精密機械設(shè)計基礎(chǔ)-第六章凸輪機構(gòu)

第六章凸輪機構(gòu)第一節(jié)概述1、凸輪機構(gòu)組成：凸輪、從動件、機架2、特點：（1）優(yōu)點：實現(xiàn)任意給定的規(guī)律運動機構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠（2）缺點：加工比較困難壓強大、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）按從動件的形狀分1）尖底從動件（圖6-2a）2）滾子從動件（圖6-2b）3）平底從動件（圖6-2c）第二節(jié)從動件常用運動規(guī)律

1、齒輪的基本參數(shù)（圖6-3）基圓推程運動角遠休止角回程運動角近休止角理論廓線實際廓線偏距2、從動件的運動規(guī)律：1）等速運動規(guī)律（圖6-4）2）等加速等減速運動規(guī)律（圖6-5）3）簡諧運動（圖6-6）運動參數(shù)：位移、速度、加速度

（1）等速運動規(guī)律：（2）等加速運動規(guī)律：位移方程：如果即將上式代入位移方程對時間t求導(dǎo)，得根據(jù)圖象的對稱性，得等減速的運動方程（3）簡諧運動：第三節(jié)

圖解法設(shè)計平面凸輪輪廓1、原理（圖6-7）：

反轉(zhuǎn)法：使整個機構(gòu)以角速度-ω繞凸輪回轉(zhuǎn)軸心O回轉(zhuǎn)，此時各構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系不變，凸輪固定不動，而從動件一方面繞軸線回轉(zhuǎn)（-ω），同時又按給定的運動規(guī)律在導(dǎo)路中作相對運動。2、直動從動件盤形凸輪輪廓（圖6-7）已知從動件導(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針轉(zhuǎn)動從動件的位移線圖（圖6－7b）作偏置尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)（圖6-7a）作圖步驟：1）將從動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A將偏距圓沿-ω方向分成與位移線圖橫坐標(biāo)相對應(yīng)的等分點4）光滑曲線聯(lián)接3、擺動從動件盤形凸輪輪廓（圖6-8）

已知凸輪軸心與從動件的回轉(zhuǎn)中心距為a基圓半徑為rb從動件長度為l從動件的位移線圖如圖6－8b所示凸輪以等角速度ω沿過時針轉(zhuǎn)動求作凸輪的輪廓曲線作圖步驟：1）將從動件位移線圖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和從動件的轉(zhuǎn)動中心O。3）以O(shè)

1為圓心、擺動從動件長度l為半徑作弧，交基圓于A0點。4）各等分點用光滑曲線聯(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)計平面凸輪輪廓1、尖底直動從動件盤形凸輪輪廓（圖6-9）已知偏距e基圓半徑rb從動件的運動規(guī)律s=f（ψ）求凸輪輪廓曲線上各點的坐標(biāo)A點的極角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

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

第五節(jié)

凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定1、凸輪機構(gòu)壓力角的確定（見圖6－11）。壓力角：公法線n－n與從動件（即尖底從動件）運動方向的夾角。

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，即F增至無窮大，機構(gòu)自鎖。故凸輪機構(gòu)自鎖時的極限壓力角為：2、基圓半徑的確定（圖6-12）沿凸輪輪廓曲線上K點處凸輪與從動件的線速度分別為VK1、VK2．從動桿對凸輪的相對速度為VK12，則由速度三角形可知

式中s——從動件在K處的位移。推薦許用壓力角：工作行程移動