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)凸輪機(jī)構(gòu)：是一種高副機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)：是一種高副機(jī)構(gòu)。廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，尤其廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械，尤其是自動(dòng)機(jī)械中。是自動(dòng)機(jī)械中。 第七章第七章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)的分類7.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類1-凸輪 2-氣閥 3-內(nèi)燃機(jī)殼體 如圖所示為內(nèi)燃機(jī)

2、中的配氣如圖所示為內(nèi)燃機(jī)中的配氣凸輪機(jī)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)在燃燒過程中，凸輪機(jī)構(gòu)。內(nèi)燃機(jī)在燃燒過程中，驅(qū)動(dòng)凸輪軸及其上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)凸輪軸及其上的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過凸輪的曲線輪廓推動(dòng)氣閥并通過凸輪的曲線輪廓推動(dòng)氣閥2 2按特定的規(guī)律往復(fù)移動(dòng)，從而按特定的規(guī)律往復(fù)移動(dòng)，從而達(dá)到控制燃燒室中進(jìn)、排氣的功達(dá)到控制燃燒室中進(jìn)、排氣的功能。能。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類1-圓柱凸輪 2-擺桿 3-滾子 如圖所示為自動(dòng)機(jī)床中如圖所示為自動(dòng)機(jī)床中的進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)。的進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)。 當(dāng)圓柱凸輪繞其軸線轉(zhuǎn)當(dāng)圓柱凸輪繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過其溝槽與擺桿動(dòng)時(shí)，通過其溝槽與擺桿一端的滾子接觸，并推動(dòng)一端的滾子接觸，并推

3、動(dòng)擺桿繞固定軸按特定的規(guī)擺桿繞固定軸按特定的規(guī)律作往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)通過律作往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)通過擺桿另一端的扇形齒輪驅(qū)擺桿另一端的扇形齒輪驅(qū)動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀或退刀運(yùn)動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀或退刀運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪凸輪從動(dòng)件從動(dòng)件機(jī)架機(jī)架高副機(jī)構(gòu)高副機(jī)構(gòu) 凸輪：具有特定曲線輪廓或溝槽的構(gòu)件，通常在 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中作主動(dòng)件。從動(dòng)件：與凸輪接觸并被直接推動(dòng)的構(gòu)件。從動(dòng)件：與凸輪接觸并被直接推動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)架：支撐凸輪和從動(dòng)件的構(gòu)件。機(jī)架：支撐凸輪和從動(dòng)件的構(gòu)件。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 自動(dòng)送料凸輪1-圓柱凸輪 2-直動(dòng)從動(dòng)件 3-毛坯 1 1

4、、實(shí)現(xiàn)預(yù)期的位置要求、實(shí)現(xiàn)預(yù)期的位置要求這種自動(dòng)送料凸輪機(jī)構(gòu)，這種自動(dòng)送料凸輪機(jī)構(gòu)，能夠完成輸送毛坯到達(dá)能夠完成輸送毛坯到達(dá)預(yù)期位置的功能，但對(duì)預(yù)期位置的功能，但對(duì)毛坯在移動(dòng)過程中的運(yùn)毛坯在移動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)沒有特殊的要求動(dòng)沒有特殊的要求 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 繞線機(jī)凸輪1-凸輪 2-擺動(dòng)從動(dòng)件 3-線軸 2 2、實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求、實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求這種凸輪在運(yùn)動(dòng)中能推這種凸輪在運(yùn)動(dòng)中能推動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件2 2實(shí)現(xiàn)均勻?qū)崿F(xiàn)均勻纏繞線繩的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。纏繞線繩的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 3 3、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性要求、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力

5、特性要求這種凸輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)氣這種凸輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)氣閥的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，并且具閥的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，并且具有良好的動(dòng)力學(xué)特性。有良好的動(dòng)力學(xué)特性。 1-凸輪 2-氣閥 3-內(nèi)燃機(jī)殼體盤形凸輪：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。應(yīng)用最為廣泛盤形凸輪：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。應(yīng)用最為廣泛移動(dòng)凸輪：可視為盤形凸輪的回轉(zhuǎn)軸心處于無窮遠(yuǎn)處時(shí)演化移動(dòng)凸輪：可視為盤形凸輪的回轉(zhuǎn)軸心處于無窮遠(yuǎn)處時(shí)演化而成的而成的圓柱凸輪：空間凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪：空間凸輪機(jī)構(gòu) 盤形凸輪 移動(dòng)凸輪 圓柱凸輪凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)的分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類1 1、按凸輪的形狀分類、按凸輪的形狀分類2 2、按從動(dòng)件的形狀分類、按從動(dòng)件的形狀分

