機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第七章凸輪機(jī)構(gòu)ppt課件

1、第七章第七章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)7 71 1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和類(lèi)型7 72 2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律7 73 3 凸輪機(jī)輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)輪廓曲線的設(shè)計(jì)7 74 4 凸輪設(shè)計(jì)應(yīng)留意的幾個(gè)問(wèn)題凸輪設(shè)計(jì)應(yīng)留意的幾個(gè)問(wèn)題7 71 1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類(lèi)構(gòu)造：三個(gè)構(gòu)件、盤(pán)構(gòu)造：三個(gè)構(gòu)件、盤(pán)(柱柱)狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。作用：將延續(xù)回轉(zhuǎn)作用：將延續(xù)回轉(zhuǎn) = 從動(dòng)件直線挪動(dòng)或擺動(dòng)。從動(dòng)件直線挪動(dòng)或擺動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：可精確實(shí)現(xiàn)恣意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡(jiǎn)單緊湊。優(yōu)點(diǎn)：可精確實(shí)現(xiàn)恣意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡(jiǎn)單緊湊。缺陷：高副，線接觸，易磨損，傳力不

2、大。缺陷：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。運(yùn)用：內(nèi)燃機(jī)運(yùn)用：內(nèi)燃機(jī) 、牙膏消費(fèi)等自動(dòng)線、補(bǔ)、牙膏消費(fèi)等自動(dòng)線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。分類(lèi)：分類(lèi)：1)按凸輪外形分：盤(pán)形、按凸輪外形分：盤(pán)形、 挪動(dòng)、挪動(dòng)、 圓柱凸輪圓柱凸輪 ( 端面端面 ) 。2)按推桿外形分：尖頂、按推桿外形分：尖頂、 滾子、滾子、 平底從動(dòng)件。平底從動(dòng)件。特點(diǎn)：特點(diǎn)：尖頂構(gòu)造簡(jiǎn)單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；尖頂構(gòu)造簡(jiǎn)單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；滾子滾子磨損小，運(yùn)用廣；磨損小，運(yùn)用廣；平底平底受力好、光滑好，用于高速傳動(dòng)。受力好、光滑好，用于高速傳動(dòng)。實(shí)例實(shí)例12刀架刀架o3).按推桿運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng)按推桿運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng)(

3、對(duì)心、偏置對(duì)心、偏置)、 擺動(dòng)擺動(dòng)4).按堅(jiān)持接觸方式分：按堅(jiān)持接觸方式分：力封鎖重力、彈簧等力封鎖重力、彈簧等內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)幾何外形封鎖幾何外形封鎖(凹槽、等寬、等徑、主回凸輪凹槽、等寬、等徑、主回凸輪)r1r2r1+r2 =constW凹凹槽槽凸凸輪輪主主回回凸凸輪輪等等寬寬凸凸輪輪等等徑徑凸凸輪輪優(yōu)點(diǎn)：只需求設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得優(yōu)點(diǎn)：只需求設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得恣意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且構(gòu)造簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。恣意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且構(gòu)造簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺陷：線接觸，容易磨損。缺陷：線接觸，容易磨損。繞線機(jī)構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)312A線線運(yùn)

4、用實(shí)例：運(yùn)用實(shí)例：3皮帶輪皮帶輪5卷帶輪卷帶輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵放音鍵2摩擦輪摩擦輪413245放音鍵放音鍵卷帶輪卷帶輪皮帶輪皮帶輪摩擦輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)132送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)00ots7 72 2 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本義務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本義務(wù): : 1) 1)根據(jù)任務(wù)要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的方式根據(jù)任務(wù)要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的方式; ;名詞術(shù)語(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)：一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基圓、基圓、推程運(yùn)動(dòng)角、推程運(yùn)動(dòng)角、基圓半徑、基圓半徑、推程、推程、遠(yuǎn)休止角、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程、回程、近休止角、近休止角、

5、行程。一個(gè)行程。一個(gè)循環(huán)循環(huán)rminhA而根據(jù)任務(wù)要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前提。2)2)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律; ;3)3)合理確定構(gòu)造尺寸合理確定構(gòu)造尺寸; ;4)4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。設(shè)計(jì)輪廓曲線。01010202DBCB00運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推桿在推程或回程時(shí)，其位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推桿在推程或回程時(shí)，其位移S S、速度、速度V V、 和加速度和加速度a a 隨時(shí)間隨時(shí)間t t 的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。方式：多項(xiàng)式、三角函數(shù)。方式：多項(xiàng)式、三角函數(shù)。S=S(t)S=S(t)V=V(t)V=V(t)a=a(t)a=a(t)位移曲線位移曲線otsr0hBA010100000202DBC邊境

