601-凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、 內(nèi)內(nèi) 容容應(yīng)用與分類應(yīng)用與分類推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪廓線曲線的設(shè)計(jì)凸輪廓線曲線的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 重重 點(diǎn)點(diǎn)幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)和應(yīng)用壓力角與機(jī)構(gòu)尺寸、機(jī)構(gòu)效率的關(guān)系盤形凸輪廓線曲線的設(shè)計(jì)一、應(yīng)用一、應(yīng)用配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)1 應(yīng)用與分類靠模機(jī)構(gòu)靠模機(jī)構(gòu)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)進(jìn)刀機(jī)構(gòu)二、分類二、分類1. 1. 按凸輪的形狀分：按凸輪的形狀分：2. 2. 按從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)形式分按從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)形式分: :3. 3. 按從動(dòng)桿形狀分：按從動(dòng)桿形狀分：盤形、移動(dòng)、圓柱盤形、移動(dòng)、圓柱移動(dòng)（直動(dòng)）、擺動(dòng)移動(dòng)（直動(dòng)）、擺動(dòng)尖頂、滾子、平底尖頂、滾子、平

2、底基圓基圓r0d01d0d02shd0推程、推程角、上停程角（遠(yuǎn)休）下停程角 (近休) 回程、回程角轉(zhuǎn)角、位移、升程2 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律d0偏置、偏距偏置、偏距 e 、偏距圓、偏距圓偏置凸輪的轉(zhuǎn)角、從動(dòng)桿的相對(duì)位置偏置凸輪的轉(zhuǎn)角、從動(dòng)桿的相對(duì)位置理論廓線、工作廓線理論廓線、工作廓線基圓半徑指的是理論廓基圓半徑指的是理論廓線上的最小向徑線上的最小向徑 .工理d01d0d0ewddw1一、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (直線位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律、 一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律)sdd0hvdd0adhwd0d0特點(diǎn)：特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、勻速進(jìn)給、amax 最小。 始點(diǎn)、末點(diǎn)有剛性沖擊。 適于低速、輕載、從動(dòng)桿質(zhì)量不大，以及要求勻速的情況

3、。二、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (拋物線位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律、二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律)sdd0hvdd0ad2hwd0d04hw2d0d0h特點(diǎn)特點(diǎn): amax 最小最小 慣性力小。慣性力小。 起、中、末點(diǎn)有軟性沖擊起、中、末點(diǎn)有軟性沖擊.適于中低速、中輕載適于中低速、中輕載.sdad三、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律)d0h0 1 2 3 4 5 6 7 812345678sdvd0 1 2 3 4 5 6 7 8d0phw2d0012345678p2hw22d020123456特點(diǎn): 加速度變化連續(xù)平緩. 始、末點(diǎn)有軟性沖擊.適于中低速、中輕載.0 1 2 3 4 5 6 7 8d078add

4、0phw2d0201246780 1 2 3 4 5 6 7 83四、正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 vd2hwd00123468d00 1 2 3 4 5 6 7 8557hp特點(diǎn)：特點(diǎn)： 加速度變化連續(xù)加速度變化連續(xù). a amax 最大最大. 對(duì)加工誤差敏感對(duì)加工誤差敏感.適于高中速、輕載適于高中速、輕載. (擺線投影位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律)d01 2 3 4 5 6 7 8dh123456s700ad五、幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的比較h等速等速余弦余弦d0等加等加正弦正弦等速的等速的 a amax 最小最小, 省力省力.正弦的正弦的 a amax 最大最大.a等速的等速的 vmax 最小最小, 安全安全.d0等加的

5、等加的 amax 最小，慣性小最小，慣性小.等速的等速的 a .正弦的正弦的 a 連續(xù)連續(xù).(動(dòng)量動(dòng)量 mvmax 最小最小, sdvd即沖力即沖力 f = mv/t 最小最小.)6. 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律 s = c0 + c1d d + c2d d2 2 + c3d d3 3 + + cnd dn .六、常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 1. 沒有任何要求、輕載、沒有任何要求、輕載、2. 低速、輕載，要求等速、低速、輕載，要求等速、adad小行程、手動(dòng)小行程、手動(dòng),可用圓弧或偏心圓可用圓弧或偏心圓.等位移等位移,3. 中低速、中輕載中低速、中輕載, 可用等加減速或余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用等加減速或