6、類尖底從動(dòng)件尖端能以任意復(fù)雜的凸輪輪廓尖端能以任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)保持接觸，從而使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但尖端處極任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但尖端處極易磨損，只適用于低速場(chǎng)合。易磨損，只適用于低速場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 滾子從動(dòng)件 凸輪與從動(dòng)件之間為滾動(dòng)摩凸輪與從動(dòng)件之間為滾動(dòng)摩擦，因此摩擦磨損較小，可擦，因此摩擦磨損較小，可用于傳遞較大的動(dòng)力。用于傳遞較大的動(dòng)力。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 平底從動(dòng)件從動(dòng)件與凸輪之間易形成從動(dòng)件與凸輪之間易形成油膜，潤(rùn)滑狀況好，受力油膜，潤(rùn)滑狀況好，受力平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，常用平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，常用于高速

7、場(chǎng)合。但與之相配于高速場(chǎng)合。但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。合的凸輪輪廓須全部外凸。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件 偏置直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類從動(dòng)件作往復(fù)移從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段直線為一段直線3 3、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類直動(dòng)從動(dòng)件從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段圓弧。圓弧。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類4 4、按凸輪與從動(dòng)件維持接觸的方式分類、按凸輪與從動(dòng)件維持接觸的方式分類力鎖合：利用從動(dòng)件自

8、身重力、回復(fù)彈簧力或其它外力，使從動(dòng)件與凸輪廓線始終保持接觸(2) 型鎖合：利用構(gòu)成高副元素本身的幾何形狀，使從動(dòng)件與凸輪始終接觸。盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)盤形槽凸輪機(jī)構(gòu)通過其溝槽兩側(cè)通過其溝槽兩側(cè)的廓線始終保持的廓線始終保持與從動(dòng)件接觸。與從動(dòng)件接觸。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪廓線上任意兩條凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離都平行切線間的距離都相等，且等于從動(dòng)件相等，且等于從動(dòng)件矩形框架矩形框架2 2內(nèi)側(cè)兩個(gè)平內(nèi)側(cè)兩個(gè)平底之間的距離底之間的距離H H。等寬凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類等徑凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu) 過凸輪軸心過凸輪軸心O所作任一所作任一徑向線

9、上與凸輪相接觸的徑向線上與凸輪相接觸的兩滾子中心間的距離處處兩滾子中心間的距離處處相等。相等。 等寬與等徑凸輪，其從等寬與等徑凸輪，其從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇或設(shè)計(jì)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇或設(shè)計(jì)會(huì)受到一定的限制。會(huì)受到一定的限制。凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類共軛凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu) 主凸輪主凸輪1推推動(dòng)從動(dòng)件完成動(dòng)從動(dòng)件完成沿逆時(shí)針方向沿逆時(shí)針方向正行程的擺動(dòng)，正行程的擺動(dòng)，另一個(gè)凸輪另一個(gè)凸輪1/推推動(dòng)完成沿順時(shí)動(dòng)完成沿順時(shí)針方向的反行針方向的反行程的擺動(dòng)。這程的擺動(dòng)。這種凸輪機(jī)構(gòu)又種凸輪機(jī)構(gòu)又稱為主回凸輪稱為主回凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類反凸輪機(jī)構(gòu)反凸輪機(jī)構(gòu)擺桿

10、為主動(dòng)件，凸擺桿為主動(dòng)件，凸輪為從動(dòng)件輪為從動(dòng)件基本概念基本概念從動(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)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性分析選擇或設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)需注意的問題選擇或設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)需注意的問題組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介7.2 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 基本概念基本概念從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 在凸輪廓線的推動(dòng)下，從動(dòng)件的位移、速度、在凸輪廓線的推動(dòng)下，從動(dòng)件的位移、速度、加速度、躍度加速度對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間變加速度、躍度加速度對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，常以圖線表示，又稱為從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)曲化的規(guī)律，常以圖線表示，又稱為從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)

11、曲線。線。 一般假定凸輪軸作等速運(yùn)轉(zhuǎn)，故凸輪轉(zhuǎn)角與時(shí)一般假定凸輪軸作等速運(yùn)轉(zhuǎn)，故凸輪轉(zhuǎn)角與時(shí)間成正比，因此凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律通常間成正比，因此凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律通常又可以表示為凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)。又可以表示為凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)。尖底直動(dòng)從動(dòng)件的位移曲線尖底直動(dòng)從動(dòng)件的位移曲線從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 基圓：凸輪上具有最小半基圓：凸輪上具有最小半徑徑roro的圓的圓 推程與推程角：當(dāng)凸輪廓推程與推程角：當(dāng)凸輪廓線上的曲線段與從動(dòng)件接線上的曲線段與從動(dòng)件接觸時(shí)，推動(dòng)從動(dòng)件沿導(dǎo)路觸時(shí)，推動(dòng)從動(dòng)件沿導(dǎo)路由起始位置運(yùn)動(dòng)到離凸輪由起始位置運(yùn)動(dòng)到離凸輪軸心最遠(yuǎn)的位

