr r0 013ds/dOB 得：得： tg = S + r20 - e2ds/d + + enn同理，当导路位于中心左侧时，有：同理，当导路位于中心左侧时，有：lOP =lCP- - lOC lCP = ds/d + + e 于是：于是： tg = S + r20 - e2ds/d ee“+ +” 用于导路和瞬心位于中心两侧；用于导路和瞬心位于中心两侧；“- -” 用于导路和瞬心位于中心同侧；用于导路和瞬心位于中心同侧；显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。注意：注意：用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回 程压力角，故偏距程压力角，故偏距 e 不能太大。不能太大。PC lCP = (S+S0 )tg S0= r02 -e2r r0 0s0sD14oAnnQ1Fv2Bnn2F15oAv2F1nnv2nn2BF16vcABC12F 17二、凸轮基圆半径的确定在偏距一定，从动件的运动规律已知的条件下，可减小压力角，加大基圆半径r0，从而改善机构的传力特性。 但机构的尺寸会增大。（2）凸轮基圆半径的确定）凸轮基圆半径的确定 凸轮基圆半径的确定的原则是：应在满足max的条件下，合理的确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。先按满足推程压力角的条件来确定基圆半径r0，即r0 =(ds/d-e)/tan-s2+e21/2（1）凸轮机构的压力角与基圆半径的关系S + r20 - e2220erseddstan18凸轮与轴分开加工时，凸轮与轴分开加工时，ro(0.81)dsds为凸轮轴直径为凸轮轴直径rods还要考虑满足凸轮的结构及强度的要求：当凸轮和轴做成一体时，凸轮廓线的最小半径应大于轴的半径。
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