清華大學(xué)-機(jī)械原理課件--凸輪機(jī)構(gòu)

1、u機(jī)械原理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件機(jī)械原理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)I具有曲線輪廓的構(gòu)具有曲線輪廓的構(gòu)件通過(guò)高副帶動(dòng)從件通過(guò)高副帶動(dòng)從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型3.23.2從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)3.33.3凸輪輪廓的設(shè)計(jì)凸輪輪廓的設(shè)計(jì)3.43.4凸輪機(jī)構(gòu)根本尺寸確實(shí)定凸輪機(jī)構(gòu)根本尺寸確實(shí)定3.53.5凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)第第3 3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型u3.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成u3.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型u3.1

2、.2 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用3.1.1 3.1.1 凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成高副機(jī)構(gòu)高副機(jī)構(gòu)3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型從動(dòng)件從動(dòng)件凸輪凸輪機(jī)架機(jī)架3.1.2 3.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型盤(pán)形凸輪：最根本的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛盤(pán)形凸輪：最根本的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛移動(dòng)凸輪：凸輪相對(duì)機(jī)架做直線運(yùn)動(dòng)移動(dòng)凸輪：凸輪相對(duì)機(jī)架做直線運(yùn)動(dòng)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(pán)形凸輪盤(pán)形凸輪 按凸輪的形狀分類(lèi)按凸輪的形狀分類(lèi)移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪圓柱凸輪圓柱凸輪3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型 按從動(dòng)件的形狀分類(lèi)按從動(dòng)件的形

3、狀分類(lèi)尖端從動(dòng)件尖端從動(dòng)件曲面從動(dòng)件曲面從動(dòng)件u能與任意形狀的凸輪輪能與任意形狀的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動(dòng)廓保持接觸，從而使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。u尖端處極易磨損，只適尖端處極易磨損，只適用于低速場(chǎng)合。用于低速場(chǎng)合。u磨損比尖端從動(dòng)件小磨損比尖端從動(dòng)件小3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型 滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件 平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件l滾動(dòng)摩擦，磨損小滾動(dòng)摩擦，磨損小l用于傳遞較大的動(dòng)力用于傳遞較大的動(dòng)力u從動(dòng)件與凸輪之間易形從動(dòng)件與凸輪之間易形成油膜，潤(rùn)滑好，受力平成油膜，潤(rùn)滑好，受力平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高穩(wěn)，傳動(dòng)效率高u高速場(chǎng)合；但凸輪輪廓高速場(chǎng)合；但

4、凸輪輪廓須全部外凸須全部外凸 按從動(dòng)件的形狀分類(lèi)按從動(dòng)件的形狀分類(lèi)3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型u按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類(lèi)移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件u移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為一段直線；從動(dòng)件往復(fù)移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為一段直線；u擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為一段圓弧。從動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為一段圓弧。擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型小結(jié)：小結(jié)：u按凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸的方法分類(lèi)按凸輪與從動(dòng)件維持高副接觸的方法分類(lèi) 力鎖合：彈簧力、從力鎖合：彈簧力、從動(dòng)件重力或其它外力動(dòng)件重力或

5、其它外力 型鎖合型鎖合利用高副元利用高副元素本身的幾何形狀素本身的幾何形狀u槽兩側(cè)面的距離等于滾子直徑；槽兩側(cè)面的距離等于滾子直徑；u優(yōu)點(diǎn)：鎖合方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：鎖合方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單u缺點(diǎn)：加大了凸輪的尺寸和重量缺點(diǎn)：加大了凸輪的尺寸和重量槽凸輪機(jī)構(gòu)槽凸輪機(jī)構(gòu)3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型u凸輪廓線上任意兩條平行切線間凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離都等于框架內(nèi)側(cè)的寬度的距離都等于框架內(nèi)側(cè)的寬度u缺點(diǎn)：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇缺點(diǎn)：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇受到一定的限制受到一定的限制 型鎖合凸輪型鎖合凸輪等寬凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)u兩滾子中心間的距離始兩滾