12、置。從動(dòng)件軸心最遠(yuǎn)的位置。從動(dòng)件的這一運(yùn)動(dòng)行程稱為推程。的這一運(yùn)動(dòng)行程稱為推程。此過程對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的此過程對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為推程角角度稱為推程角，從動(dòng)，從動(dòng)件沿導(dǎo)路移動(dòng)的最大位移件沿導(dǎo)路移動(dòng)的最大位移稱為升距稱為升距h h。 遠(yuǎn)休止與遠(yuǎn)休止角：遠(yuǎn)休止與遠(yuǎn)休止角： 當(dāng)凸輪廓線上對(duì)應(yīng)的圓當(dāng)凸輪廓線上對(duì)應(yīng)的圓弧段與從動(dòng)件接觸時(shí)，從動(dòng)件在距凸輪軸心的最弧段與從動(dòng)件接觸時(shí)，從動(dòng)件在距凸輪軸心的最遠(yuǎn)處?kù)o止不動(dòng)。這一過程稱為遠(yuǎn)休止，此過程對(duì)遠(yuǎn)處?kù)o止不動(dòng)。這一過程稱為遠(yuǎn)休止，此過程對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為遠(yuǎn)休止角應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為遠(yuǎn)休止角s s 。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 近休止與近休止角

13、近休止與近休止角: : 當(dāng)凸輪廓線上對(duì)應(yīng)的圓當(dāng)凸輪廓線上對(duì)應(yīng)的圓弧段與從動(dòng)件接觸時(shí)，從動(dòng)件處于位移的起始弧段與從動(dòng)件接觸時(shí)，從動(dòng)件處于位移的起始位置，靜止不動(dòng)，這一過程稱為近休止。此過位置，靜止不動(dòng)，這一過程稱為近休止。此過程對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為近休止角程對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為近休止角/s /s 。 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 回程與回程角回程與回程角: : 當(dāng)凸輪廓線上的曲線段與從當(dāng)凸輪廓線上的曲線段與從動(dòng)件接觸時(shí)，引導(dǎo)從動(dòng)件由最遠(yuǎn)位置返回到位動(dòng)件接觸時(shí)，引導(dǎo)從動(dòng)件由最遠(yuǎn)位置返回到位移的起始位置。從動(dòng)件的這一運(yùn)動(dòng)行程稱回程，移的起始位置。從動(dòng)件的這一運(yùn)動(dòng)行程稱回程，此過程對(duì)應(yīng)凸輪

14、所轉(zhuǎn)過的角度稱為回程角此過程對(duì)應(yīng)凸輪所轉(zhuǎn)過的角度稱為回程角/。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)從動(dòng)件的位移為設(shè)從動(dòng)件的位移為s s，凸輪轉(zhuǎn)角為，凸輪轉(zhuǎn)角為 ，則多項(xiàng)式，則多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般表達(dá)式為運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般表達(dá)式為根據(jù)對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的具體要求，確定相應(yīng)的根據(jù)對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的具體要求，確定相應(yīng)的邊界條件代入上式，求出待定系數(shù)，即可推導(dǎo)出邊界條件代入上式，求出待定系數(shù)，即可推導(dǎo)出各種多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。各種多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律。下面分別推導(dǎo)工程中經(jīng)常采用的幾種多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)下面分別推導(dǎo)工程中經(jīng)常采用的幾種多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律方程。規(guī)律

15、方程。 nnCCCCs2210 一次多項(xiàng)式一次多項(xiàng)式 一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般表達(dá)式一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一般表達(dá)式為為 由于一次多項(xiàng)式函數(shù)的一由于一次多項(xiàng)式函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)為常數(shù)，故通常又稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)階導(dǎo)數(shù)為常數(shù)，故通常又稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。其運(yùn)動(dòng)方程和運(yùn)動(dòng)線圖如下所示律。其運(yùn)動(dòng)方程和運(yùn)動(dòng)線圖如下所示 10CCs從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖推程運(yùn)動(dòng)方程推程運(yùn)動(dòng)方程0avhs從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律00開始點(diǎn)vtva00結(jié)束點(diǎn)va 由于加速度無窮大而產(chǎn)生的沖擊稱為剛性沖擊。當(dāng)然，在實(shí)際的凸輪機(jī)構(gòu)中由于構(gòu)件的彈性、阻尼等多種因素，不可能產(chǎn)生無窮大的慣性力。 這種運(yùn)動(dòng)規(guī)

