第三章凸輪機(jī)構(gòu)(設(shè)計)

1、移動從動件盤形凸輪移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的圖解設(shè)計輪廓曲線的圖解設(shè)計 設(shè)計一般精度凸輪時常被采用圖解法。而設(shè)計高精度凸輪，則必須用解析法，但計算復(fù)雜。本節(jié)主要討論圖解法。 設(shè)計方法：設(shè)計方法：1.1.圖解法圖解法 2.2.解析法解析法基本原理：基本原理：反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理 反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理 ：移動從動件盤形凸輪移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的圖解設(shè)計輪廓曲線的圖解設(shè)計 設(shè)想給凸輪機(jī)構(gòu)加上一個繞凸輪軸心并與凸輪角速度等值設(shè)想給凸輪機(jī)構(gòu)加上一個繞凸輪軸心并與凸輪角速度等值反向的角速度。根據(jù)相對運動原理，機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的相對反向的角速度。根據(jù)相對運動原理，機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的相對運動并不改變，但凸

2、輪已視為靜止，而從動件則被看成隨同運動并不改變，但凸輪已視為靜止，而從動件則被看成隨同導(dǎo)路以角速度繞點轉(zhuǎn)動，同時沿導(dǎo)路按預(yù)定運動規(guī)律作往復(fù)導(dǎo)路以角速度繞點轉(zhuǎn)動，同時沿導(dǎo)路按預(yù)定運動規(guī)律作往復(fù)移動。從動件尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪的輪廓。這就是圖解移動。從動件尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪的輪廓。這就是圖解法繪制凸輪輪廓曲線的原理，稱為法繪制凸輪輪廓曲線的原理，稱為“反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法”。反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理 ：反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪輪廓曲反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪輪廓曲線的方法和步驟線的方法和步驟 1.對心尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計 2.對心滾子移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計 3.偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)

3、計 對心尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計對心尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計基圓半徑基圓半徑R b1.選與位移線圖一致的比選與位移線圖一致的比例例作凸輪的基圓作凸輪的基圓 ；2.將將基圓分成與位移線圖基圓分成與位移線圖中相對應(yīng)的等份中相對應(yīng)的等份；3.分別自基圓圓周向外量分別自基圓圓周向外量取從動件位移線圖中相取從動件位移線圖中相應(yīng)的位移量應(yīng)的位移量 ；4.光滑連接各點即為所求光滑連接各點即為所求的凸輪輪廓。的凸輪輪廓。 已知，如圖對心滾子移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計對心滾子移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計 實際輪廓曲線 理論輪廓曲線 包絡(luò)線包絡(luò)線偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線

4、的設(shè)計偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計e已知：如圖所示已知：如圖所示凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題注意的幾個問題 設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)，不僅要保證從動件能實現(xiàn)預(yù)定的運動規(guī)律，還須使設(shè)計的機(jī)構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，滿足強(qiáng)度和安裝等要求，為此，設(shè)計時應(yīng)注意處理好下述問題。 1.1.滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇 2.2.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 3.3.凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定 4.4.凸輪機(jī)構(gòu)的材料凸輪機(jī)構(gòu)的材料 1.1.滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇 Kcminmin對于外凸的凸輪廓線 ：Kmin0minc實際輪廓為光滑曲線實際輪廓為光滑曲線 Kmin0min

5、c實際廓線出現(xiàn)尖點實際廓線出現(xiàn)尖點 Kmin0minc實際輪廓相交而造成實際輪廓相交而造成從動件運動失真從動件運動失真 對于內(nèi)凹的凸輪廓線 ：0c實際輪廓為光滑曲線實際輪廓為光滑曲線 min8 . 0Kmmc51min2.2.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 壓力角：壓力角：不計摩擦?xí)r，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點速度方向所夾的銳角。 該力可分解為兩個分力 ：sincosnxnyFFFF壓力角越小，傳力越好。自鎖自鎖 ：如果凸輪機(jī)構(gòu)運動到某一位置的壓力角大到使有效分力不足以克服摩擦阻力，不論推力多大，都不能使從動件運動。這種現(xiàn)象稱為凸輪機(jī)構(gòu)的自鎖自鎖。機(jī)構(gòu)開始出現(xiàn)自鎖時的壓力

6、角稱為臨界壓力角臨界壓力角 。 許用壓力角許用壓力角：凸輪機(jī)構(gòu)在運轉(zhuǎn)中的壓力角是變化的，為避免機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖并具有較高的傳動效率，必須對最大壓力角加以限制，其許用值應(yīng)遠(yuǎn)低于臨界壓力角，即 ：2.2.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 cmax對移動從動件的推程，取 =30對擺動從動件的推程，取 =3545回程時，可取 =70 和壓力角的校核：和壓力角的校核： 3.3.凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定 )(22212srvrvvvtgbBBB基圓半徑愈小，壓力角愈大；反之，壓力角則愈小。因此，在選取基圓半徑時應(yīng)注意： 滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)，在保證和從動件運動不失真的前提下，可將基圓半徑取小些，滿足對機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊的要求。 在結(jié)構(gòu)空間允許條件下，可適當(dāng)將基圓半徑取大些，以利于改善機(jī)構(gòu)的傳力性能，減少磨損和減少凸輪廓線的制造誤差。 凸輪機(jī)構(gòu)工作時，往往承受動載荷的作用，同時凸輪表面承受強(qiáng)烈磨損。因此，要求凸輪和滾子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韌性。當(dāng)?shù)退?、輕載時，可以選用鑄鐵作為凸輪的材料。中速、中載時可以選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合