6、條件：邊境條件： 凸輪轉(zhuǎn)過(guò)推程運(yùn)動(dòng)角凸輪轉(zhuǎn)過(guò)推程運(yùn)動(dòng)角00從動(dòng)件上升從動(dòng)件上升h h一、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律普通表達(dá)式：普通表達(dá)式：s=C0+ C1+ C22+Cnn (1)s=C0+ C1+ C22+Cnn (1)求一階導(dǎo)數(shù)得速度方程：求一階導(dǎo)數(shù)得速度方程： v = ds/dt v = ds/dt求二階導(dǎo)數(shù)得加速度方程：求二階導(dǎo)數(shù)得加速度方程：a =dv/dt =2 C22+ 6C32+n(n-1)Cn2n-2a =dv/dt =2 C22+ 6C32+n(n-1)Cn2n-2其中：其中：凸輪轉(zhuǎn)角，凸輪轉(zhuǎn)角，d/dt=d/dt=凸輪角速度凸輪角速度, , Ci Ci待定系數(shù)。待定

7、系數(shù)。= C1+ 2C2+nCnn-1= C1+ 2C2+nCnn-1凸輪轉(zhuǎn)過(guò)回程運(yùn)動(dòng)角凸輪轉(zhuǎn)過(guò)回程運(yùn)動(dòng)角0 0從動(dòng)件下降從動(dòng)件下降h h在推程起始點(diǎn)：在推程起始點(diǎn)：=0=0， s=0 s=0代入得：代入得：C0C00 0， C1 C1h/0h/0推程運(yùn)動(dòng)方程：推程運(yùn)動(dòng)方程： s s h/0 h/0 v h/0s0vah在推程終止點(diǎn)：在推程終止點(diǎn)：=0=0，s=hs=h+剛性沖擊剛性沖擊s = C0+ C1+ C22+Cnnv = C1+ 2C2+nCnn-1a = 2 C22+ 6C32+n(n-1)Cn2n-2同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：同理得回程運(yùn)動(dòng)方程： s sh(1-/h(1-/ 0 ) 0

8、 )v-h/0a0a 01.1.等速運(yùn)動(dòng)一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律2. 等加等減速二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加等減速二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。推程加速上升段邊境條件：推程加速上升段邊境條件：起始點(diǎn)：起始點(diǎn)：=0=0， s=0 s=0， v v0 0中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：=0 /2=0 /2，s=h/2 s=h/2 求得：求得：C0C00 0， C1 C10 0，C2C22h/022h/02加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s 2h2/02 v 4h/02a 4h2/02h/20 0h/2推程減速上升段邊境條件：

9、推程減速上升段邊境條件：終止點(diǎn)：終止點(diǎn)：=0=0， s=h s=h， v v0 0中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：=0 /2=0 /2，s=h/2 s=h/2 求得：求得：C0C0h h， C1 C14h/04h/0， C2 C2-2h/02 -2h/02 減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s h-2h(-0)2/02 1svv -4h(-0)/02 a -4h2/022 35462h/02h/0柔性沖擊柔性沖擊4h2/024h2/02a重寫(xiě)加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：重寫(xiě)加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s 2h2/02 v 4h/02a 4h2/0233.五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移方程：位移方程：

10、s=10h(/0)3 s=10h(/0)315h (/0)4+6h 15h (/0)4+6h (/0)5(/0)5s svah00無(wú)沖擊，適用于高速凸輪。無(wú)沖擊，適用于高速凸輪。h0s sa二、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.1.余弦加速度余弦加速度( (簡(jiǎn)諧簡(jiǎn)諧) )運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程： s sh1-cos(/0)/2 h1-cos(/0)/2 v hsin(/0)/20a 2h2 cos(/0)/202 回程： sh1cos(/0)/2 v-hsin(/0)/20a-2h2 cos(/0)/202123 456v vVmax=1.57h/2Vmax=1.57h/20 0在起

11、始和終止處置論上在起始和終止處置論上a a為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。123456savh002.2.正弦加速度擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程：s sh/0-sin(2/0)/2 h/0-sin(2/0)/2 vh1-cos(2/0)/0a2h2 sin(2/0)/02 回程： sh1-/0 +sin(2/0)/2 vhcos(2/0)-1/0a-2h2 sin(2/0)/02無(wú)沖擊無(wú)沖擊vsahooo00正弦改良等速正弦改良等速三、改良型運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、改良型運(yùn)動(dòng)規(guī)律將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善運(yùn)動(dòng)特性。運(yùn)動(dòng)特性。+-vsahooo001