16、律通常只適用于低速輕載的工況下，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律通常只適用于低速輕載的工況下，或是對(duì)從動(dòng)件有實(shí)現(xiàn)等速運(yùn)動(dòng)要求的場(chǎng)合或是對(duì)從動(dòng)件有實(shí)現(xiàn)等速運(yùn)動(dòng)要求的場(chǎng)合從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.2.二次多項(xiàng)式二次多項(xiàng)式 工程中通常采用的二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)工程中通常采用的二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指在從動(dòng)件的一個(gè)運(yùn)動(dòng)行程中推律，是指在從動(dòng)件的一個(gè)運(yùn)動(dòng)行程中推程或回程），前半段采用等加速，后半段程或回程），前半段采用等加速，后半段采用等減速，其位移曲線為兩段光滑相連采用等減速，其位移曲線為兩段光滑相連的反向拋物線，故有時(shí)又稱為拋物線運(yùn)動(dòng)的反向拋物線，故有時(shí)又稱為拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。其運(yùn)動(dòng)方程和運(yùn)動(dòng)線圖如下所示規(guī)律。其運(yùn)

17、動(dòng)方程和運(yùn)動(dòng)線圖如下所示 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度曲線連續(xù)，而加速度曲速度曲線連續(xù)，而加速度曲線在運(yùn)動(dòng)的起始、中間點(diǎn)和線在運(yùn)動(dòng)的起始、中間點(diǎn)和終點(diǎn)處不連續(xù)。將這種由于終點(diǎn)處不連續(xù)。將這種由于有限值的加速度突變而產(chǎn)生有限值的加速度突變而產(chǎn)生的沖擊稱為柔性沖擊。適用的沖擊稱為柔性沖擊。適用于中、低速輕載。于中、低速輕載。推程運(yùn)動(dòng)方程推程運(yùn)動(dòng)方程等加速等減速運(yùn)等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖 2222442hahvhhs2/022224)(4)(2hahvhs2/從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3.五次多項(xiàng)式五次多項(xiàng)式 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度和五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位

18、移、速度和加速度方程的一般表達(dá)式為加速度方程的一般表達(dá)式為325224232245342321552210201262dd5432ddCCCCtvaCCCCCtsvCCCCs 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律將邊界條件分別代入，可解得將邊界條件分別代入，可解得6 6個(gè)待定系數(shù)，得個(gè)待定系數(shù)，得到從動(dòng)件在推程中五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方程為到從動(dòng)件在推程中五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方程為)(120)(180)(60)(30)(60)(30)(6)(15)(103222432543hahvhs位移方程中僅含有位移方程中僅含有3 3、4 4、5 5次冪，故又稱為次冪，故又稱為3-4-53-4-5次多項(xiàng)式次多項(xiàng)

19、式 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律該種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度與加速該種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度與加速度曲線均連續(xù)，因而不產(chǎn)生度曲線均連續(xù)，因而不產(chǎn)生剛性與柔性沖擊，可適用于剛性與柔性沖擊，可適用于高速中載工況高速中載工況五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、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、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖圖a所示為描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)軌跡的所示為描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖。圖中橫坐標(biāo)為凸輪轉(zhuǎn)示意圖。圖中橫坐標(biāo)為凸輪轉(zhuǎn)角角 ，縱坐標(biāo)為從動(dòng)件位移，縱坐標(biāo)為從動(dòng)件位移s 。設(shè)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)沿圓周轉(zhuǎn)過任一角度設(shè)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)沿圓周轉(zhuǎn)過任一角度時(shí)時(shí) ，對(duì)

20、應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角為，對(duì)應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角為 ，則質(zhì)點(diǎn)沿圓周等速運(yùn)動(dòng)時(shí)向縱則質(zhì)點(diǎn)沿圓周等速運(yùn)動(dòng)時(shí)向縱坐標(biāo)方向的投影，即為簡(jiǎn)諧運(yùn)坐標(biāo)方向的投影，即為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移曲線。動(dòng)規(guī)律的位移曲線。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖推程運(yùn)動(dòng)方程推程運(yùn)動(dòng)方程)cos(2)sin(2)cos(1 2222hahvhs由于該種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度由于該種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度曲線按余弦規(guī)律變化，故又曲線按余弦規(guī)律變化，故又稱為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。稱為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 可知該運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起可知該運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起始與終點(diǎn)處加速度突始與終點(diǎn)處加速度突變?yōu)橛邢拗?，因而?huì)變?yōu)橛邢拗担蚨鴷?huì)產(chǎn)生柔性沖擊。如果產(chǎn)生柔性沖擊。如果從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)僅具有從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)僅

21、具有推程和回程階段，則推程和回程階段，則其加速度曲線也連續(xù)，其加速度曲線也連續(xù)，不產(chǎn)生柔性沖擊，因不產(chǎn)生柔性沖擊，因而可應(yīng)用于高速工況而可應(yīng)用于高速工況場(chǎng)合。場(chǎng)合。 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律2 2、擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖圖a所示為描述擺線運(yùn)動(dòng)軌跡的所示為描述擺線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖。由解析幾何可知，當(dāng)一示意圖。由解析幾何可知，當(dāng)一個(gè)半徑為個(gè)半徑為R的滾圓，沿縱坐標(biāo)從的滾圓，沿縱坐標(biāo)從起始點(diǎn)起始點(diǎn)A0 勻速純滾動(dòng)時(shí)，圓周勻速純滾動(dòng)時(shí)，圓周上點(diǎn)上點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡即為擺線，而的運(yùn)動(dòng)軌跡即為擺線，而點(diǎn)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡向縱坐標(biāo)方向的的運(yùn)動(dòng)軌跡向縱坐標(biāo)方向的投影即構(gòu)成