6、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律.可用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律.4. 較高速、輕載較高速、輕載, 可用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律.5. 組合型組合型.一、對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)桿例: 已知 r0、h、w 的方向、從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角: 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 h300 360 下停程解解: 1. 以以 m ms = 作位移曲線作位移曲線.sd03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 102. 以同樣的以同樣的 m ms 作凸輪廓線作凸輪廓線w0123456789103

7、 凸輪廓線曲線的設(shè)計(jì)二.對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)桿 已知: r0、h 、rt 、 w 的方向、 從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角.nn理論廓線工作廓線三、偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)桿 例. 已知: r0、h、e 、 w 的方向、凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 0180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 h300 360 下停程解: 1. 以 ms = 作位移曲線.2. 以同樣的 ms 作凸輪廓線w012345678910四、偏置滾子移動(dòng)從動(dòng)桿從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角:sd03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪相應(yīng)

8、轉(zhuǎn)角:例. 已知: r0、l2、l3 、 w1 的方向、五、尖頂擺動(dòng)從動(dòng)桿凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角f f從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律 01800 等速上升 ymw1l2ymr0l311800 2100 上停程2100 3000 等速下降 ym3000 3600 下停程解: 1. 以 my = 作位移曲線.2. 以 ml = 作凸輪廓線012345w1y1y2y3l223yd03600180021003000ym1 2 3 4 5 6 7 8 9 10六、滾子擺動(dòng)從動(dòng)桿七、擺動(dòng)從動(dòng)桿盤形凸輪的壓力角和從動(dòng)桿的相對(duì)位置nnvaw1d一、壓力角一、壓力角 a a 與驅(qū)動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)力 p pa a p當(dāng) a 大

9、于一定值, 將自鎖.一般, 推程 a = 30 (移動(dòng)) 35 45 (擺動(dòng)) 回程 a = 70 80 二、壓力角二、壓力角 a a 與效率與效率 h h a h a 過大將造成滑脫qq4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1. 凸輪副的瞬心凸輪副的瞬心(同速點(diǎn)同速點(diǎn)) 運(yùn)動(dòng)平面平行的三個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面平行的三個(gè)構(gòu)件的三個(gè)速度瞬心（同速點(diǎn)），必在三個(gè)速度瞬心（同速點(diǎn)），必在同一條直線上。同一條直線上。 高副接觸高副接觸, 速度瞬心在接觸點(diǎn)速度瞬心在接觸點(diǎn)公法線上公法線上. 據(jù)此據(jù)此, 接觸點(diǎn)公法線與連心線的接觸點(diǎn)公法線與連心線的交點(diǎn)交點(diǎn) pvp1 = vp2ab123p13p23p12三、壓力角三、壓力

10、角 a a 與基圓半徑與基圓半徑 r0即為凸輪付即為凸輪付 1、2 的瞬心的瞬心.三心定理三心定理o123pcvc1vc2o2. 壓力角壓力角 a a 與基圓半徑與基圓半徑 r0tga a = cpbc=op - - ocbc其中：其中： 據(jù)三心定理?yè)?jù)三心定理 vp1 = vp2 oc = e bc =即即: opw w = v 得得: op = v/w ws + s0= s +r02 - - e2從而從而 tga a =v/w w - - es +r02 - - e2 cbpa123s0顯然顯然, r0 a a 3. 偏置方向與壓力角偏置方向與壓力角凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng), 從動(dòng)桿應(yīng)右偏置從動(dòng)桿應(yīng)右偏置;凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng), 從動(dòng)桿應(yīng)左偏置從動(dòng)桿應(yīng)左偏置. swwver0四、凸輪基圓半徑的確定四、凸輪基圓半徑的確定 1.諾模圖2.經(jīng)驗(yàn)法確定 rb r0 r孔 rt r轂351) 結(jié)構(gòu)要求 r0 = r轂 + rt + (35) mm其中, 輪轂半徑2) 驗(yàn)算 amaxh等速余弦dl等加正弦等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律, amax 在起點(diǎn)處;其余運(yùn)動(dòng)規(guī)律, amax 在中點(diǎn)附近