《凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)》ppt課件

1、凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類(lèi)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)根本尺寸確實(shí)定凸輪機(jī)構(gòu)根本尺寸確實(shí)定3機(jī)架2從動(dòng)件eh1凸輪高副凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 由凸輪，從動(dòng)件由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架構(gòu)成的三桿高副機(jī)構(gòu)。和機(jī)架構(gòu)成的三桿高副機(jī)構(gòu)。eh凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類(lèi)1)按凸輪外形分：盤(pán)形、按凸輪外形分：盤(pán)形、 挪動(dòng)、圓柱凸輪挪動(dòng)、圓柱凸輪 (端面端面) 。運(yùn)用：內(nèi)燃機(jī)運(yùn)用：內(nèi)燃機(jī) 、牙膏消費(fèi)等自動(dòng)線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。、牙膏消費(fèi)等自動(dòng)線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。分類(lèi)：分類(lèi)：2)按推桿外形分：尖頂、按推桿外形分：尖頂、 滾子、平底

2、從動(dòng)件。滾子、平底從動(dòng)件。3).按推桿運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng)按推桿運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng)(對(duì)心、偏置對(duì)心、偏置)、 擺動(dòng)擺動(dòng)特點(diǎn)：尖頂構(gòu)造簡(jiǎn)單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；特點(diǎn)：尖頂構(gòu)造簡(jiǎn)單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；滾子滾子磨損小，運(yùn)用廣；磨損小，運(yùn)用廣；平底平底受力好、光滑好，用于高速傳動(dòng)。受力好、光滑好，用于高速傳動(dòng)。4).按堅(jiān)持接觸方式分：力封鎖重力、彈簧等按堅(jiān)持接觸方式分：力封鎖重力、彈簧等 幾何外形封鎖幾何外形封鎖(凹槽、等寬、等徑、主回凹槽、等寬、等徑、主回凸輪凸輪)滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)eee尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的外形分類(lèi)尖頂尖頂平底平底滾子滾子按凸輪的外形分類(lèi)挪動(dòng)板狀凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)

3、構(gòu)圓錐凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)1132e擺動(dòng)從動(dòng)件凹槽凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)分類(lèi)滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的外形分類(lèi)按凸輪的外形分類(lèi)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)圓錐凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)挪動(dòng)板狀凸輪機(jī)構(gòu)按高副維持接觸的方法分類(lèi)形封鎖的凸輪機(jī)構(gòu)力封鎖的凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)總結(jié)等寬凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)主回凸輪機(jī)構(gòu)槽凸輪機(jī)構(gòu)形封鎖凸輪機(jī)構(gòu)的型式主回凸輪主回凸輪r1r2r1+r2 =constW凹槽凸輪凹槽凸輪主主回回凸凸輪輪等等寬寬凸凸輪輪等等徑徑凸凸輪輪內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)機(jī)構(gòu)靠彈簧力封鎖靠彈簧力封鎖機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)幾何外形封鎖幾何外形封鎖12刀架刀架

4、o運(yùn)用運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用內(nèi)燃機(jī)中的配氣機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)中的配氣機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊圖面動(dòng)畫(huà)演示繞線機(jī)中的排線機(jī)構(gòu)繞線機(jī)中的排線機(jī)構(gòu) 點(diǎn)擊圖面動(dòng)畫(huà)演示凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用點(diǎn)擊圖動(dòng)畫(huà)演示凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)仿形加工機(jī)構(gòu)仿形加工機(jī)構(gòu)點(diǎn)擊圖動(dòng)畫(huà)演示凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本義務(wù)是根據(jù)任務(wù)要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的方式、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本義務(wù)是根據(jù)任務(wù)要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的方式、推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律、合理確定構(gòu)造尺寸、設(shè)計(jì)輪廓曲線。而根據(jù)任推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律、合理確定構(gòu)造尺寸、設(shè)計(jì)輪廓曲線。而根據(jù)任務(wù)要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)凸輪輪

5、廓曲線的前提。務(wù)要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前提。名詞術(shù)語(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)：運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推桿在推程或回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推桿在推程或回程時(shí)，其位移時(shí)，其位移S S、速度、速度V V、和加速、和加速度度a a 隨時(shí)間隨時(shí)間t t 的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。S=S(t)S=S(t)V=V(t)V=V(t)a=a(t)a=a(t)一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基圓、基圓、推程運(yùn)動(dòng)角、推程運(yùn)動(dòng)角、基圓半徑、基圓半徑、推程、推程、遠(yuǎn)休止角、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程、回程、近休止角、近休止角、 行程。行程。r0hBots01010202000，ADCB0，1)基圓：以凸輪輪廓的最