22、擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。投影即構(gòu)成擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖)2sin(2)2cos(1 )2sin(2122hahvhs推程運(yùn)動(dòng)方程推程運(yùn)動(dòng)方程由于加速度曲線按正弦由于加速度曲線按正弦規(guī)律變化，故又稱為正規(guī)律變化，故又稱為正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。該弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。該種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度與加種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度與加速度曲線均連續(xù)，不產(chǎn)速度曲線均連續(xù)，不產(chǎn)生剛性與柔性沖擊，適生剛性與柔性沖擊，適用于高速場(chǎng)合用于高速場(chǎng)合 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性分析一、衡量運(yùn)動(dòng)特性的主要指標(biāo)一、衡量運(yùn)動(dòng)特性的主要指標(biāo)1 1、最大速度、最大速度 最大速度值越大，則從動(dòng)件

23、系統(tǒng)的動(dòng)量最大速度值越大，則從動(dòng)件系統(tǒng)的動(dòng)量也大。若機(jī)構(gòu)在工作中遇到需要緊急停車的也大。若機(jī)構(gòu)在工作中遇到需要緊急停車的情況，由于從動(dòng)件系統(tǒng)動(dòng)量過大，會(huì)出現(xiàn)操情況，由于從動(dòng)件系統(tǒng)動(dòng)量過大，會(huì)出現(xiàn)操控失靈，造成機(jī)構(gòu)損壞等安全事故。因此希控失靈，造成機(jī)構(gòu)損壞等安全事故。因此希望從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)速度的最大值越小越好。望從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)速度的最大值越小越好。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律2 2、最大加速度、最大加速度 最大加速度值的大小，會(huì)直接影響從動(dòng)最大加速度值的大小，會(huì)直接影響從動(dòng)件系統(tǒng)的慣性力，從動(dòng)件與凸輪廓線的接觸應(yīng)件系統(tǒng)的慣性力，從動(dòng)件與凸輪廓線的接觸應(yīng)力，從動(dòng)件的強(qiáng)度等。因此希望從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)力，從動(dòng)

24、件的強(qiáng)度等。因此希望從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過程中的加速度最大值越小越好。過程中的加速度最大值越小越好。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 3 3、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的高階導(dǎo)數(shù)。、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的高階導(dǎo)數(shù)。 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的高階導(dǎo)數(shù)是否連續(xù)也是衡量運(yùn)動(dòng)規(guī)律的高階導(dǎo)數(shù)是否連續(xù)也是衡量運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性的主要指標(biāo)。運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性的主要指標(biāo)。 研究表明，為有效改善凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力研究表明，為有效改善凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性，減小系統(tǒng)的殘余振動(dòng)，應(yīng)選取躍度學(xué)特性，減小系統(tǒng)的殘余振動(dòng)，應(yīng)選取躍度連續(xù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行凸輪廓線設(shè)計(jì)。連續(xù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行凸輪廓線設(shè)計(jì)。二、特性指標(biāo)的無量綱化二、特性指標(biāo)的無量綱化 為在相同的條件下對(duì)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性參為在相同的條

25、件下對(duì)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性參數(shù)進(jìn)行分析比較，通常需對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性指標(biāo)數(shù)進(jìn)行分析比較，通常需對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性指標(biāo)進(jìn)行無量綱化。幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的無量綱化指進(jìn)行無量綱化。幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的無量綱化指標(biāo)和適用場(chǎng)合如下表所示標(biāo)和適用場(chǎng)合如下表所示從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較及適用場(chǎng)合從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較及適用場(chǎng)合 三、特性指標(biāo)的分析與比較三、特性指標(biāo)的分析與比較n 高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)性較好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如擺線、五高階導(dǎo)數(shù)連續(xù)性較好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如擺線、五次多項(xiàng)式等，其最大速度和最大加速度值一般也次多項(xiàng)式等，其最大速度和最大加速度值一般也較大。較