6、子中心間的距離始終保持不變終保持不變u缺點(diǎn)：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律缺點(diǎn)：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇受到一定的限制的選擇受到一定的限制3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型主回凸輪機(jī)構(gòu)主回凸輪機(jī)構(gòu)( (共軛凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)) )u優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：克服了等寬、等徑凸輪的缺點(diǎn)克服了等寬、等徑凸輪的缺點(diǎn)u缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高一個(gè)凸輪推動(dòng)從動(dòng)一個(gè)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件完成正行程運(yùn)動(dòng)，件完成正行程運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)凸輪推動(dòng)從另一個(gè)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件完成反行程的動(dòng)件完成反行程的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 型鎖合凸輪型鎖合凸輪3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型型鎖合凸輪型鎖合凸輪擺桿為主

7、動(dòng)件，凸輪為從動(dòng)件擺桿為主動(dòng)件，凸輪為從動(dòng)件 反凸輪機(jī)構(gòu)反凸輪機(jī)構(gòu)3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型3.1.3 3.1.3 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用u實(shí)現(xiàn)無(wú)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的工作行程實(shí)現(xiàn)無(wú)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的工作行程u實(shí)現(xiàn)有特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的工作行程實(shí)現(xiàn)有特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求的工作行程u實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有特殊要求的工作行程實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性有特殊要求的工作行程u實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)u優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：l構(gòu)件少；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊

8、湊構(gòu)件少；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊l可方便地設(shè)計(jì)出任意要求的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律可方便地設(shè)計(jì)出任意要求的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律u缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：l高副接觸，易磨損，用于受力不大的場(chǎng)合高副接觸，易磨損，用于受力不大的場(chǎng)合3.1.3 3.1.3 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)無(wú)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的工作行程實(shí)現(xiàn)無(wú)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的工作行程例例1 1：車(chē)床床頭箱利用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速操縱：車(chē)床床頭箱利用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速操縱3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型實(shí)現(xiàn)特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的工作行程實(shí)現(xiàn)特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的工作行程例例2 2：自動(dòng)機(jī)床中利用凸輪實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)刀、退刀：自動(dòng)機(jī)床中利用凸輪實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)刀、退刀3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)

9、型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)鶴動(dòng)力有特殊要求的實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)鶴動(dòng)力有特殊要求的工作行程工作行程例例3 3：船用柴油機(jī)中凸輪控制閥：船用柴油機(jī)中凸輪控制閥門(mén)的啟閉門(mén)的啟閉3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型例例4 4：印刷機(jī)通過(guò)凸輪組合實(shí)現(xiàn)的吸紙吸頭的復(fù)雜軌跡：印刷機(jī)通過(guò)凸輪組合實(shí)現(xiàn)的吸紙吸頭的復(fù)雜軌跡3.13.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型凸輪機(jī)構(gòu)的組成與類(lèi)型3.2 3.2 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)u3.2.1 根底知識(shí)：凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況根底知識(shí)：凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況u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u從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇u從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合從動(dòng)件

10、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合3.2.1 3.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況3.2.1 3.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況推程角推程角回程角回程角從動(dòng)件位移線圖從動(dòng)件位移線圖 3.2.1 3.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況凸輪機(jī)構(gòu)的工作情況從動(dòng)件位移線圖從動(dòng)件位移線圖 l基圓基圓以凸輪輪廓的最以凸輪輪廓的最小向徑小向徑rb所作的圓所作的圓l升程升程從動(dòng)件上升的最從動(dòng)件上升的最大距離大距離hu1.等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng)u2.等加速等減速等加速等減速(拋物線拋物線)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)u3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(余弦加速度運(yùn)動(dòng)余弦加速度運(yùn)動(dòng))u4.擺線運(yùn)動(dòng)擺線運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介)u5. 3-4-5多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)多項(xiàng)式運(yùn)

