機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)講義(4凸輪)

4－1凸輪機(jī)構(gòu)概述一、組成(zǔchénɡ)凸輪機(jī)構(gòu)是３桿機(jī)構(gòu)(高副機(jī)構(gòu))凸輪(原動件)+推桿或擺桿(從動件)+機(jī)架輔助構(gòu)件:彈簧、滾子等設(shè)計(jì)(shèjì)基礎(chǔ)第四章二、應(yīng)用和特點(diǎn)凸輪勻速轉(zhuǎn)動從動桿變速移動或擺動推桿(擺桿)容易獲得比較復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠。易磨損，傳力小多用于輕工機(jī)械精品資料三、凸輪(tūlún)分類教材P42表4-1凸輪(tūlún)1.盤狀2.移動3.圓柱直動推桿擺動(bǎidòng)推桿對心偏置從動件端部形式及位置尖底滾子平底鎖合方式力鎖合彈簧形鎖合溝槽精品資料盤狀凸輪+尖底直動推桿最基本的理論形式(xíngshì)用作研究多種類型，滿足(mǎnzú)不同需求實(shí)際使用的凸輪機(jī)構(gòu)，都是有滾子的(滾子有可能使得從動件運(yùn)動失真)偏置可以減小壓力角(偏哪一邊有講究)平底盤狀凸輪有恒定的壓力角精品資料4－2圖解法設(shè)計(jì)直動推桿盤狀凸輪輪廓圖解法介紹了設(shè)計(jì)原理實(shí)踐(shíjiàn)中，凸輪設(shè)計(jì)已用CAD解決一、準(zhǔn)備知識1.基圓rb:凸輪上最小半徑(bànjìng)作的圓。基圓半徑(bànjìng)記作rb基圓半徑(bànjìng)rb越大，凸輪上各點(diǎn)的壓力角(有利)基圓半徑(bànjìng)rb越大，凸輪結(jié)構(gòu)尺寸及重量(不利)所以，rb要適當(dāng)2.偏距e:從動桿導(dǎo)路中心線相對凸輪軸心的偏置距離

偏置可以左右，適當(dāng)偏置可以減小壓力角精品資料4.從動件位移曲線:S-δ線----凸輪轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)角δ與推桿移動距離(位移)S的關(guān)系曲線----設(shè)計(jì)(shèjì)凸輪理論廓線的依據(jù)3.壓力(yālì)角α:從動桿受力方向與速度方向的夾角

凸輪上各點(diǎn)的壓力角α一般是不同的控制αmax≤30°校驗(yàn)半升程壓力角精品資料二、舉例說明凸輪設(shè)計(jì)(shèjì)例:對凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求如表所示:δ0°-240°240°-360°S推桿上升20mm下降20mm解:1.作S-δ線2.確定(quèdìng)基圓(盡可能大些)3.按需要等分基圓，延長分角線4.反轉(zhuǎn)編號，利用S-δ，在基圓外分角線上截取相應(yīng)線段注意:rb與S同比例尺5.連接各點(diǎn)，光順凸輪理論廓線(可適當(dāng)插入新點(diǎn))精品資料問題提出:在上例中，凸輪(tūlún)從１轉(zhuǎn)到５，推桿上升20mm。如何上升？4－3從動件常用運(yùn)動(yùndòng)規(guī)律不能簡單地用直線表示位移規(guī)律不同的移動規(guī)律，對應(yīng)不同的曲線(有不同的凸輪廓線)運(yùn)動規(guī)律一:等速運(yùn)動(直線)

在一段等速運(yùn)動地開始和終止的瞬時，速度突變升降轉(zhuǎn)折點(diǎn)，有強(qiáng)烈沖擊

剛性沖擊

振動噪聲磨損適用低速、輕載機(jī)械精品資料在A、B、C處有加速度變化(加速度方向(fāngxiàng)改變)運(yùn)動規(guī)律二:等加速(jiāsù)等減速運(yùn)動(拋物線)運(yùn)動規(guī)律三:簡諧運(yùn)動(COS線)B點(diǎn):+a變-a，有限沖擊

柔性沖擊適用中速中載機(jī)械

在連續(xù)運(yùn)動中沒有沖擊

啟動和終止時有柔性沖擊適用高速還有:

擺線(無任何沖擊)、復(fù)雜多項(xiàng)式等運(yùn)動規(guī)律精品資料例二:已知凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)推桿的運(yùn)動要求如表，試設(shè)計(jì)，rb=30mm，尖底、直動、對心、盤狀凸輪(tūlún)的廓線(理論廓線)δ0°-180°180°-240°240°-300°300°-360°S等加等減上升24mm不動等速下降24mm不動解:1.作S-δ線適當(dāng)(shìdàng)等分S-δ線且編號精品資料解:2.畫凸輪(tūlún)尖底推桿時，理論廓線就是實(shí)際廓線討論一:滾子(半徑rT)推桿以理論廓線為滾子的圓心，畫若干rT圓。其內(nèi)(qínèi)包絡(luò)線為實(shí)際廓線。討論二:平底推桿

作平底與理論廓線相切。無數(shù)個平底的包絡(luò)線為實(shí)際廓線。精品資料討論三:偏置(piānzhì)推桿(偏距e)解：1.以e作圓2.作e圓切線3.在切線上量S討論(tǎolùn)四:已知凸輪廓線求:推桿位移S-δ線精品資料例三:已知一對心直動尖底移動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，如圖所示，凸輪為以B點(diǎn)為中心的圓盤，A點(diǎn)為其回轉(zhuǎn)中心。試用作圖法畫出：補(bǔ)充(bǔchō