26、大。n 具有較小的最大速度和最大加速度值的運(yùn)動(dòng)規(guī)具有較小的最大速度和最大加速度值的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其高階導(dǎo)數(shù)往往是不連續(xù)的。律，其高階導(dǎo)數(shù)往往是不連續(xù)的。n 在選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，根據(jù)凸輪機(jī)在選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，在綜合權(quán)衡各項(xiàng)特性指標(biāo)的構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，在綜合權(quán)衡各項(xiàng)特性指標(biāo)的基礎(chǔ)上作具體的分析?；A(chǔ)上作具體的分析。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇和設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)需注意的問題選擇和設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)需注意的問題1.1.根據(jù)工作要求選擇或設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律根據(jù)工作要求選擇或設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 當(dāng)工作場(chǎng)合對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，且當(dāng)工作場(chǎng)合對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，

27、且凸輪轉(zhuǎn)速不太高時(shí)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇或設(shè)計(jì)，凸輪轉(zhuǎn)速不太高時(shí)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇或設(shè)計(jì)，應(yīng)在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，考慮動(dòng)力特性等其他應(yīng)在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，考慮動(dòng)力特性等其他因素。因素。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.2.兼顧運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力特性兩方面要求兼顧運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力特性兩方面要求 當(dāng)工作場(chǎng)合對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，當(dāng)工作場(chǎng)合對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，且凸輪轉(zhuǎn)速又較高時(shí)，應(yīng)兼顧運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力特性且凸輪轉(zhuǎn)速又較高時(shí)，應(yīng)兼顧運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力特性兩方面要求，選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。兩方面要求，選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.3.綜合考慮運(yùn)動(dòng)規(guī)律的各項(xiàng)特性指標(biāo)綜合考慮運(yùn)動(dòng)規(guī)律的各項(xiàng)

28、特性指標(biāo) 在滿足從動(dòng)件工作要求的前提下，還應(yīng)在仔在滿足從動(dòng)件工作要求的前提下，還應(yīng)在仔細(xì)權(quán)衡運(yùn)動(dòng)規(guī)律各項(xiàng)特性指標(biāo)優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，選擇細(xì)權(quán)衡運(yùn)動(dòng)規(guī)律各項(xiàng)特性指標(biāo)優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 在工程實(shí)際中需針對(duì)具體的設(shè)計(jì)問題，在綜在工程實(shí)際中需針對(duì)具體的設(shè)計(jì)問題，在綜合考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等多方面因素的基礎(chǔ)上來合考慮運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等多方面因素的基礎(chǔ)上來選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 為滿足工程實(shí)際的需要，綜合幾種不同運(yùn)為滿足工程實(shí)際的需要，綜合

29、幾種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種具有良好綜合特性動(dòng)規(guī)律的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種具有良好綜合特性的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種通過幾種不同函數(shù)組合在一的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。這種通過幾種不同函數(shù)組合在一起而設(shè)計(jì)出的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為組合型運(yùn)起而設(shè)計(jì)出的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律。 1 1、修正正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律、修正正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律該曲線在運(yùn)動(dòng)起始的段和該曲線在運(yùn)動(dòng)起始的段和終止的段，采用周期相同終止的段，采用周期相同的正弦函數(shù)；在兩段中間的正弦函數(shù)；在兩段中間的段則采用一段周期較長(zhǎng)的段則采用一段周期較長(zhǎng)的簡(jiǎn)諧函數(shù)。的簡(jiǎn)諧函數(shù)。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律2 2、修正梯形運(yùn)動(dòng)規(guī)律、修正梯形運(yùn)動(dòng)規(guī)律用幾段簡(jiǎn)諧函數(shù)使

30、加速度成用幾段簡(jiǎn)諧函數(shù)使加速度成為連續(xù)曲線。加速段和減速為連續(xù)曲線。加速段和減速段的加速度曲線是對(duì)稱的。段的加速度曲線是對(duì)稱的。組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖組合型運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖 凸輪廓線設(shè)計(jì)的基本原理凸輪廓線設(shè)計(jì)的基本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線7.3 平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)凸輪廓線設(shè)計(jì)的基本原理凸輪廓線設(shè)計(jì)的基本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)為了便于繪出凸輪輪廓為了便于繪出凸輪輪廓曲線曲線, , 應(yīng)使工作中轉(zhuǎn)動(dòng)著的應(yīng)使工作中轉(zhuǎn)動(dòng)著的凸輪與不動(dòng)的圖紙間保持相凸輪與不動(dòng)的圖紙間保持相對(duì)靜止。對(duì)靜止。如果給

31、整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加如果給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度上一個(gè)與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度數(shù)數(shù)值相等、值相等、 方向相反的方向相反的“-角速度角速度, , 則凸輪處于相對(duì)則凸輪處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)。從動(dòng)件尖底的運(yùn)從動(dòng)件尖底的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪動(dòng)軌跡就是凸輪的廓線的廓線 、尖底從動(dòng)件盤形凸輪、尖底從動(dòng)件盤形凸輪知：凸輪以等角速度知：凸輪以等角速度 順時(shí)針方向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑roro，導(dǎo)路與凸，導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)位置及偏距輪回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)位置及偏距e,e,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線一、直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線設(shè)計(jì)一、直動(dòng)

