機(jī)械原理教程(4)

1、 機(jī)械原理 浙江大學(xué)浙江大學(xué) 機(jī)械原理與設(shè)計(jì)教研室機(jī)械原理與設(shè)計(jì)教研室 2003.3.24第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)9 91 1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類一、組成一、組成凸輪機(jī)構(gòu)由三個(gè)基本構(gòu)件組成凸輪機(jī)構(gòu)由三個(gè)基本構(gòu)件組成1 1、機(jī)架、機(jī)架2 2、凸輪、凸輪3 3、從動(dòng)件、從動(dòng)件( (桿桿) )二、應(yīng)用二、應(yīng)用 從理論上講凸輪機(jī)構(gòu)能完成任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律從理論上講凸輪機(jī)構(gòu)能完成任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (有的稱凸輪機(jī)構(gòu)為有的稱凸輪機(jī)構(gòu)為萬能機(jī)構(gòu)萬能機(jī)構(gòu)),),特別是其他機(jī)構(gòu)不能完成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律特別是其他機(jī)構(gòu)不能完成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律, ,它都能完成它都能完成, ,只只要能設(shè)計(jì)出這種凸

2、輪。要能設(shè)計(jì)出這種凸輪。 由于凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因此在實(shí)際工程中由于凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因此在實(shí)際工程中應(yīng)用的十分廣泛。如：應(yīng)用的十分廣泛。如：內(nèi)燃機(jī)、自動(dòng)車床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)、紡織機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、自動(dòng)車床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)、紡織機(jī)、插秧機(jī)、縫紉機(jī)等機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。插秧機(jī)、縫紉機(jī)等機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)三、分類三、分類1 1、按凸輪的形狀分：、按凸輪的形狀分：盤形凸輪、盤形凸輪、 移動(dòng)凸輪、移動(dòng)凸輪、 圓柱凸輪。圓柱凸輪。2 2、按推桿形狀分：按推桿形狀分： 尖頂、尖頂、 滾子、平底

3、從動(dòng)件。滾子、平底從動(dòng)件。3 3、按推桿運(yùn)動(dòng)分：按推桿運(yùn)動(dòng)分： 直動(dòng)直動(dòng)(對(duì)心對(duì)心、偏置、偏置)、 擺動(dòng)擺動(dòng) 4 4、按保持接觸方式分：按保持接觸方式分： 力封閉力封閉（重力、彈簧等）（重力、彈簧等） 幾何形狀封閉幾何形狀封閉(凹槽、等寬、等徑、主回凸輪凹槽、等寬、等徑、主回凸輪)第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)靠彈簧力封閉靠彈簧力封閉機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)幾何形狀封閉幾何形狀封閉12刀架刀架or1r2W等寬凸輪等寬凸輪等徑凸輪等徑凸輪主回凸輪主回凸輪凹槽凸輪凹槽凸輪第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)9 92 2 推桿推桿( (從動(dòng)件從動(dòng)

4、件) )的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 所為所為推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其運(yùn)動(dòng)參，是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其運(yùn)動(dòng)參 數(shù)數(shù)( (即位移即位移S S、速度速度V V、加速度加速度a a ) )隨凸輪轉(zhuǎn)角隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。一、一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律r0hBots0101020200/0/0ADCB名詞術(shù)語：名詞術(shù)語：基圓、基圓、 基圓半徑基圓半徑r r0 0、推程推程、推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角0 、 遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角01 、回程、回程、 回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角/、近休止角近休止角02、行程行程h h。 S-S-之間的關(guān)系可用運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系可用運(yùn)動(dòng)線圖來

5、表示。線圖來表示。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)分類：分類：多項(xiàng)式、三角函數(shù)。多項(xiàng)式、三角函數(shù)。（一（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一般表達(dá)式：一般表達(dá)式： S=C0+ C1+ C22 2+Cnn n (1)(1)s0vah+剛性沖擊剛性沖擊1 1、一次多項(xiàng)式（等速運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)規(guī)律、一次多項(xiàng)式（等速運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)方程：推程運(yùn)動(dòng)方程： Sh/h/0 0 V h/ h/0 0a= =0同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：sh(1-/h(1-/ 0 0 ) )v- -h/h/0 0a0當(dāng)：當(dāng)：=0=0， s=0；=0 0，s=h代入得：代入得：C00， C1h/h/0 0