11、動(dòng)(簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介)3.2.2 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3.2.2 3.2.2 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u特點(diǎn)特點(diǎn)：速度有突變，加速度有突變，加速度理論上由零至無(wú)窮大，速度理論上由零至無(wú)窮大，從而使從動(dòng)件產(chǎn)生巨大的從而使從動(dòng)件產(chǎn)生巨大的慣性力，機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈沖慣性力，機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈沖擊擊剛性沖擊剛性沖擊u適應(yīng)場(chǎng)合適應(yīng)場(chǎng)合：低速輕載低速輕載 1.等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng) 2.等加速等減速等加速等減速(拋物線拋物線)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)3.2.2 3.2.2 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22222442hahvhs等加速階段2.等加速等減速等加速等減速(拋物線拋物線)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)22222442ha

12、hvhs等加速階段 2.等加速等減速等加速等減速(拋物線拋物線)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)3.2.2 3.2.2 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u特點(diǎn)特點(diǎn)：加速度曲線有突變，加加速度曲線有突變，加速度的變化率速度的變化率(即躍度即躍度j)在這些在這些位置為無(wú)窮大位置為無(wú)窮大柔性沖擊柔性沖擊u適應(yīng)場(chǎng)合適應(yīng)場(chǎng)合：中速輕載中速輕載 3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(余弦加速度運(yùn)動(dòng)余弦加速度運(yùn)動(dòng))3.2.2 3.2.2 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)cos(1 2hs推程u 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)時(shí)，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

13、 3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(余弦加速度運(yùn)動(dòng)余弦加速度運(yùn)動(dòng))u特點(diǎn)特點(diǎn)：有：有柔性沖擊柔性沖擊u適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：中速輕載中速輕載(當(dāng)從動(dòng)件當(dāng)從動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用于高速作連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用于高速)3.2.2 3.2.2 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u4.擺線運(yùn)動(dòng)擺線運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介)u 半徑半徑R=h/2的滾圓沿縱座標(biāo)作的滾圓沿縱座標(biāo)作純滾動(dòng)，圓上最初位于座標(biāo)原點(diǎn)的點(diǎn)純滾動(dòng)，圓上最初位于座標(biāo)原點(diǎn)的點(diǎn)其位移隨時(shí)間變化的規(guī)律其位移隨時(shí)間變化的規(guī)律擺線運(yùn)動(dòng)擺線運(yùn)動(dòng)u4.擺線運(yùn)動(dòng)擺線運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介)特點(diǎn)：特點(diǎn)：無(wú)剛性、柔性沖擊無(wú)剛性、柔性沖擊適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：適于高速適于高速u(mài)5. 3-4-5多

14、項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介) 54361510hs特點(diǎn)：特點(diǎn)：無(wú)剛性沖擊、柔性沖擊無(wú)剛性沖擊、柔性沖擊適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：高速、中載高速、中載3.2.3 3.2.3 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 1. 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律性能比較從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律性能比較u2.從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原那么從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原那么u對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求u凸輪的轉(zhuǎn)速動(dòng)力特性和便于加工凸輪的轉(zhuǎn)速動(dòng)力特性和便于加工 3.2.4 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合合 1.滿(mǎn)足工作對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特滿(mǎn)足工作對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特殊要求；殊要求； 2.為防止剛性沖擊，位移曲為防止剛性沖擊，位移曲線和速度曲線

15、必須連續(xù)；而為線和速度曲線必須連續(xù)；而為防止柔性沖擊，加速度曲線也防止柔性沖擊，加速度曲線也必須連續(xù)。必須連續(xù)。 3. 盡量減小速度和加速度的盡量減小速度和加速度的最大值。最大值。3.3 凸輪輪廓的設(shè)計(jì)凸輪輪廓的設(shè)計(jì)u3.3.1 3.3.1 根本原理反轉(zhuǎn)法根本原理反轉(zhuǎn)法u3.3.2 3.3.2 圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓u移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪u尖底從動(dòng)件尖底從動(dòng)件u滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件u平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件u擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪u設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)u3.3.3 3.3.3 解析法解析法3.3.1 3.3.1 根本原理反轉(zhuǎn)法根本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)后