6、小向基圓：以凸輪輪廓的最小向 徑徑rb為半徑所作的圓為半徑所作的圓2)推程推程: 當(dāng)凸輪以等角速度當(dāng)凸輪以等角速度逆時(shí)逆時(shí) 針轉(zhuǎn)過(guò)針轉(zhuǎn)過(guò)0角時(shí)，從動(dòng)件角時(shí)，從動(dòng)件 由最低位置由最低位置A被到最高位被到最高位 置置B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)過(guò)程. 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0稱為推程角稱為推程角凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析名詞術(shù)語(yǔ)及符號(hào)名詞術(shù)語(yǔ)及符號(hào)1)基圓rb2)推程、推程角03)遠(yuǎn)停程：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)遠(yuǎn)停程：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)01角時(shí)，從角時(shí)，從動(dòng)動(dòng) 件處于最高位置靜止不動(dòng)的過(guò)程，相件處于最高位置靜止不動(dòng)的過(guò)程，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角01稱為遠(yuǎn)休止角稱為遠(yuǎn)休止角凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分

7、析凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析1)基圓rb2)推程、推程角03)遠(yuǎn)停程、遠(yuǎn)休止角014)回程：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)回程：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)0角時(shí)，從動(dòng)角時(shí)，從動(dòng)件由最高位置件由最高位置C回到最低位置回到最低位置D的運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角0 稱為回程角稱為回程角凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析1)基圓rb2)推程、推程角03)遠(yuǎn)停程、遠(yuǎn)休止角014)回程、回程角0 5)近停程：當(dāng)凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)02 角時(shí)，從動(dòng)件處于最低位置靜止不動(dòng)的過(guò)程 ，相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角02稱為近休止角凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析凸輪機(jī)構(gòu)的任務(wù)過(guò)程分析a) a) 等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng)s0vah+剛性沖擊剛性沖擊從動(dòng)件在

8、推程上升或回程從動(dòng)件在推程上升或回程下降的速度下降的速度V為一常數(shù)為一常數(shù)特特點(diǎn)：點(diǎn)：適用于低速輕載的場(chǎng)所適用于低速輕載的場(chǎng)所從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的開(kāi)場(chǎng)和從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的開(kāi)場(chǎng)和終止的瞬時(shí)有剛性沖擊終止的瞬時(shí)有剛性沖擊b) 等加等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。1sva23546h/200h/22h/02h/0柔性沖擊柔性沖擊4h2/024h2/0250分3 從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的前半程勻加速?gòu)膭?dòng)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的前半程勻加速運(yùn)動(dòng)，后半程作勻減速運(yùn)動(dòng)，兩部分加運(yùn)動(dòng)，后半程作勻減速運(yùn)動(dòng)，兩部分加速度的絕對(duì)值相等的運(yùn)動(dòng)規(guī)律速度的絕對(duì)值相等的運(yùn)動(dòng)

9、規(guī)律特點(diǎn)：特點(diǎn)：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的始中末三個(gè)瞬時(shí)，從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的始中末三個(gè)瞬時(shí)，加速度有突變，引起柔性沖擊加速度有突變，引起柔性沖擊適用于中低速輕載的場(chǎng)所適用于中低速輕載的場(chǎng)所a)a)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123456av vs sh0123456Vmax=1.57h/0余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律又稱簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律又稱簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。當(dāng)一點(diǎn)在圓周上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其律。當(dāng)一點(diǎn)在圓周上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在直徑上投影的運(yùn)動(dòng)即簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在直徑上投影的運(yùn)動(dòng)即簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特特點(diǎn)點(diǎn) 當(dāng)從動(dòng)件只作升當(dāng)從動(dòng)件只作升降降升休升休止角為零運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度為一延止角為零運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度為一延續(xù)的光滑曲線，運(yùn)

