第3章凸輪機構ppt

第3章凸輪機構§3－1

凸輪機構的應用和類型(重點)§3－2

從動件的常用運動規(guī)律(簡介)§3－3

凸輪機構的壓力角(難點)§3－4圖解法設計凸輪的輪廓(簡介)§3－5解析法設計凸輪的輪廓(略)凸輪機構組成

凸輪機構由凸輪1、從動件2、機架3三個基本構件及鎖合裝置組成。是一種高副機構。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，通常作連續(xù)等速轉動，從動件則在凸輪輪廓的控制下按預定的運動規(guī)律作往復移動或擺動?！?－1凸輪機構的應用和類型結構：三個構件、盤(柱)狀曲線輪廓、從動件呈桿狀。作用：將連續(xù)回轉=>

從動件直動擺動凸輪機構。優(yōu)點：可精確實現(xiàn)任意運動規(guī)律，簡單緊湊。缺點：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。應用：牙膏生產等自動線、補鞋機、配鑰匙機、單柱塞泵等。分類：1)按凸輪形狀分：盤形、移動、

圓柱凸輪(端面)。2)按推桿形狀分：尖頂、滾子、平底從動件。特點：尖頂－－構造簡單、易磨損、用于儀表機構；滾子――磨損小，應用廣；平底――受力好、潤滑好，用于高速傳動。凸輪組合動態(tài)演示尖頂

平頂直動

平頂擺動

尖頂擺動3)按推桿運動分：直動

(對心，偏置)、擺動

對比設計：潘存云設計：潘存云312A線繞線機312A線應用實例：設計：潘存云3皮帶輪5卷帶輪錄音機卷帶機構1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機卷帶機構設計：潘存云132送料機構走刀機構凸輪機構特點：優(yōu)點：

只要正確地設計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉運動準確可靠地轉變?yōu)閺膭蛹A期的復雜運動規(guī)律的運動，而且設計簡單；凸輪機構結構簡單、緊湊、運動可靠。缺點：

凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損。適用：

凸輪機構通常適用于傳力不大的機械中。尤其廣泛應用于自動機械、儀表和自動控制系統(tǒng)中。

設計：潘存云Φ,

Φ,ots§3－2從動件的常用運動規(guī)律基本術語：基圓—以凸輪輪廓的最小向徑為半徑的圓。r0h

ω1Aφs

φsΦ,sΦ,sDBCB’φ

φ設計凸輪機構時，首先應根據(jù)工作要求確定從動件的運動規(guī)律，然后按照這一運動規(guī)律設計凸輪輪廓線。Bc推程—從動件以一定運動規(guī)律由距離回轉中心最近位置A到達最遠位置B。與推程對應的凸輪轉角Φ為推程運動角?；爻獭獜膭蛹趶椈苫蛑亓ψ饔孟?，以一定運動規(guī)律回到起始位置。與回程對應的凸輪轉角Φ’為回程運動角。遠休止—當凸輪繼續(xù)回轉Φs，從動件在最遠位置停止不動。近休止—當凸輪繼續(xù)回轉Φ’s，從動件在最近位置停止不動。推程、遠休止、回程、近休止當凸輪連續(xù)轉動時，從動件將重復上述運動過程。

推程、遠休止、回程、近休止設計：潘存云Φ,

oφsr0h

ωAφsφ’sDBCB’φ運動規(guī)律：推桿在推程或回程時，其位移S、速度V、和加速度a隨時間t的變化規(guī)律。T：推程時間位移曲線φφsΦ,φ’ssΦ,tΦvΦ,taΦ,th+∞－∞剛性沖擊1.等速運動規(guī)律推程：等速運動規(guī)律用于低速輕載的場合。設計：潘存云hδtΦsΦa2.簡諧運動規(guī)律(略)123456ΦvVmax=1.57hω/2δ0柔性沖擊123456簡諧運動規(guī)律只宜于用于中、低速凸輪機構。推程：sΦΦaΦvh