6、第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)2 2、二次多項(xiàng)式（等加等減速）運(yùn)動(dòng)規(guī)律、二次多項(xiàng)式（等加等減速）運(yùn)動(dòng)規(guī)律1sva235463h/20 0h/22 2h/h/0 0柔性沖擊柔性沖擊4 4hh2 2/0 02 2推程加速上升段邊界條件：推程加速上升段邊界條件：起始點(diǎn)：起始點(diǎn)：=0=0， S=0， V0中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：=0 0/2/2，s=h/2 求得：求得：C00， C10 0，C22h/2h/0 02 2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 2h2h2 2/0 02 2V 4h4h/0 02 2a 4h4h2 2/0 02 2推程減速上升段邊界條件：推程減速上升段邊界條

7、件：中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：=0 0/2/2，S=h/2 終止點(diǎn)：終止點(diǎn)：=0 0， S=h， V0求得：求得：C0h， C14h/4h/0 0，C2-2h/-2h/0 02 2 減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：Sh-2hh-2h(-(-0 0) )2 2/0 02 2 V- -4h4h(-(-0 0) )/0 02 2a - -4h4h2 2/0 02 21 12 23 34 45 56 6第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)3 3、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：速度方程：速度方程：s svah0 0234000030()60()30()hV3450

8、0010()15()6()Sh加速度方程：加速度方程：2232000060()180()120()ha無沖擊，適用于高速凸輪。無沖擊，適用于高速凸輪。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)( (二二) ) 、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 1、余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程： Sh h 1-cos(1-cos(/0 0) ) /2/2 V=hsin(=hsin(/0 0)/2)/20 0a= =2 2hh2 2 cos( cos(/0 0)/2)/20 02 2123456av vs sh0123456Vmax=1.57h/0回程：回程：Sh h

9、 1 1cos(cos(/0 0) ) /2/2 V=-hsin(=-hsin(/0 0)/2)/20 0a=-=-2 2hh2 2 cos(/ cos(/0 0)/2)/20 02 2 在起始和終止點(diǎn)，在起始和終止點(diǎn)，a有突變，有突變，所以會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。所以會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)2 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：Sh h /0 0-sin(-sin(2/2/0 0)/2)/2 s123456vah0 0r =h/2vmax=2h/0 0amax=6.28=6.28hh2 2/0 02 2=2/=2/0 0V=h

10、1-cos(=h1-cos(2/2/0 0)/)/0 0a=2=2hh2 2 sin( sin(2/2/0 0)/)/0 02 2 回程：回程：Sh h1-1-/0 0 + +sin(2/sin(2/0 0)/2)/2 V=hcos(2/=hcos(2/0 0)-1/)-1/0 0a =-2=-2hh2 2 sin(2/sin(2/0 0)/)/0 02 2無沖擊，但無沖擊，但amax 較大。較大。 第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)二、選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加等減速等加等減速 2.0 4.02.0 4.0 柔性柔性 中速輕載中速輕載五次多項(xiàng)式五次多項(xiàng)式 1.88 5.77

11、1.88 5.77 無無 高速中載高速中載余弦加速度余弦加速度 1.57 4.931.57 4.93 柔性柔性 中速中載中速中載正弦加速度正弦加速度 2.0 6.282.0 6.28 無無 高速輕載高速輕載改進(jìn)正弦加速度改進(jìn)正弦加速度 1.76 5.531.76 5.53 無無 高速重載高速重載 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律 V Vmaxmax amaxmax 沖擊沖擊 推薦應(yīng)用范圍推薦應(yīng)用范圍 ( (h/h/0 0) ) (h/(h/0 02 2) )等等 速速 1.0 1.0 剛性剛性 低速輕載低速輕載第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)萬

12、能曲線（七段加速度曲線）萬能曲線（七段加速度曲線）atT1T2T3T4T5T6T7正弦波正弦波第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)9 93 3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理反轉(zhuǎn)原理：反轉(zhuǎn)原理：- - 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)，不影時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，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)合運(yùn)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動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。 根據(jù)這個(gè)原理可以用幾何作圖的根據(jù)這個(gè)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：方法設(shè)

13、計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：尖頂凸輪繪制動(dòng)畫尖頂凸輪繪制動(dòng)畫滾子凸輪繪制動(dòng)畫滾子凸輪繪制動(dòng)畫二、二、按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)1、尖底對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、尖底對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，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)該凸輪輪動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。廓曲線。s 601209090135781 3 5 7 8911 13r0609090120-12345 67 89101112131418765432

14計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：1 1、選取位移比尺、選取位移比尺S和角位移和角位移比尺比尺作位移線圖；作位移線圖；lS2 2、選取長(zhǎng)度比尺、選取長(zhǎng)度比尺，以以r r0 0為半徑作圓；為半徑作圓；3 3、將基圓沿、將基圓沿方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分 點(diǎn)，并過這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；點(diǎn)，并過這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；4 4、從基圓開始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng)、從基圓開始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng) 線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上的位置；線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上的位置；5 5、光滑連接尖頂在各導(dǎo)路線上的位置，得