32、從動(dòng)件盤形凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟、 作從動(dòng)件的位移線圖作從動(dòng)件的位移線圖、確定從動(dòng)件尖底的初始位置、確定從動(dòng)件尖底的初始位置 、確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位、確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置置 、確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位、確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置置 、繪制凸輪廓線、繪制凸輪廓線 、滾子從動(dòng)件盤形凸輪、滾子從動(dòng)件盤形凸輪知：凸輪以等角速度知：凸輪以等角速度 順時(shí)針方順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑roro，導(dǎo)路，導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)位置及與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)位置及偏距偏距e e，滾子半徑為，滾子半徑為r,r,從動(dòng)件的運(yùn)

33、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律。 平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)凸輪的理論廓線：根據(jù)滾子中心的運(yùn)動(dòng)軌凸輪的理論廓線：根據(jù)滾子中心的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)出的廓線跡設(shè)計(jì)出的廓線凸輪的實(shí)際廓線：與滾子直接接觸的廓線凸輪的實(shí)際廓線：與滾子直接接觸的廓線過程中的一系列位置過程中的一系列位置 注意：注意：基圓是指凸輪理論廓線上由最小半徑所基圓是指凸輪理論廓線上由最小半徑所作的圓作的圓從動(dòng)件端部的滾子與凸輪實(shí)際廓線的接從動(dòng)件端部的滾子與凸輪實(shí)際廓線的接觸點(diǎn)會(huì)隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷變化。觸點(diǎn)會(huì)隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷變化。、平底從動(dòng)件盤形凸輪、平底從動(dòng)件盤形凸輪與滾子從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)與滾子從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)方法相類似

34、。方法相類似。平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)將平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)作為假想的尖將平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)作為假想的尖底從動(dòng)件的尖端；底從動(dòng)件的尖端；應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，根據(jù)平底從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，根據(jù)平底從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，依次確定出假想的尖端在反轉(zhuǎn)過程中所處的依次確定出假想的尖端在反轉(zhuǎn)過程中所處的位置，并在這些位置點(diǎn)分別作出各平底的圖位置，并在這些位置點(diǎn)分別作出各平底的圖形；形；作平底的內(nèi)包絡(luò)線，即為所要設(shè)計(jì)的凸輪廓作平底的內(nèi)包絡(luò)線，即為所要設(shè)計(jì)的凸輪廓線線平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線設(shè)計(jì)二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線設(shè)計(jì)知：凸輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸知：凸

35、輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪軸與擺桿回轉(zhuǎn)中心的距離為輪軸與擺桿回轉(zhuǎn)中心的距離為 ，凸輪基圓，凸輪基圓半徑半徑roro，擺桿長(zhǎng)度，擺桿長(zhǎng)度l l，擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知，擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知，推程時(shí)凸輪與擺桿的轉(zhuǎn)向相反。推程時(shí)凸輪與擺桿的轉(zhuǎn)向相反。 a設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟、 作從動(dòng)件的位移線圖作從動(dòng)件的位移線圖、確定擺桿的初始位置、確定擺桿的初始位置 、確定擺桿軸心在反轉(zhuǎn)過程、確定擺桿軸心在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置中的一系列位置 、確定擺桿尖底的一系列位、確定擺桿尖底的一系列位置置 、繪制凸輪廓線、繪制凸輪廓線 用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)作圖法的特點(diǎn)作圖法的

36、特點(diǎn)概念清晰，簡(jiǎn)便易行；概念清晰，簡(jiǎn)便易行；誤差大、效率低。誤差大、效率低。 解析法的特點(diǎn)解析法的特點(diǎn)計(jì)算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機(jī)床計(jì)算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機(jī)床上加工。上加工。解析法設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題解析法設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題將凸輪廓線表示為數(shù)學(xué)方程，這一過程稱為將凸輪廓線表示為數(shù)學(xué)方程，這一過程稱為建立數(shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型。 平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)一、直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪一、直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪知：凸輪以等角速度逆時(shí)針方知：凸輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基園半徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基園半徑roro、滾子、滾子半徑半徑rrrr，導(dǎo)路和凸輪軸心間的相，導(dǎo)路和凸輪軸心間的相對(duì)位

37、置及偏距對(duì)位置及偏距e e，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律律 。 ( )ss1. 1. 理論廓線方程理論廓線方程sincos)(cossin)(00essyessx220er =0s( , )B x y2.2.實(shí)際廓線方程實(shí)際廓線方程sincosryyrxx2222)/dd()/dd(/ddcos)/dd()/dd(/ddsinyxyyxx平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)cossin)dd(ddddtanyxyxsin)(cos)/dd(/ddcos)(sin)/dd(/dd00ssesyssesx( ,)B x y3.3.刀具的中心軌跡方程刀具的中心軌跡方程應(yīng)用數(shù)控銑床或凸輪磨床可加工凸輪