Φ3.正弦加速度運動(略)無沖擊不產生任何沖擊，可用于高速凸輪機構。設計：潘存云v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt正弦改進等速改進型運動規(guī)律將幾種運動規(guī)律組合，以改善運動特性。+∞-∞vsaΦΦΦhoooΦ設計：潘存云OBω1定義：接觸輪廓法線與從動件速度方向所夾的銳角α→F”↑，若α大到一定程度時，會有：→機構發(fā)生自鎖?！?－3凸輪機構的壓力角αnn一、壓力角與作用力的關系不考慮摩擦時，作用力沿法線方向。FF’F”F’----有用分力，沿導路方向F”----有害分力，垂直于導路F”=F’tgαF’

一定時，α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機構正常工作，要求：α

<[α]二、壓力角與凸輪機構尺寸之間的關系(略)r0↓

[α]=30?

----直動從動件；[α]=45°----擺動從動件；[α]=70°～80°----回程。tgα

=s+r20

-e2ds/dφ

±e→α↑若發(fā)現(xiàn)設計結果α〉[α]，可增大r0

其它條件不變的情況下，基圓半徑越小，壓力角越大?；鶊A半徑過小，壓力角就會超過許用值。因此，實際設計中應在保證凸輪輪廓的最大壓力角不超過許用值的前提下，考慮縮小凸輪的尺寸。設計：潘存云nn對于平底推桿凸輪機構：

α＝？0°v2Oω1rmin1.凸輪廓線設計方法的基本原理§3－4圖解法設計凸輪輪廓2.用作圖法設計凸輪廓線1)對心直動尖頂從動件盤形凸輪3)對心滾子直動從動件盤形凸輪5)對心直動平底從動件盤形凸輪(略)2)偏置直動尖頂從動件盤形凸輪6)擺動尖頂從動件盤形凸輪機構(略)4)偏置滾子直動從動件盤形凸輪設計：潘存云1.凸輪廓線設計方法的基本原理凸輪反轉原理：依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設計凸輪的輪廓曲線，例如：給整個凸輪機構加上繞凸輪軸心O點的公共角速度-ω，機構各構件之間的相對運動不變，此時，凸輪將靜止，而從動件一方面隨機架和導路以角速度-ω繞O點轉動，另一方面沿導路按預定運動規(guī)律作往復移動。尖頂復合運動的軌跡即凸輪的輪廓曲線。O-ω3’1’2’331122ω設計：潘存云60°r0120°-ωω1’對心直動尖頂從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件尖頂在各等分點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。*.對心直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’2’3’4’5’

6’7’

8’9’10’11’12’13’14’90°90°A1876543214131211109一、直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制60°120°90°90°135789111315s

φ9’11’13’12’14’10’設計：潘存云911131513578OeA偏置直動尖頂從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律和偏心距e，設計該凸輪輪廓曲線。1.偏置直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ωω6’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓r0；

②反向等分各運動角；

③確定反轉后，從動件尖頂在各等分點的位置；④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k860°120°90°90°sδ1設計：潘存云sδ1911131513578r0A120°-ω1’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件尖頂在各等分點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論輪廓實際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(外)包絡線。2.滾子直動從動件盤形凸輪滾子直動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。60°120°90°90°ω對心滾子移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計

實際輪廓曲線

理論輪廓曲線

設計：潘存云ρa－工作輪廓的曲率半徑，ρ－理論輪廓的曲率半徑，

rT－滾子半徑ρ<rT

ρa＝ρ－rT<0對于外凸輪廓，要保證正常工作，應使：ρmin>rT

輪廓失真滾子半徑的確定ρa＝ρ＋rT

ρ＝rT

ρa＝ρ－rT＝0輪廓正常輪廓變尖ρ內凹ρarTrTρrTρρ>rT

ρa＝ρ－rT

輪廓正常外凸rTρaρ設計：潘存云sδ1911131513578rmin對心直動平底從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件平底直線在各等分點的位置。④作平底直線族的內包絡線。3.對心直動平底從動件盤形凸輪(略)8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’1