16、，從動(dòng)件尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的輪廓曲線反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的輪廓曲線3.3 凸輪輪廓的設(shè)計(jì)3.3.1 3.3.1 根本原理反轉(zhuǎn)法根本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的輪廓曲線反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖端的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的輪廓曲線3.3 凸輪輪廓的設(shè)計(jì)3.3.2 3.3.2 圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。逆逆時(shí)時(shí)針針，等等角角速速度度偏偏距距為為置置于于凸凸輪輪軸軸心心右右側(cè)側(cè)，曲曲線線，從從動(dòng)動(dòng)件件偏偏，已已知知：基基圓圓半半徑徑)(e-srb 1. 移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(1)尖底從動(dòng)件尖底從動(dòng)件3.3 凸輪輪廓的設(shè)計(jì)關(guān)鍵：反轉(zhuǎn)法關(guān)鍵：反

17、轉(zhuǎn)法關(guān)鍵：反轉(zhuǎn)法關(guān)鍵：反轉(zhuǎn)法1. 移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪2滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件曲曲線線。，滾滾子子半半徑徑，已已知知： -sr, e,rrb滾子滾子中心中心將描繪將描繪- -條與凸輪廓線法向等條與凸輪廓線法向等距的曲線距的曲線-理論廓線理論廓線。R Rb b指的是理論指的是理論廓線的基圓。廓線的基圓。反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法 u作內(nèi)包絡(luò)線，得到凸輪的實(shí)際廓線；作內(nèi)包絡(luò)線，得到凸輪的實(shí)際廓線；u假設(shè)同時(shí)作外包絡(luò)線，形成槽凸輪廓線假設(shè)同時(shí)作外包絡(luò)線，形成槽凸輪廓線 取平底從動(dòng)件外表上的點(diǎn)取平底從動(dòng)件外表上的點(diǎn)B0B0作為假想的尖端從動(dòng)件的作為假想的尖端從動(dòng)件的尖端。尖端。移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪移動(dòng)從

18、動(dòng)件盤(pán)形凸輪3平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件包絡(luò)線包絡(luò)線 為了保證在所有位置從動(dòng)件為了保證在所有位置從動(dòng)件平底都能與凸輪輪廓曲線相切，平底都能與凸輪輪廓曲線相切，凸輪廓線必須是外凸的。凸輪廓線必須是外凸的。2. 擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪2. 擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪凸輪輪廓設(shè)計(jì)總結(jié)：凸輪輪廓設(shè)計(jì)總結(jié)：u反轉(zhuǎn)法的靈活應(yīng)用反轉(zhuǎn)法的靈活應(yīng)用u理論輪廓和實(shí)際輪廓理論輪廓和實(shí)際輪廓u圖解法設(shè)計(jì)時(shí)注意：圖解法設(shè)計(jì)時(shí)注意：u從動(dòng)件位移量的截取注意繪圖比例從動(dòng)件位移量的截取注意繪圖比例u凸輪轉(zhuǎn)角的分度凸輪轉(zhuǎn)角的分度解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u1、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)滾子從動(dòng)

19、件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)l理論廓線方程理論廓線方程sincos)(cossin)(00essMNBNyessKHKNx式中：式中：e為偏距，為偏距，220ersb解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u1、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)l實(shí)際廓線方程實(shí)際廓線方程ddyddxdydxtg2222)()(cos)()(sinddyddxddyddyddxddx解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u1、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)l實(shí)際廓線方程實(shí)際廓線方程sincosrrryyrxx解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u1、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)滾子從