10、動(dòng)中消除了柔性沖續(xù)的光滑曲線，運(yùn)動(dòng)中消除了柔性沖擊，這種情況適用于高速。擊，這種情況適用于高速。速度和加速度都是延續(xù)曲線速度和加速度都是延續(xù)曲線 在推程和回程的起點(diǎn)、終點(diǎn)加在推程和回程的起點(diǎn)、終點(diǎn)加速度有突變，要產(chǎn)生柔性沖擊。速度有突變，要產(chǎn)生柔性沖擊。適用于中、低速中載的場(chǎng)所適用于中、低速中載的場(chǎng)所sb)b)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123456vah00r=h/2vmax=2h/0amax=6.28h2/02無(wú)沖擊，但無(wú)沖擊，但amax amax 較大。較大。 =2/0=2/0 其加速度曲線光滑、延續(xù)，所以任其加速度曲線光滑、延續(xù)，所以任務(wù)時(shí)振動(dòng)、噪音都比較小，可以用于高

11、務(wù)時(shí)振動(dòng)、噪音都比較小，可以用于高速、輕載的場(chǎng)所。速、輕載的場(chǎng)所。 為了獲得無(wú)沖擊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為了獲得無(wú)沖擊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可采用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律?？刹捎谜壹铀俣冗\(yùn)動(dòng)規(guī)律。 hvsaooo0 0+-vsahooo0 0將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善運(yùn)動(dòng)特性。將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善運(yùn)動(dòng)特性。正弦改良等速正弦改良等速二、選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇原那么：選擇原那么：1.1.機(jī)器的任務(wù)過(guò)程只需求凸輪轉(zhuǎn)過(guò)一角機(jī)器的任務(wù)過(guò)程只需求凸輪轉(zhuǎn)過(guò)一角度度00時(shí)，推桿完成一行程時(shí)，推桿完成一行程h h直動(dòng)推桿直動(dòng)推桿或或擺動(dòng)推桿，對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律并無(wú)嚴(yán)擺動(dòng)推桿，對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律并無(wú)嚴(yán)厲要求。那么應(yīng)選擇直線或圓弧等易加厲

12、要求。那么應(yīng)選擇直線或圓弧等易加工曲線作為凸輪的輪廓曲線。如夾緊凸工曲線作為凸輪的輪廓曲線。如夾緊凸輪。輪。2. 2. 機(jī)器的任務(wù)過(guò)程對(duì)推桿運(yùn)動(dòng)有要求，機(jī)器的任務(wù)過(guò)程對(duì)推桿運(yùn)動(dòng)有要求，那么應(yīng)嚴(yán)厲按任務(wù)要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)那么應(yīng)嚴(yán)厲按任務(wù)要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)凸輪廓線。如刀架進(jìn)給凸輪。凸輪廓線。如刀架進(jìn)給凸輪。3. 3. 對(duì)高速凸輪，要求有較好的動(dòng)力特性，對(duì)高速凸輪，要求有較好的動(dòng)力特性，除了防止出現(xiàn)剛性或柔性沖擊外，還該當(dāng)除了防止出現(xiàn)剛性或柔性沖擊外，還該當(dāng)思索思索VmaxVmax和和 amax amax。工件工件工件工件00h 00 高速重載凸輪要選高速重載凸輪要選VmaxVmax和和amax

13、amax比較小的理由：比較小的理由： amaxamax等加等減速等加等減速 2.0 4.0 2.0 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 1.88 5.77 無(wú)無(wú) 高速中載高速中載余弦加速度余弦加速度 1.57 4.93 1.57 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 6.28 2.0 6.28 無(wú)無(wú) 高速輕載高速輕載改良正弦加速度改良正弦加速度 1.76 5.53 1.76 5.53 無(wú)無(wú) 高速重載高速重載100100分鐘分鐘 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 Vmax amax Vmax

14、amax 沖擊沖擊 引薦引薦運(yùn)用范圍運(yùn)用范圍 (h/0) (h/0) (h/02) (h/02)等等 速速 1.0 1.0 剛性剛性 低速輕載低速輕載動(dòng)量動(dòng)量mv,mv,假設(shè)機(jī)構(gòu)忽然被卡住，那么沖擊力將很大假設(shè)機(jī)構(gòu)忽然被卡住，那么沖擊力將很大F=mv/tF=mv/t。對(duì)重載凸輪，那么適宜選用對(duì)重載凸輪，那么適宜選用Vmax Vmax 較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。慣性力慣性力F=-maF=-ma對(duì)強(qiáng)度和耐磨性要求對(duì)強(qiáng)度和耐磨性要求。對(duì)高速凸輪，希望對(duì)高速凸輪，希望amax amax 愈小愈好。愈小愈好。Vmax, Pn, Pn1.1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理凸輪輪

