機械課件含動畫第六章凸輪機構

第六章

凸輪機構§6-1凸輪機構的應用和分類§6-2推桿的常用運動規(guī)律§6-3凸輪輪廓曲線的設計§6-4凸輪機構的壓力角和基圓半徑CMEE§6-1凸輪機構的應用和分類一、凸輪機構的應用從動件2機架3w1O1CMEECMEECMEE3CMEE1O12357891011O2O3粉料壓片機機構系統(tǒng)圖13型腔4（料斗）12（上沖頭）6（下沖頭）移動料斗4至型腔上方，并使料斗振動，將粉料裝入型腔。下沖頭6下沉，以防止上沖頭12下壓時將型腔內(nèi)粉料抖出。上、下沖頭對粉料加壓，并保壓一定時間。上沖頭退出，下沖頭頂出藥片。CMEE二、凸輪機構的分類（一）按凸輪的形狀分CMEECMEECMEECMEECMEE二、凸輪機構的分類（一）按凸輪的形狀分（二）按推桿端部形狀分尖頂從動件滾子從動件平底從動件CMEE直動從動件對心直動凸輪機構偏置直動凸輪機構二、凸輪機構的分類（一）按凸輪的形狀分（二）按推桿端部形狀分（三）按推桿運動形式分擺動從動件CMEE二、凸輪機構的分類CMEE（一）按凸輪的形狀分（二）按推桿端部形狀分（三）按推桿運動形式分（四）按封閉方式分1.力封閉2.形封閉第六章

凸輪機構§6-1凸輪機構的應用和分類§6-2推桿的常用運動規(guī)律§6-3凸輪輪廓曲線的設計§6-4凸輪機構的壓力角和基圓半徑CMEE§6-2推桿的常用運動規(guī)律一、凸輪機構的工作原理二、凸輪機構從動件的常用運動規(guī)律CMEE一、凸輪機構的工作原理jj

FC3dd2d4D2ph

s行程推程運動角遠休止角回程運動角近休止角1dBojsDrbeABC凸輪的基圓該位置為初始位置CMEE擺動從動件凸輪機構O1O2jFy

maxB1AB從動件擺角推程運動角FF

SF

SD2p遠休止角回程運動角近休止角ojFB

Cyy

max最大擺角最大擺角wy擺角CMEE為什么要研究運動規(guī)律?從動件的運動規(guī)律：從動件在運動過程中，其位移(S)、速度(V)、加速度(a)隨時間變化的規(guī)律。CMEE二、凸輪機構從動件的常用運動規(guī)律主動件凸輪一般作勻速轉(zhuǎn)動（角速度為w

），從動件的運動規(guī)律的數(shù)學方程式為位移

S

=

f

(j

)速度v

=

ds

dt加速度a

=dvdtCMEEh從動件在運動起始位置和終止兩瞬時的加速度在理論上由零值突變?yōu)闊o窮大，慣性力也為無窮大。由此的沖擊稱為剛性沖擊。適用于低速場合。+-s

=

h

jf0v

=

h

wf0a

=

0j

=

wt等速運動規(guī)律SjOjCMEEOaOvjvf00f24hw

2a

=0f2S

=

2h

j

20f2v

=

4hwj49014在運動規(guī)律推程的始末點和前后半程的交接處，加速度發(fā)生有限值的突變，產(chǎn)生一定的慣性力，引起沖擊。由此引起的沖擊稱為柔性沖擊。適用于中速、輕載。01423f5

610j等加速等減速運動規(guī)律s0jvf0

/

20ja0f

/

2CMEE1'2'3'4'0js5'

6'123

456ja1

2

345

6amax-amaxvj12

345

6f00fqs余弦加速度運動規(guī)律2f0S

=

h

(1

-

cos

p

j

)v

=

hpw

sin(

p

j

)cos(0

0j

)πf2f0

f0hp

2w

22f2a

=該運動規(guī)律在推程的開始和終止瞬時，從動件的加速度仍有突變，故存在柔性沖擊。適用于中、低速場合。CMEEs

=

h(

j

-

1

sin

2p

j

)f0

2p

f0v

=

hw

(1

-

cos

2p

j

)f0

f0020ffa

=

2ph

w

2

sin(

2p

j

)s78

jo1

2

3

4

5

6f012

3

4

5

678

jovj1

2

3

4567

8oa這種運動規(guī)律的速度及加速度曲線都是連續(xù)的，沒有

任何突變，因而既沒有剛性

沖擊、又沒有柔性沖擊，可

適用于高速凸輪機構。w正弦加速度運動規(guī)律運動規(guī)律總結運動規(guī)律沖擊特性適用場合等速剛性低速輕載等加等減速柔性中速輕載余弦柔性中速中載正弦無高速CMEE第六章