20、動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)l實(shí)際廓線方程實(shí)際廓線方程2222)()(/)()(/ddyddxddxryyddyddxddyrxxrr解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u1、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)l刀具中心軌跡方程刀具中心軌跡方程2222)()(/)()(/ddyddxddxrryyddyddxddyrrxxrccrcc解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u2、移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)l理論廓線方程理論廓線方程ddsvOPOPvvpsincos)(cossin)(ddssrCECDyddssrEBODxbbBA2、移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、

21、移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)u刀具軌跡刀具軌跡用砂輪端面加工凸輪時(shí)用砂輪端面加工凸輪時(shí)平底上平底上C的軌跡就是刀具中心的軌跡就是刀具中心解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線cos)(sin)(srxsrxbcbcB解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線u3、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)lB點(diǎn)的坐標(biāo)方程點(diǎn)的坐標(biāo)方程EDADyCDODx)cos(cos)sin(sin00laylaxB3.4 凸輪機(jī)構(gòu)根本尺寸確實(shí)定凸輪機(jī)構(gòu)根本尺寸確實(shí)定移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪：移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪：壓力角及其許用值壓力角及其許用值基圓半徑基圓半徑偏置方向偏置方向滾子直徑滾子直徑1、壓力角與許用值、壓

22、力角與許用值sincos FFFFF1、壓力角與許用值、壓力角與許用值sincos FFFFF1max1 ftgfFF即：自鎖80)(45)(30回程：擺動(dòng)，移動(dòng)推程：2、 凸輪基圓半徑確實(shí)定凸輪基圓半徑確實(shí)定22berseddstg l基圓半徑越大，壓力角越小基圓半徑越大，壓力角越小l但結(jié)構(gòu)尺寸較大但結(jié)構(gòu)尺寸較大出現(xiàn)矛盾：出現(xiàn)矛盾：ddsvOPP，為凸輪與從動(dòng)件的瞬心u方法方法1：l根據(jù)滿(mǎn)足最大壓力角根據(jù)滿(mǎn)足最大壓力角a的要求確定的要求確定u方法方法2：l令基圓半徑大于令基圓半徑大于1.62倍的凸輪軸徑，校驗(yàn)壓倍的凸輪軸徑，校驗(yàn)壓力角力角a2、 凸輪基圓半徑確實(shí)定凸輪基圓半徑確實(shí)定3、 從動(dòng)

23、件偏置方向的從動(dòng)件偏置方向的選擇選擇ddsvOPP，為凸輪與從動(dòng)件的瞬心3、 從動(dòng)件偏置方向的選擇從動(dòng)件偏置方向的選擇22berseddstgl凸輪逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)凸輪逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件右偏置，取件右偏置，取l凸輪順時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)凸輪順時(shí)針回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件左偏置，取件左偏置，取BDP中中3、 從動(dòng)件偏置方向的選擇從動(dòng)件偏置方向的選擇22berseddstgn合理選擇偏置方向合理選擇偏置方向n偏置的目的是為了減小從動(dòng)件偏置的目的是為了減小從動(dòng)件在推程階段所受的壓力角在推程階段所受的壓力角。凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件采用右偏置凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件采用右偏置凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件采用左偏置凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)，

24、從動(dòng)件采用左偏置4 4、凸輪輪廓形狀與滾子半徑的關(guān)系、凸輪輪廓形狀與滾子半徑的關(guān)系u外凸凸輪廓線外凸凸輪廓線0rraminminamin0rraminminamin實(shí)際廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)實(shí)際廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)0rraminminamin實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉，從動(dòng)件實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉，從動(dòng)件不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律規(guī)律運(yùn)動(dòng)失真運(yùn)動(dòng)失真u運(yùn)動(dòng)失真運(yùn)動(dòng)失真u 原因：原因：u 防止方法：防止方法：u凸輪設(shè)計(jì)保證時(shí)：凸輪設(shè)計(jì)保證時(shí)：arminaminrraminmin0min0)8 . 0(減小滾子半徑增大增大brrrmma53取u內(nèi)凹凸輪廓線內(nèi)凹凸輪廓線無(wú)論滾子半徑多大，總能由理論輪廓求出實(shí)