12、.1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理7 73 3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)圖解法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓圖解法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓2.2.用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線1)1)對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪3)3)滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪4)4)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪2)2)偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪5)5)擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理反轉(zhuǎn)原理：反轉(zhuǎn)原理：根據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法根

13、據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如： 給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以-時(shí)，不影響各構(gòu)件之間時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。尖頂凸輪繪制動(dòng)畫(huà)尖頂凸輪繪制動(dòng)畫(huà)滾子凸輪繪制動(dòng)畫(huà)滾子凸輪繪制動(dòng)畫(huà)O O-3 31 12 23 33 31 11 12 22 260rmin120-1對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑輪的基圓半徑rmin，角速度，角速度和從動(dòng)件和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，

14、設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺ll作基圓作基圓rminrmin。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。1.1.對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪135782345 67 8910111213149090A1876543214131211109二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的繪制二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的繪制 6012090 901 3 5

15、 7 8911 13 15s91113121410911 13 151 3 5 7 8O OeA A偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑知凸輪的基圓半徑rmin，角速度，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏心距和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。2.2.偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪13578911131214-612345781514131211109設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺ll作基圓作基圓rmin; rmin; 反向等分各運(yùn)動(dòng)角反向等分各運(yùn)動(dòng)角; ; 確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)

16、的位置確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置; ; 將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8 動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà) 6012090 90ss911 13 151 3 5 7 8rminA120-1設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺ll作基圓作基圓rminrmin。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)銜接成一

17、條光滑曲線。135789111312142345 67 8910111213146090901876543214131211109實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓實(shí)踐輪廓實(shí)踐輪廓作各位置滾子圓的內(nèi)作各位置滾子圓的內(nèi)( (外外) )包絡(luò)線。包絡(luò)線。3.3.滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑基圓半徑rmin，角速度，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。 6012090 90aa任務(wù)輪廓的曲率半徑，任務(wù)輪廓的曲率半徑，實(shí)際輪廓的曲率半徑，實(shí)際輪廓的曲率半徑， rT rT滾子半徑滾子

18、半徑rT rT aarT0rT rT 輪廓失真輪廓失真滾子半徑確實(shí)定滾子半徑確實(shí)定aarT rT rT rT aarTrT0 0輪廓正常輪廓正常輪廓變尖輪廓變尖內(nèi)凹內(nèi)凹aarTrTrT rT rT aarT rT 輪廓正常輪廓正常外凸外凸rTaas911 13 151 3 5 7 8rmin對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑輪的基圓半徑rmin，角速度，角速度和從動(dòng)件和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：選比例尺選比例尺ll作基圓作基圓rminrmin。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。反向

19、等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。4.4.對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪8765432191011121314-A13578911131214123456781514131211109 6012090 90對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真景象。對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真景象。Ormin可經(jīng)過(guò)增大可經(jīng)過(guò)增大rmin處理此問(wèn)處理此問(wèn)題。題。rmin120B111rmin 6012090 90s擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪

20、機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑rmin，角，角速度速度，擺桿長(zhǎng)度，擺桿長(zhǎng)度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的間隔的間隔d，擺桿角位移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。，擺桿角位移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。三、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)三、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)12345 6 7 85678B1 B2B3B4B5B6B7B860 90 -dABl1 2 3 4B222B333B444B555B666B777A1A2A3A4A5A6A7A8B0OBS0S解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓從圖解法的缺陷引出解析法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)果：求出輪廓曲線的解析表達(dá)式結(jié)果：求出輪廓曲線的解析表達(dá)式-知

21、條件：知條件：e e、rminrmin、rTrT、S=S()S=S()、及其方向。及其方向。實(shí)際輪廓的極坐標(biāo)參數(shù)方程：實(shí)際輪廓的極坐標(biāo)參數(shù)方程：= (S+S0)2 + e2= (S+S0)2 + e2原理：反轉(zhuǎn)法。原理：反轉(zhuǎn)法。=+=+0 0其中：其中： S0 = r2min e2 S0 = r2min e2tg0 = e/ S0tg0 = e/ S0tg = e/(S + S0)tg = e/(S + S0)-即B點(diǎn)的極坐標(biāo)rT (+0) (+0) (+)(+)= =兩對(duì)頂角相等 e ermin參數(shù)方程。參數(shù)方程。 S00其中：其中： tg tg=B0BO1-11nn實(shí)踐輪廓方程是實(shí)際輪廓的