15、廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)2.2.用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線1)1)對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪2)2)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪3)3)對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤(pán)形凸輪4)4)偏置直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪偏置直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪5)5)擺動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)6)6)直動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)7)7)擺動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)法原理給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大大 小相等、方小相等、方向相反的角速度向相反的角速度，

16、此時(shí)凸輪不動(dòng)，從動(dòng)件一方面隨導(dǎo)路以，此時(shí)凸輪不動(dòng)，從動(dòng)件一方面隨導(dǎo)路以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在導(dǎo)路中按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)挪動(dòng)。繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在導(dǎo)路中按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)挪動(dòng)。由于從動(dòng)件的尖頂一直與凸輪輪廓相接觸，其尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就由于從動(dòng)件的尖頂一直與凸輪輪廓相接觸，其尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪輪廓曲線是凸輪輪廓曲線根據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法根據(jù)此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：設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：2.2.用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線尖頂凸輪繪制動(dòng)畫(huà)尖頂凸輪繪制動(dòng)畫(huà)滾子凸輪繪制動(dòng)畫(huà)滾子凸輪繪制動(dòng)畫(huà)1.1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根

17、本原理凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)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)，不影響時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪各構(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)動(dòng)的軌將靜止，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。跡即凸輪的輪廓曲線。12345678Ar0609090120-s12345 67 891011121314對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑基圓半徑r0，角速度，角速度和推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，和推桿的運(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)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比

18、例尺ll作基圓作基圓r0r0。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。1)1)對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪 60120909013578911 13 159111312141876543214131211109r0609090120-1234567891011121314對(duì)心直動(dòng)滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的對(duì)心直動(dòng)滾子推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑基圓半徑r0，角速度，角速度和推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，和推桿

19、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)步驟：設(shè)計(jì)步驟：選比例尺選比例尺ll作基圓作基圓r0r0。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件滾子中心在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件滾子中心在各等份點(diǎn)的位置。將各中心點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。將各中心點(diǎn)銜接成一條光滑曲線。A作各位置滾子圓的內(nèi)作各位置滾子圓的內(nèi)( (外外) )包絡(luò)線包絡(luò)線( (中心軌跡的等距曲線中心軌跡的等距曲線) )。2)2)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪s 601209090135781 3 5 7 8911 13際

20、輪廓實(shí)際輪廓實(shí)踐輪廓實(shí)踐輪廓1876543214131211109對(duì)心直動(dòng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸對(duì)心直動(dòng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑輪的基圓半徑r0，角速度，角速度和推桿的運(yùn)和推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：選比例尺選比例尺ll作基圓作基圓r0r0。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原那么是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。3)3)對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤(pán)形凸輪對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤(pán)形凸輪1234567887

21、65432191011121314151413121110 9s 601209090135781 3 5 7 8911 13A A-O O偏置直動(dòng)尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸偏置直動(dòng)尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑輪的基圓半徑r0，角速度，角速度和推桿的運(yùn)和推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏心距動(dòng)規(guī)律和偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。線。4)4)偏置直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪偏置直動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪s 601209090135781 3 5 7 8911 13 1591113121412345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k

22、12k13k14k15123456781514131211109擺動(dòng)尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，擺動(dòng)尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)中，知凸輪的基圓半徑知凸輪的基圓半徑r0，角，角速度速度，擺動(dòng)推桿長(zhǎng)度，擺動(dòng)推桿長(zhǎng)度l以以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的間隔轉(zhuǎn)中心的間隔d，擺桿角位，擺桿角位移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。曲線。5)5)擺動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)尖頂推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B111B222B333B444B555B666B777-r0ABld 60120909012341 2 3 45 6

23、7 85768對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的要求對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的要求實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律傳力性能好傳力性能好構(gòu)造緊湊構(gòu)造緊湊詳細(xì)要求詳細(xì)要求2選擇基圓半徑時(shí)應(yīng)思索它對(duì)凸輪選擇基圓半徑時(shí)應(yīng)思索它對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸、受力性能、磨損和傳動(dòng)效機(jī)構(gòu)的尺寸、受力性能、磨損和傳動(dòng)效率等有重要的影響。率等有重要的影響。1選擇從動(dòng)件滾子半徑時(shí)，應(yīng)思索選擇從動(dòng)件滾子半徑時(shí)，應(yīng)思索其對(duì)凸輪輪廓的影響其對(duì)凸輪輪廓的影響 。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)定上述設(shè)計(jì)廓線時(shí)的凸輪構(gòu)造參數(shù)上述設(shè)計(jì)廓線時(shí)的凸輪構(gòu)造參數(shù)r0、e、rr等，是預(yù)先給定的。等，是預(yù)先給定的。實(shí)踐上，這些參數(shù)也是根據(jù)機(jī)構(gòu)的受力情況能否良