15、凸輪輪廓曲線。、光滑連接尖頂在各導(dǎo)路線上的位置，得凸輪輪廓曲線。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)2、滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)s 601209090135781 3 5 7 8911 130609090120-1234567891011121314A理論輪廓理論輪廓實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓1876543214131211109已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，滾子半徑滾子半徑rT，角速度角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法： 把滾子中心視作為

16、尖底把滾子中心視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì)動(dòng)件設(shè)計(jì), ,所得的曲線為理所得的曲線為理論廓線論廓線, ,然后作然后作等距曲線等距曲線, ,得實(shí)際廓線。得實(shí)際廓線。等距曲線等距曲線公法線方向兩公法線方向兩曲線的距離相等。其作法為：曲線的距離相等。其作法為：以理論廓線為圓心作一些列以理論廓線為圓心作一些列的滾子的滾子, ,再作滾子的包絡(luò)線。再作滾子的包絡(luò)線。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)3、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，角速度角速度和從和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該

17、凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：把平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)把平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)A視作為尖底從動(dòng)視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì),求出求出A 點(diǎn)在導(dǎo)路線上的點(diǎn)在導(dǎo)路線上的 一系列一系列1/、2/點(diǎn)，過這點(diǎn)，過這些些點(diǎn)作一系列點(diǎn)作一系列 的的平底，然后作這些平平底，然后作這些平底的內(nèi)包絡(luò)線，得凸輪的實(shí)際廓線。底的內(nèi)包絡(luò)線，得凸輪的實(shí)際廓線。s 601209090135781 3 5 7 8911 13 15911131214123456788765432191011121314151413121110 9第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)4

18、 4、尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，角速度角速度，從動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏距件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：lS2 2、選取長(zhǎng)度比尺、選取長(zhǎng)度比尺 ， 以以r r0 0為半徑作圓為半徑作圓, ,以以 e e為半徑作圓；為半徑作圓；3 3、將基圓沿、將基圓沿方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分 點(diǎn)，并過這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；點(diǎn)，并過這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；1 1、選取位移比尺、選取位移比尺S和角位移和角位移比尺比尺作位移線圖；作位移線

19、圖；4 4、從基圓開始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng)、從基圓開始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng) 線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上的位置；線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上的位置；5 5、光滑連接尖頂在各導(dǎo)路線上的位置，得凸輪輪廓曲線。、光滑連接尖頂在各導(dǎo)路線上的位置，得凸輪輪廓曲線。s 601209090135781 3 5 7 8911 13九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：lS2 2、選取長(zhǎng)度比尺、選取長(zhǎng)度比尺 ，以以r r0 0為半為半徑作圓徑作圓, ,以以e e為半徑作圓；為半徑作圓；3 3、將基圓沿、將基圓

20、沿方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì) 應(yīng)的等分點(diǎn)，并過這些等分點(diǎn)作偏距應(yīng)的等分點(diǎn)，并過這些等分點(diǎn)作偏距 圓的切線，得從動(dòng)件的導(dǎo)路線；圓的切線，得從動(dòng)件的導(dǎo)路線；1 1、選取位移比尺、選取位移比尺S和角位移和角位移比尺比尺作位移線圖；作位移線圖；4 4、從基圓開始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上、從基圓開始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上 量取與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從量取與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從 動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上的位置點(diǎn)；動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上的位置點(diǎn)；5 5、光滑連接尖頂在各導(dǎo)路線上的位置點(diǎn)，得凸輪輪廓曲線。、光滑連接尖頂在各導(dǎo)路線上的位置點(diǎn)，得凸輪輪廓曲線。s 601209090135781 3

21、 5 7 8911 13A A-O O12345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k15123456781514131211109第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)5、滾子偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)滾子偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r r0 0，滾子半徑滾子半徑r rT T，角速度角速度、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏 距距e e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法： 把滾子中心視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件

22、設(shè)計(jì)把滾子中心視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì), ,所所得的曲線為理論廓線得的曲線為理論廓線, ,然后作然后作等距曲線等距曲線, ,得實(shí)際廓線。得實(shí)際廓線。6 6、尖底擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尖底擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r r0 0，角速度角速度，擺動(dòng)推桿長(zhǎng)度擺動(dòng)推桿長(zhǎng)度l lABAB以及擺桿以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離l lAoAo ，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。該凸輪輪廓曲線。 60120909012341 2 3 45 67 85768A1A2A3A4A5A6A7A8B1

