第9章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

1、JM 返回 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類本章教學(xué)內(nèi)容本章教學(xué)內(nèi)容 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用選擇 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(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JM 返回 了解和掌握凸輪機(jī)構(gòu)的類型及其運(yùn)動(dòng)特性；了解和掌握凸輪機(jī)構(gòu)的類型及其運(yùn)動(dòng)特性； 本章教學(xué)目的本章教學(xué)目的掌握不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特征及應(yīng)用場(chǎng)合；掌握不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特征及應(yīng)用場(chǎng)合；掌握不同類型凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線的圖解設(shè)計(jì)原理；掌握不同類型凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線的圖解設(shè)計(jì)原理；掌握凸輪機(jī)構(gòu)常見基本尺寸的確定方法。掌握

2、凸輪機(jī)構(gòu)常見基本尺寸的確定方法。JM 返回。 JM 返回JM 返回JM 返回JM 返回JM 返回JM 返回JM 返回WJM 返回r1r2JM 返回JM 返回12刀架刀架oJM 返回凸輪機(jī)構(gòu)分類凸輪機(jī)構(gòu)分類1 1、按凸輪與推桿之間、按凸輪與推桿之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)特性分類相對(duì)運(yùn)動(dòng)特性分類2 2、按推桿的形狀分類、按推桿的形狀分類3 3、按凸輪與推桿之間、按凸輪與推桿之間的接觸方式分類的接觸方式分類平面凸輪機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪盤形凸輪移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪 尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件力封閉力封閉幾何形狀封閉幾何形狀封閉JM 返回選定JM 返回r0hBots010102020000

3、ADCBJM 返回( )dd22ws=ddt ddv=ddtv=2d2dtsa=ddws=tdddds=ddtsv=s=sS=S(t) S=S(t) V=V(t) V=V(t) a=a(t) a=a(t) JM 返回等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律s0vah+ JM 返回 ：=0 0/2/2，s=h/2 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：（二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律）其運(yùn)動(dòng)過程是推桿在等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：（二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律）其運(yùn)動(dòng)過程是推桿在推程的前一部分等加速上升，后一部分等減速上升，在回程的前一部分等加推程的前一部分等加速上升，后一部分等減速上升，在回程的前一部分等加速下降

4、，而后一部分等減速下降。速下降，而后一部分等減速下降。JM 返回=20220220442wwhahvhhs=20202020204)(4)(2wwhahvhsJM 返回1234560 0h/2h/22h/2h/0 00149414h4h2 2/0 02 2sOvOaOJM 返回1sva235463h/20 0h/22h/2h/0 04h4h2 2/0 02 2JM 返回3 3、余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在該、余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在該圓直徑上的投影構(gòu)成了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。圓直徑上的投影構(gòu)成了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。 JM 返回123456av vs

5、 sh0123456Vmax=1.57h/0JM 返回 a=2=2hh2 2 sin(2/ sin(2/0 0)/)/0 02 2 3 3、正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：由解析幾何可知，當(dāng)圓沿著坐標(biāo)系、正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：由解析幾何可知，當(dāng)圓沿著坐標(biāo)系的縱軸作勻速純滾動(dòng)時(shí)，圓周上的各點(diǎn)將描繪出一條擺線，此時(shí)，圓的縱軸作勻速純滾動(dòng)時(shí)，圓周上的各點(diǎn)將描繪出一條擺線，此時(shí)，圓周上的各點(diǎn)在縱周上的投影便構(gòu)成了擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。周上的各點(diǎn)在縱周上的投影便構(gòu)成了擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。JM 返回s123456vah0 0r=h/2vmax=2h/0 0amax=6.28=6.28hh2 2/0 02 2JM 返回

6、JM 返回hvsaooo0 0+-vsahooo0 0123456vsah0 0vmax=2h/0 0amax=6.28=6.28hh2 2/0 02 2JM 返回JM 返回JM 返回 （JM 返回- JM 返回Ar0609090120-s12345 67 891011121314 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109JM 返回r0609090120-1234567891011121314As 601209090135781 3 5 7 8911 13 15911131214187654321413121110