24、好、動(dòng)作實(shí)踐上，這些參數(shù)也是根據(jù)機(jī)構(gòu)的受力情況能否良好、動(dòng)作能否靈敏、尺寸能否緊湊等要素由設(shè)計(jì)者確定的。能否靈敏、尺寸能否緊湊等要素由設(shè)計(jì)者確定的。1.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角2.凸輪基圓半徑確實(shí)定凸輪基圓半徑確實(shí)定3.滾子半徑確實(shí)定滾子半徑確實(shí)定4.平底尺寸平底尺寸l 確實(shí)定確實(shí)定凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角及其校核凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角及其校核1.1.壓力角壓力角FF2=Fn sin 有害分力F1=Fn cos有效分力從動(dòng)件上一點(diǎn)驅(qū)動(dòng)力從動(dòng)件上一點(diǎn)驅(qū)動(dòng)力方向與速度方向所夾方向與速度方向所夾銳角銳角rminAB1ss0n PFFF將F分解為兩個(gè)分力,其中F為有用力，F(xiàn)為有害力。故愈小傳力愈好。位置確定

25、后，用作圖法作出壓力角：位置確定后，用作圖法作出壓力角：假設(shè)假設(shè)max max ，傳力性能良好，傳力性能良好假設(shè)假設(shè)max max ，那么經(jīng)過(guò)適當(dāng)增大基圓半徑，或采，那么經(jīng)過(guò)適當(dāng)增大基圓半徑，或采用用 偏置從動(dòng)件，或用平底從動(dòng)件等方偏置從動(dòng)件，或用平底從動(dòng)件等方 法減小法減小maxmaxmaxmax普通出現(xiàn)的位置普通出現(xiàn)的位置推程的起始位置推程的起始位置實(shí)際輪廓線比較陡的位置實(shí)際輪廓線比較陡的位置從動(dòng)件最大速度的輪廓附近從動(dòng)件最大速度的輪廓附近F1F2F1F2運(yùn)轉(zhuǎn)輕快，傳力性能好運(yùn)轉(zhuǎn)輕快，傳力性能好F2F1F2F1使從動(dòng)件導(dǎo)路中的側(cè)壓力添加，凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)繁重使從動(dòng)件導(dǎo)路中的側(cè)壓力添加，凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)繁重

26、當(dāng)當(dāng) 到一定程度，以致到一定程度，以致F2F2大于大于 F1 F1時(shí)，無(wú)論凸時(shí)，無(wú)論凸輪給從動(dòng)件多大的驅(qū)動(dòng)力從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)的景象輪給從動(dòng)件多大的驅(qū)動(dòng)力從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)的景象自鎖自鎖增大導(dǎo)軌長(zhǎng)度增大導(dǎo)軌長(zhǎng)度l或減小懸臂尺寸或減小懸臂尺寸b可提高可提高c工程上要求：工程上要求：max 直動(dòng)推桿：直動(dòng)推桿：30擺動(dòng)推桿：擺動(dòng)推桿：3545回程：回程：7080提問(wèn)：平底推桿提問(wèn)：平底推桿？nn0 0vOr r0 0220)/(estgeddsr2.2.凸輪基圓半徑確實(shí)定凸輪基圓半徑確實(shí)定ds/dnnPeOCBvvr r0 0運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定之后，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定之后，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與基圓半