23、B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7- -r0ABlABlAoo o設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟：1 1、將運(yùn)動(dòng)線圖、將運(yùn)動(dòng)線圖分為若分為若 干個(gè)等分；干個(gè)等分； 2 2、以以O(shè)點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， r0為半徑作為半徑作 圓；圓；根據(jù)根據(jù)lAo定出定出A點(diǎn)的位置，點(diǎn)的位置， 以以A點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， lAB為半為半 徑徑 作圓弧與基圓交與于作圓弧與基圓交與于B點(diǎn)，點(diǎn)，B點(diǎn)點(diǎn) 即為起始位置；即為起始位置；3 3、以以O(shè)點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， lAo為半徑作圓；并將為半徑作圓；并將此圓沿此圓沿方向分為與方向分為與線圖相對(duì)應(yīng)線圖相對(duì)

24、應(yīng)的等分點(diǎn)；它們便是反轉(zhuǎn)后各個(gè)擺桿位置的擺動(dòng)中心；的等分點(diǎn)；它們便是反轉(zhuǎn)后各個(gè)擺桿位置的擺動(dòng)中心；4 4、以各個(gè)擺桿的擺動(dòng)中心、以各個(gè)擺桿的擺動(dòng)中心為圓心，為圓心， lAB為半為半 徑作一系列圓弧，徑作一系列圓弧， 量取各量取各擺桿與擺桿與線圖相對(duì)應(yīng)的角位移，得線圖相對(duì)應(yīng)的角位移，得一系列的一系列的B/點(diǎn)點(diǎn) 光滑連接這光滑連接這一系列的一系列的B/點(diǎn)，點(diǎn)，得凸輪輪廓曲線。得凸輪輪廓曲線。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)7 7、滾子或平底擺動(dòng)從動(dòng)件滾子或平底擺動(dòng)從動(dòng)件 同前所述，如采用滾子或平底從動(dòng)件，同前所述，如采用滾子或平底從動(dòng)件，那么上述連接的那么上述連接的B B/ /1 1

25、、 B B/ /2 2、.各點(diǎn)所得的各點(diǎn)所得的光滑曲線即為凸輪的理論輪廓，過這些點(diǎn)作光滑曲線即為凸輪的理論輪廓，過這些點(diǎn)作一系列滾子或平底一系列滾子或平底, ,然后作它們的包絡(luò)線便然后作它們的包絡(luò)線便可求得凸輪的實(shí)際輪廓?？汕蟮猛馆喌膶?shí)際輪廓。94 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F FF F/ /F F/一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 凸輪對(duì)從動(dòng)件作用點(diǎn)的力的方向與該點(diǎn)的凸輪對(duì)從動(dòng)件作用點(diǎn)的力的方向與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角速度方向所夾的銳角，稱為稱為壓力角壓力角。 B BE EF/ = FCOS 有效力有效力 F/ = FSIN 有害力有害力 、F/、F/當(dāng)當(dāng)增大到某

26、一個(gè)數(shù)值時(shí)（增大到某一個(gè)數(shù)值時(shí)（F/引起的摩擦阻力超過引起的摩擦阻力超過F/時(shí)），時(shí)），機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為安全起見，根據(jù)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為安全起見，根據(jù)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推薦許用壓力角，推薦許用壓力角取以下取以下數(shù)值：數(shù)值：推程許用壓力角：推程許用壓力角：直直303038 38 擺擺40405050 回程許用壓力角：回程許用壓力角：70708080 第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)F FF F/ /F F/B BE E二、壓力角二、壓力角與與S、ds/d 、r0、e的關(guān)系的

27、關(guān)系2200SreopVlopVdSld2200opdSelePEdtgEBSSSre220()dSedarctgSre220dSedrSetg0|0| 2最小基圓半徑最小基圓半徑r r0 0minmin的確定，工程上常根據(jù)的確定，工程上常根據(jù)諾模圖諾模圖來確定來確定r r0 0 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角0等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng)等加等減速運(yùn)動(dòng)等加等減速運(yùn)動(dòng)h/r0h/r0max應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，045，h=13 mm, 推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)，要求推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)，要求max 30，試確定凸輪的基圓半徑試確定凸輪的基圓半徑r0 。max凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角0余弦加速度運(yùn)動(dòng)余弦加速度運(yùn)動(dòng)正弦加速度運(yùn)動(dòng)正弦加速度運(yùn)動(dòng)h/r0h/r0諾模圖諾模圖作圖得：作圖得：h/r00.26r0 50 mm第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)三、滾子半徑的確定三、滾