7、9JM 返回123456788765432191011121314151413121110 9s 601209090135781 3 5 7 8911 13M 返回eA A-O Os 601209090135781 3 5 7 8911 13 1591113121412345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k15123456781514131211109JM 返回A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6

8、B77 7-r0ABld 60120909012341 2 3 45 67 85768JM 返回2RV=RvRV ，BvJM 返回123456787654321V=RV2Rs vRs s123456786543217JM 返回 Tl1.2.3.4.JM 返回lbFR2FR1Fttnn1 12 22 2Bd-Fsin(+1 1 )+(FR1FR2 )cos2 2=0G+Fcos(+1 1 ) (FR1 + FR2 )sin2 2=0FR2 cos2 2 (l+b) FR1 cos2 2 b=0FR1FR2vGF=cos(+1 1 )(1+2b/l) sin(+1 1 )tg2 2GJM 返回21

9、1tansin21cosG)()lb()(F=考慮摩擦?xí)r考慮摩擦?xí)r驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的表達(dá)式力的表達(dá)式理想情況（無(wú)摩擦）時(shí)驅(qū)動(dòng)力的表達(dá)式理想情況（無(wú)摩擦）時(shí)驅(qū)動(dòng)力的表達(dá)式FcosG0=由上式可以看出，影響由上式可以看出，影響F力的一些因素：力的一些因素： （1）壓力角）壓力角1 1 、2 2 JM 返回0costansin21cos211=)()lb()(解方程解方程得臨界壓力角得臨界壓力角 c：12tan)21/(1arctan=lbc0時(shí)，機(jī)構(gòu)自鎖時(shí)，機(jī)構(gòu)自鎖lbFFcostan)(sin)21 ()(cos2110=凸輪機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)效率凸輪機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)效率JM 返回？vnnOr r0 0JM 返回2

10、20)/(estgeddsrds/dnnPeOCBvvr r0 0=(ds/d-e)=(ds/d-e)/ /(r(r0 02 2-e-e2 2) )1/21/2+s+ss0sDtgtg=CP/BC =(OP-e)/BC=CP/BC =(OP-e)/BCJM 返回lbFR2FR1Fttnn1 12 22 2BdvGF=cos(+1 1 )(1+2b/l) sin(+1 1 )tg2 2G影響影響F力的一些因素：壓力角力的一些因素：壓力角1 1 、2 2 理想情況（無(wú)摩擦）時(shí)驅(qū)動(dòng)力的表達(dá)式理想情況（無(wú)摩擦）時(shí)驅(qū)動(dòng)力的表達(dá)式FcosG0=lbFFcostan)(sin)21 ()(cos2110=凸

11、輪機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)效率凸輪機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)效率 通過對(duì)機(jī)構(gòu)的力分析，我們獲得了實(shí)際狀態(tài)下機(jī)構(gòu)通過對(duì)機(jī)構(gòu)的力分析，我們獲得了實(shí)際狀態(tài)下機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力F與工作載荷與工作載荷G之間的關(guān)系式：之間的關(guān)系式：JM 返回12tan)21/(1arctan=lbc0臨界壓力角臨界壓力角 ds/dnnPeOCBvvr r0 0s0sD=(ds/d-e)=(ds/d-e)/ /(r(r0 02 2-e-e2 2) )1/21/2+s+stgtg=CP/BC =(OP-e)/BC=CP/BC =(OP-e)/BC220)/(estgeddsrJM 返回220)/(estgeddsrJM 返回=(ds/d-e=(ds/d-e)/(r)/(r0 02 2-e-e2 2) )1/21/2+s+stgtg=CP/BC =(OP-e)/BC=CP/BC =(OP-e)/BCds/dnnPeOCBvvr r0 0s0sDJM 返回a t t a t 0 t a t 0 t a t 0t attatttJM 返回5）mm，一，一旦其小于旦其小于5）mm，可以，可以a、通過減小滾子半徑、通過減小滾子半徑t ；b、增大基圓、增大基圓半徑半徑；c、修改推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以便將凸輪工作廓線上出現(xiàn)的尖點(diǎn)的、修改推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以便將凸輪工作廓線上出現(xiàn)的尖點(diǎn)的地方代以合適的曲線。地方代以合適的曲線。t