精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第六章凸輪機(jī)構(gòu)

第六章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)概述1、凸輪機(jī)構(gòu)組成：凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架2、特點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)任意給定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠（2）缺點(diǎn)：加工比較困難壓強(qiáng)大、易磨損3、分類：（一）按凸輪的形狀分1）盤形凸輪（圖6-1）2）圓柱凸輪（二）按從動(dòng)件的形狀分1）尖底從動(dòng)件（圖6-2a）2）滾子從動(dòng)件（圖6-2b）3）平底從動(dòng)件（圖6-2c）第二節(jié)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1、齒輪的基本參數(shù)（圖6-3）基圓推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)休止角回程運(yùn)動(dòng)角近休止角理論廓線實(shí)際廓線偏距2、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（圖6-4）2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（圖6-5）3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（圖6-6）運(yùn)動(dòng)參數(shù)：位移、速度、加速度

（1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：（2）等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：位移方程：如果即將上式代入位移方程對(duì)時(shí)間t求導(dǎo)，得根據(jù)圖象的對(duì)稱性，得等減速的運(yùn)動(dòng)方程（3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：第三節(jié)

圖解法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓1、原理（圖6-7）：

反轉(zhuǎn)法：使整個(gè)機(jī)構(gòu)以角速度-ω繞凸輪回轉(zhuǎn)軸心O回轉(zhuǎn)，此時(shí)各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不變，凸輪固定不動(dòng)，而從動(dòng)件一方面繞軸線回轉(zhuǎn)（-ω），同時(shí)又按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在導(dǎo)路中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。2、直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓（圖6-7）已知從動(dòng)件導(dǎo)路凸輪回轉(zhuǎn)中心的偏距為e凸輪的基圓半徑為r凸輪以等角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)件的位移線圖（圖6－7b）作偏置尖底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（圖6-7a）作圖步驟：1）將從動(dòng)件的位移線圖橫坐標(biāo)分成若干等分2）以O(shè)為圓心，以rb和e作為半徑分別作基圓及偏距圓3）自點(diǎn)A將偏距圓沿-ω方向分成與位移線圖橫坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的等分點(diǎn)4）光滑曲線聯(lián)接3、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓（圖6-8）

已知凸輪軸心與從動(dòng)件的回轉(zhuǎn)中心距為a基圓半徑為rb從動(dòng)件長(zhǎng)度為l從動(dòng)件的位移線圖如圖6－8b所示凸輪以等角速度ω沿過(guò)時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)求作凸輪的輪廓曲線作圖步驟：1）將從動(dòng)件位移線圖φ=f（ψ）的橫坐標(biāo)分成若干等分2)依照給定的中心距a決定凸輪的回轉(zhuǎn)中心O和從動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)中心O。3）以O(shè)

1為圓心、擺動(dòng)從動(dòng)件長(zhǎng)度l為半徑作弧，交基圓于A0點(diǎn)。4）各等分點(diǎn)用光滑曲線聯(lián)接，此曲線即為所求凸輪的輪廓曲線。第四節(jié)

解析法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓1、尖底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓（圖6-9）已知偏距e基圓半徑rb從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=f（ψ）求凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)A點(diǎn)的極角θAθA=δ0+ψ–δ式中：δ0和δ可由△A0OC0及△AOC求得由A0C中求得向徑rA為

即凸輪輪廓曲線的極坐標(biāo)參數(shù)方程

θA=δ0+ψ–δ步驟如下：

為擺桿的初位角，其值可由△001A0中求出，即

A點(diǎn)的極角

δ0和δ可由△OO1A0及△OO'1A分別求得，即

將上述δ0、δ代入

即為擺動(dòng)尖底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的極坐標(biāo)參數(shù)方程。根據(jù)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律φ=f（ψ）和精度要求，即可計(jì)算出凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的極坐標(biāo)值（θ，r），并列成表格。

第五節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的確定（見圖6－11）。壓力角：公法線n－n與從動(dòng)件（即尖底從動(dòng)件）運(yùn)動(dòng)方向的夾角。

根據(jù)力平衡條件，可得上式消去FNA、FNB，經(jīng)整理后得若其它條件不變，則a增加，所需推力F增大。當(dāng)a增加到使上式的分母為零時(shí)，即F增至無(wú)窮大，機(jī)構(gòu)自鎖。故凸輪機(jī)構(gòu)自鎖時(shí)的極限壓力角為：2、基圓半徑的確定（圖6-12）沿凸輪輪廓曲線上K點(diǎn)處凸輪與從動(dòng)件的線速度分別為VK1、VK2．從動(dòng)桿對(duì)凸輪的相對(duì)速度為VK12，則由速度三角形可知

式中s——從動(dòng)件在K處的位移。推薦許用壓力角：工作行程移動(dòng)