22、等距曲線。由高等數(shù)學(xué)可實(shí)踐輪廓方程是實(shí)際輪廓的等距曲線。由高等數(shù)學(xué)可知：等距線對(duì)應(yīng)點(diǎn)具有公共的法線。知：等距線對(duì)應(yīng)點(diǎn)具有公共的法線。T = 2 + r2Tm-2rTcosT = 2 + r2Tm-2rTcosT =+T =+實(shí)踐輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的實(shí)踐輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的 T T 位置：位置：位于實(shí)際輪廓位于實(shí)際輪廓 B B 點(diǎn)法線點(diǎn)法線 n-n n-n 與滾子圓的交線上。與滾子圓的交線上。 T= arctg= arctgT T點(diǎn)的極坐標(biāo)參數(shù)方程為：點(diǎn)的極坐標(biāo)參數(shù)方程為：由圖有：由圖有： =+ =+其中：其中： tg = S + r2min + e2ds/d erT sin - rT cos 直接援用前面

23、的結(jié)論TT本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律：特性及作圖法；常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律：特性及作圖法；實(shí)際輪廓與實(shí)踐輪廓的關(guān)系；實(shí)際輪廓與實(shí)踐輪廓的關(guān)系；凸輪壓力角凸輪壓力角與基圓半徑與基圓半徑rmin的關(guān)系；的關(guān)系；掌握用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的步驟與方法；掌握用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的步驟與方法；掌握解析法在凸輪輪廓設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。掌握解析法在凸輪輪廓設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。直角坐標(biāo)參數(shù)方程為：直角坐標(biāo)參數(shù)方程為：x = T cos T y = T sin T 7 74 4 凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)該留意的幾個(gè)問(wèn)題凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)該留意的幾個(gè)問(wèn)題1 1、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角3 3、滾子推桿滾子半徑的選擇、滾

24、子推桿滾子半徑的選擇4 4、平底推桿底尺寸確實(shí)定、平底推桿底尺寸確實(shí)定2 2、凸輪基圓半徑確實(shí)定、凸輪基圓半徑確實(shí)定OB設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，除了要求從動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，還希望凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造緊湊，受力情況良好。而這與壓力角有很大關(guān)系。定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)B速度方向間的夾角速度方向間的夾角 F F，假設(shè)假設(shè)大到一定程度時(shí)，會(huì)有：大到一定程度時(shí)，會(huì)有：機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角nn一、壓力角與作用力的關(guān)系一、壓力角與作用力的關(guān)系不思索摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。不思索摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。FFFF-有用分力有用分力, 沿導(dǎo)路

25、方向沿導(dǎo)路方向F-有害分力，垂直于導(dǎo)有害分力，垂直于導(dǎo)路路F=F tg F 一定時(shí)，一定時(shí)， Ff Ff F FFfFf為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常任務(wù)，要求：為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常任務(wù)，要求： OB二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系P點(diǎn)為速度瞬心，點(diǎn)為速度瞬心， 于是有：于是有：v=lOPr m i n r m i n = 30= 30 - -直動(dòng)從動(dòng)件；直動(dòng)從動(dòng)件；= 35= 354545-擺動(dòng)從動(dòng)件；擺動(dòng)從動(dòng)件；= 70= 708080-回程?；爻獭nP lOP =v / eds/d= ds/d= lOC + lCP lCP = lOC = elCP = ds/

26、d - e tg = S + r2min - e2ds/d - eC (S+S0 )tg S0= r2min-e2假設(shè)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果假設(shè)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果，可增大，可增大rmin rmin s0sDvvrminrminds/dOB 得：得： tg = S + r2min - e2ds/d + enn同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心左側(cè)時(shí)，有：同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心左側(cè)時(shí)，有：lOP =lCP- lOC lCP = ds/d + e 于是：于是： tg = S + r2min - e2ds/d ee“+ 用于導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)；用于導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)；“- 用于導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)；用于導(dǎo)路和瞬心位于中心同

27、側(cè)；顯然，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。顯然，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。留意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回留意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回 程壓力角，故偏距程壓力角，故偏距 e 不能太大。不能太大。PC lCP = (S+S0 )tg S0= rmin2-e2rminrmins0sDnn提問(wèn)：對(duì)于平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)：提問(wèn)：對(duì)于平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)： ？0 0vOr r0 02凸輪基圓半徑確實(shí)定tan(ds/d)e/r02e2)1/2s在偏距一定，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律知的條件下，可減小壓力角，加大基圓半徑r0，從而改善機(jī)構(gòu)的傳力特性。 但機(jī)構(gòu)的尺寸會(huì)增大。2凸輪基圓半徑確實(shí)定 凸輪基圓半徑確實(shí)定的原那么是：應(yīng)在滿足max的條件下，合理確實(shí)定凸