38、的實(shí)際廓線。在加應(yīng)用數(shù)控銑床或凸輪磨床可加工凸輪的實(shí)際廓線。在加工凸輪前需計(jì)算刀具的中心軌跡方程。工凸輪前需計(jì)算刀具的中心軌跡方程。2222)/dd()/dd(/dd)/dd()/dd(/ddyxxrrxyyxyrrxxccccrrcrrc平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì) 平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)二、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)二、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)sinddcos)(cosddsin)(00ssryssrxddsvOPn建立直角坐標(biāo)系，使軸與從動(dòng)件導(dǎo)路重合，推程開建立直角坐標(biāo)系，使軸與從動(dòng)件導(dǎo)路重合，推程開始時(shí)平底與凸輪基圓在點(diǎn)相切始時(shí)平底與凸輪基圓在點(diǎn)相切n由速度瞬心法可知，

39、圖中由速度瞬心法可知，圖中P P點(diǎn)為凸輪與平底從動(dòng)件的點(diǎn)為凸輪與平底從動(dòng)件的相對(duì)速度瞬心相對(duì)速度瞬心( , )B x y 平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)三、擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)三、擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)n建立坐標(biāo)系，使擺桿回轉(zhuǎn)軸心建立坐標(biāo)系，使擺桿回轉(zhuǎn)軸心A0A0與凸輪回轉(zhuǎn)軸心與凸輪回轉(zhuǎn)軸心O O的連線與的連線與y y軸重合軸重合知：凸輪以等角速度逆時(shí)針方知：凸輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，推程時(shí)擺桿順時(shí)針方向向轉(zhuǎn)動(dòng)，推程時(shí)擺桿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪回轉(zhuǎn)中心O O與擺桿回轉(zhuǎn)與擺桿回轉(zhuǎn)軸心軸心A0A0的距離為的距離為 , ,擺桿的長(zhǎng)度為擺桿的長(zhǎng)度為l,l,滾子半徑滾子半

40、徑r r，擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，擺桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 ( ) n凸輪的理論廓線凸輪的理論廓線B B點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo) )cos(cos)sin(sin00laylaxa7. 平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪基園半徑的確定凸輪基園半徑的確定滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇平底直動(dòng)從動(dòng)件平底尺寸的確定平底直動(dòng)從動(dòng)件平底尺寸的確定從動(dòng)件偏置方向的確定從動(dòng)件偏置方向的確定凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定壓力角：從動(dòng)件與凸輪在接觸點(diǎn)壓力角：從動(dòng)件與凸輪在接觸點(diǎn)處的受力方向與其在該點(diǎn)絕對(duì)速處的受力方向與其在該點(diǎn)絕

41、對(duì)速度方向之間所夾的銳角度方向之間所夾的銳角seresseOPBDPD2200ds/dtan說明：凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)從動(dòng)件導(dǎo)路中心偏在凸輪說明：凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)從動(dòng)件導(dǎo)路中心偏在凸輪軸心右側(cè)時(shí)，推程取減號(hào)，回程取加號(hào)；偏在左側(cè)時(shí)，推軸心右側(cè)時(shí)，推程取減號(hào)，回程取加號(hào)；偏在左側(cè)時(shí)，推程取加號(hào)，回程取減號(hào)。程取加號(hào)，回程取減號(hào)。若凸輪順針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則加減號(hào)的取法與上述相反。若凸輪順針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則加減號(hào)的取法與上述相反。 一、壓力角一、壓力角幾種常見的盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角幾種常見的盤形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定在圖在圖b b和和d d中，由于中，由

42、于從動(dòng)件的平底在運(yùn)從動(dòng)件的平底在運(yùn)動(dòng)中的任一位置都動(dòng)中的任一位置都與凸輪廓線相切，與凸輪廓線相切，因此這類凸輪機(jī)構(gòu)因此這類凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角在凸輪機(jī)的壓力角在凸輪機(jī)構(gòu)整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中構(gòu)整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中為常值。為常值。二、壓力角對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)受力的影響二、壓力角對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)受力的影響平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定其他條件相同時(shí)，壓力角其他條件相同時(shí)，壓力角越大，推動(dòng)從動(dòng)件所需的越大，推動(dòng)從動(dòng)件所需的作用力越大；作用力越大；當(dāng)壓力角非常大時(shí)，理論當(dāng)壓力角非常大時(shí)，理論上作用力為無窮大時(shí)才能上作用力為無窮大時(shí)才能推動(dòng)從動(dòng)件，此時(shí)凸輪機(jī)推動(dòng)從動(dòng)件，此時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。我們將此構(gòu)將發(fā)生自鎖。我們將此時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角稱為時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角稱為臨界壓力角臨界壓力角 三、許用壓力角三、許用壓力角平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的