凸輪機構§6-1凸輪機構的應用和分類§6-2推桿的常用運動規(guī)律§6-3凸輪輪廓曲線的設計§6-4凸輪機構的壓力角和基圓半徑CMEE一、凸輪機構的設計任務滿足凸輪機構的輸出件提出的運動要求、動力要求等，凸輪機構的設計大致可分成以下四步：（1）從動件運動規(guī)律的設計（2）凸輪機構基本尺寸的設計（3）凸輪機構輪廓曲線的設計（4）繪制凸輪機構工作圖CMEE二、凸輪輪廓曲線的設計已知從動件的運動規(guī)律[s

=s(t)、v=v(t)、=a(t)]及凸輪機構的基本尺寸（如r0、e）及轉(zhuǎn)向，作出凸輪的輪廓曲線。圖解法

解析法1.直動從動件盤形凸輪輪廓的設計2.擺動從動件盤形凸輪輪廓的設計CMEECMEEjeB0Bso

j

2p

jB1sS-wrbw-j圖解法的實質(zhì)

反轉(zhuǎn)法原理假象給正在運動著的整個凸輪機構加上一個與凸輪角速度w大小相等、方向相反的公共角速度（-w），這樣，各構件的相對運動關系并不改變，但原來以角速度w轉(zhuǎn)動的凸輪將處于靜止狀態(tài)；機架（從動件的導路）則以（

-w）的角速度圍繞軸心線轉(zhuǎn)動；而從動件一方面隨機架轉(zhuǎn)動，另一方面又按照給定的運動規(guī)律相對機架作往復運動。CMEE-woS2pj180o60o12

3

4

5

6

7 8

910120oh60oc7cc9

rb120oOw

8c10B13B4B5B8B6B10B7B9c0c1

B2c2Bc35c4c

c6按已設計好的運動規(guī)律作出位移線圖；按基本尺寸作出凸輪機構的初始位置；0（3）按-w

方向劃分基圓得c

、1

2c

、c

等點；即得機架反轉(zhuǎn)的一系列位置；（4）在各反轉(zhuǎn)導路線上量取與位移圖相應的位移，得B1、B2、

等點，即為凸輪輪廓上的點。對心直動從動件盤形凸輪CMEExyrbB0理論輪廓曲線h'hh"實際輪廓曲線滾子直動從動件盤形凸輪求出滾子中心在固定坐標系oxy中的軌跡（稱為理論輪廓）；再求滾子從動件凸輪的工作輪廓曲線（稱為實際輪廓曲線）。rr注意：理論輪廓與實際輪廓互為等距曲線；凸輪的基圓半徑是指理論輪廓曲線的最小向徑。CMEE平底直動從動件盤形凸輪-wjsO2p60o1

2

3

4180o5

67

8120o9102180o120o1平底凸輪機構CMEE-w按已設計好的運動規(guī)律作出位移線圖；按基本尺寸作出凸輪機構的初始位置；（3）按-w

方向劃分偏距圓得c0、1

2c

、c

等點；并過這些點作c1c24c5

cwe

c0rb180oc3B1B3B4B2B5B8偏距圓的切線，即為反轉(zhuǎn)導路線；（4）在各反轉(zhuǎn)導路線上量取與位移圖相應的位移，得B1、B2、

等點，即為凸輪輪廓上的點。oS2pj180o60o12

3

4

5

6

7 8

910120ohB6c10c89B7120oB9c7B10c660o

OcB0偏置直動從動件盤形凸輪CMEE擺動從動件的盤型凸輪2pjmaxy180o60ooy12

3

4

5

6

7 8

910120o（1）作出角位移線圖；2）作初始位置；A1A2A3A5A6A7A8A9A10（3）按-w

方向劃分圓R得A

、0A1、A2等點；即得機架反轉(zhuǎn)的一系列位置；（4）找從動件反轉(zhuǎn)后的一系列位置，得

C1、C2、

等點，即為凸輪輪廓上的點。y0B0L120°B24B

180°B67B8BB9rby1y2C1C2C3C4y3B5C5C6A4C8C7C9C10B10RA（0O

a B1-wCMEE第六章

凸輪機構§6-1凸輪機構的應用和分類§6-2推桿的常用運動規(guī)律§6-3凸輪輪廓曲線的設計§6-4凸輪機構的壓力角和基圓半徑CMEEtannAov2s2r0rFt

Fx2FyFfCMEEFy

=

Fn

cosaFx

=

Fnsin

a作用力a

?Ff

=

f

·

Fnsina

>

Fncosav2壓力角與基圓V2

=

V1

.tan

a

=

w

1r

·

tan

aV2w1tanar

=2120V2-

Sr

=

r

-

S

=