27、徑與基圓半徑r0r0直接相關(guān)。直接相關(guān)。s0sD設(shè)計(jì)時(shí)要求：設(shè)計(jì)時(shí)要求：提問(wèn)：在設(shè)計(jì)一對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，提問(wèn)：在設(shè)計(jì)一對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn) 的情況，在不改動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的情況，在不改動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的的前提下，可采取哪些措施來(lái)進(jìn)展改良？前提下，可采取哪些措施來(lái)進(jìn)展改良？確定上述極值確定上述極值r0minr0min不方便，工程上常根據(jù)諾模圖來(lái)確定不方便，工程上常根據(jù)諾模圖來(lái)確定r0 r0 1)1)加大基圓半徑加大基圓半徑r0r02)2)將對(duì)心改為偏置，將對(duì)心改為偏置，3)3)采用平底從動(dòng)件。采用平底從動(dòng)件。有：有：基圓半徑確實(shí)定盤(pán)形凸輪的最小基圓半徑主要遭到三個(gè)條件的限制：盤(pán)形凸輪的最小基圓

28、半徑主要遭到三個(gè)條件的限制： 凸輪的基圓半徑應(yīng)大于凸輪軸的半徑凸輪的基圓半徑應(yīng)大于凸輪軸的半徑 max max rT rT基圓半徑確實(shí)定方法諾模圖法諾模圖法根據(jù)凸輪的構(gòu)造確定根據(jù)凸輪的構(gòu)造確定 當(dāng)凸輪與軸分開(kāi)制造時(shí)，當(dāng)凸輪與軸分開(kāi)制造時(shí)，當(dāng)凸輪與軸做成一個(gè)凸輪軸時(shí)，當(dāng)凸輪與軸做成一個(gè)凸輪軸時(shí)，)52(Tbrrr)52(Tnbrrr式中：r 制造凸輪處軸的半徑，mm； rn 凸輪輪轂外圓半徑，mm，普通； rT滾子半徑，mm。假設(shè)從動(dòng)件不帶滾子，那么。r r諾模圖法確定基圓半徑 根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、最大壓力角和推規(guī)律、最大壓力角和推程角確定程角確定h/rbh/rb值，再計(jì)值，再

29、計(jì)算基圓半徑算基圓半徑rbrb值值. . 圖中上半圓的標(biāo)尺代圖中上半圓的標(biāo)尺代表凸輪的推程角，下半圓表凸輪的推程角，下半圓標(biāo)尺代表最大壓力角，直標(biāo)尺代表最大壓力角，直徑標(biāo)尺代表從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)徑標(biāo)尺代表從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的律的h/rbh/rb值值. .例題例題 設(shè)計(jì)一尖頂式直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)設(shè)計(jì)一尖頂式直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，要求凸輪推程角形凸輪機(jī)構(gòu)，要求凸輪推程角t= 175 t= 175 ，從動(dòng)件在推程中以，從動(dòng)件在推程中以等加速等減速規(guī)律運(yùn)動(dòng)，其升程等加速等減速規(guī)律運(yùn)動(dòng)，其升程h=18mmh=18mm，最大壓力角，最大壓力角max=16 max=16 。試確定其凸輪的基圓半徑。試確定其凸輪的基圓半徑。

30、解解根據(jù)知條件將位于圓周上推程根據(jù)知條件將位于圓周上推程角為角為175175和最大壓力角為和最大壓力角為16 16 的的兩點(diǎn)連不斷線，如圖兩點(diǎn)連不斷線，如圖讀取虛線與直徑上等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律標(biāo)尺的交點(diǎn)讀取虛線與直徑上等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律標(biāo)尺的交點(diǎn)得：得：h/rb=0.6h/rb=0.6由此計(jì)算得最小基圓半徑為：由此計(jì)算得最小基圓半徑為：rb=h/0.6=18/0.6=30mmrb=h/0.6=18/0.6=30mm。因此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，基圓半徑按因此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，基圓半徑按30mm30mm選取。選取。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凸

31、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諾模圖諾模圖運(yùn)用實(shí)例：一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，運(yùn)用實(shí)例：一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)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，試確定凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0 。作圖得：作圖得：h/r00.26r0 50 mm3.滾子半徑確實(shí)定滾子半徑確實(shí)定aa任務(wù)輪廓的曲率半徑，任務(wù)輪廓的曲率半徑，實(shí)際輪廓的曲率半徑，實(shí)際輪廓的曲率半徑， rr rr滾子半徑滾子半徑aarr rr rr rr aarr rr rr rr aarrrr0 0rr rr aarr0rr rr 輪廓失真輪廓失真aarrrraarrrr123456788765432191011121314151413121110 94.平底尺寸平底尺寸l 確實(shí)定確實(shí)定lmax a) 作圖法確定：作圖法確定： l=2lmax+(57)mm對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真景象。對(duì)