25、際無(wú)論滾子半徑多大，總能由理論輪廓求出實(shí)際輪廓。輪廓。u滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇考慮結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)考慮結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)規(guī)律等因素規(guī)律等因素3.4.2 3.4.2 移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪移動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪1.1.運(yùn)動(dòng)失真現(xiàn)象及防止方法運(yùn)動(dòng)失真現(xiàn)象及防止方法 凸輪出現(xiàn)過(guò)度切割凸輪出現(xiàn)過(guò)度切割的現(xiàn)象，從動(dòng)件無(wú)法完全實(shí)的現(xiàn)象，從動(dòng)件無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。原因？原因？減小升程h增大基圓rb增大偏心eu運(yùn)動(dòng)失真原因：運(yùn)動(dòng)失真原因：基圓半徑過(guò)小基圓半徑過(guò)小從動(dòng)件升程過(guò)大從動(dòng)件升程過(guò)大基圓半徑確實(shí)定基圓半徑確實(shí)定: : 防止運(yùn)動(dòng)失真防止運(yùn)動(dòng)失真LsrrbLsrrbCLsrjj

26、erbj)()(srrLrb）（）（sincos基圓半徑確實(shí)定基圓半徑確實(shí)定: : 防止運(yùn)動(dòng)失真防止運(yùn)動(dòng)失真LsrrbC0ddddddrLsrjjerbj)()(ddLddsjejrj)(基圓半徑確實(shí)定基圓半徑確實(shí)定: : 防止運(yùn)動(dòng)失真防止運(yùn)動(dòng)失真LsrrbCddsrddLr)cos(-)sin(-ddLddsjejrj)(基圓半徑確實(shí)定基圓半徑確實(shí)定: : 防止運(yùn)動(dòng)失真防止運(yùn)動(dòng)失真Lsrrb22dsdddLddsLC22dsdsrb基圓半徑確實(shí)定基圓半徑確實(shí)定: : 防止運(yùn)動(dòng)失真防止運(yùn)動(dòng)失真LsrrbLsrrbCmin22(）dsdsrb(min22min）dsdsrbu從動(dòng)件偏置方向的選擇

27、從動(dòng)件偏置方向的選擇從動(dòng)件偏置并不影響凸輪廓線的形狀從動(dòng)件偏置并不影響凸輪廓線的形狀選擇偏置的主要目的是為了減小從動(dòng)件在推程選擇偏置的主要目的是為了減小從動(dòng)件在推程階段所受的彎曲應(yīng)力。階段所受的彎曲應(yīng)力。u平地寬度確實(shí)定平地寬度確實(shí)定minmax）（）（ddsddsB3.5 3.5 凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)u設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟l根據(jù)使用場(chǎng)合和工作要求，選擇機(jī)構(gòu)類(lèi)型根據(jù)使用場(chǎng)合和工作要求，選擇機(jī)構(gòu)類(lèi)型l根據(jù)工作要求選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律根據(jù)工作要求選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律l根據(jù)機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)條件，初定凸輪基圓半徑、根據(jù)機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)條件，初定凸輪基圓半徑、滾子半徑等滾子半徑等l對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，保證凸輪既對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，保證凸輪既滿(mǎn)足從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)要求，又具有良好的受力，滿(mǎn)足從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)要求，又具有良好的受力，且機(jī)構(gòu)緊湊。且機(jī)構(gòu)緊湊。設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例u繞線機(jī)工作時(shí)，繞線繞線機(jī)工作時(shí)，繞線軸軸1勻速回轉(zhuǎn)，導(dǎo)線桿勻速回轉(zhuǎn)，導(dǎo)線桿2勻速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。勻速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。l75mm