凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)課件

§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)工作要求→

運(yùn)動(dòng)規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設(shè)計(jì)凸輪廓線一、設(shè)計(jì)原理：ω1A321起始位置，凸輪與從動(dòng)件A點(diǎn)接觸，凸輪以ω1逆時(shí)針轉(zhuǎn)過

1精品工作要求→

運(yùn)動(dòng)規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設(shè)計(jì)凸輪廓線一、設(shè)計(jì)原理：§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)起始位置，凸輪與從動(dòng)件A點(diǎn)接觸，凸輪以ω1逆時(shí)針轉(zhuǎn)過

ω1s

A321BA'

從動(dòng)件上升s將整個(gè)機(jī)構(gòu)沿-ω1轉(zhuǎn)過

角

A

→

A’→

B接觸2精品工作要求→

運(yùn)動(dòng)規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設(shè)計(jì)凸輪廓線一、設(shè)計(jì)原理：§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)起始位置，凸輪與從動(dòng)件A點(diǎn)接觸，凸輪以ω1逆時(shí)針轉(zhuǎn)過

從動(dòng)件上升s將整個(gè)機(jī)構(gòu)沿-ω1轉(zhuǎn)過

角

A

→

A’→

B接觸

AA'sω11B32A1B1

s

凸輪未動(dòng)，從動(dòng)、導(dǎo)路反轉(zhuǎn)，

運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變。反轉(zhuǎn)法：假定凸輪不動(dòng)，使推桿反轉(zhuǎn)并在導(dǎo)路中作預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，則尖頂?shù)能壽E→凸輪廓線。3精品工作要求→

運(yùn)動(dòng)規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設(shè)計(jì)凸輪廓線一、設(shè)計(jì)原理：§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)起始位置，凸輪與從動(dòng)件A點(diǎn)接觸，凸輪以ω1逆時(shí)針轉(zhuǎn)過

從動(dòng)件上升s將整個(gè)機(jī)構(gòu)沿-ω1轉(zhuǎn)過

角

A

→

A’→

B接觸

AA'sω11B32A1B1

s

凸輪未動(dòng)，從動(dòng)、導(dǎo)路反轉(zhuǎn)，

運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變。反轉(zhuǎn)法：假定凸輪不動(dòng)，使推桿反轉(zhuǎn)并在導(dǎo)路中作預(yù)期的運(yùn)動(dòng)，則尖頂?shù)能壽E→凸輪廓線。

-4精品（4）量取相應(yīng)位移量（2）作基圓，取起始點(diǎn)B0（3）沿-ω1分基圓為

0

、

01、

’0、

02且等分

0

、

’0

C1C9C2

C3

C4C5C6C7C8C10

0

01

’0

02B0O-ω1二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（一）直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)1、對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時(shí)針）設(shè)計(jì)凸輪廓線步驟：（1）作位移線圖s2-，且等分

0

、

’0(或列表計(jì)算)5精品（4）量取相應(yīng)位移量（2）作基圓，取起始點(diǎn)B0（3）沿-ω1分基圓為

0

、

01、

’0

、

02且等分

0

、

’0

C1C9C2

C3

C4C5C6C7C8C10

0

01

’0

02B0O-ω1二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（一）直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)1、對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時(shí)針）設(shè)計(jì)凸輪廓線步驟：（1）作位移線圖s2-，且等分

0

、

’0(或列表計(jì)算)6精品（4）量取相應(yīng)位移量（2）作基圓，取起始點(diǎn)B0（3）沿-ω1分基圓為

0

、

01、

’0

、

02且等分

0

、

’0

C1C9C2

C3

C4C5C6C7C8C10

0

01

’0

02B0O-ω1二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（一）直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)1、對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時(shí)針）設(shè)計(jì)凸輪廓線步驟：（1）作位移線圖s2-，且等分

0

、

’

0(或列表計(jì)算)

B1B2B3

B4

B5B6

B7B8

B9B10（5）光滑連接B0、B1、B2…B0

凸輪廓線。也可以根據(jù)位移方程，列表求出推桿在各分點(diǎn)的位移8120690……420S(mm)……60300（）7精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)2、偏置凸輪機(jī)構(gòu)已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時(shí)針）設(shè)計(jì)凸輪廓線

（一）直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析：推桿與凸輪回轉(zhuǎn)中心始終保持距離e偏距圓——以O(shè)為圓心、e為半徑的圓推桿的運(yùn)動(dòng)方向總是與偏距圓相切ω11A32eO所以從動(dòng)件的位移量應(yīng)該在各切線上量取，其余步驟與對(duì)心從動(dòng)件盤形凸輪設(shè)計(jì)方法雷同。8精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)2、偏置凸輪機(jī)構(gòu)已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時(shí)針）設(shè)計(jì)凸輪廓線

（一）直動(dòng)尖底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析：推桿與凸輪回轉(zhuǎn)中心始終報(bào)紙距離e偏距圓——以距離e為半徑作的圓推桿的運(yùn)動(dòng)方向總是與偏距圓相切ω11A32eO所以從動(dòng)件的位移量應(yīng)該在各切線上量取，其余步驟與對(duì)心從動(dòng)件判刑凸設(shè)計(jì)方法雷同。r012345e9精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（二）滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析：ω11A32eO滾子中心

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中心軌跡與凸輪廓線

等距曲線中心

尖頂

凸輪廓線

理論廓線以理論廓線為圓心，以滾子半徑

rr為半徑作一系列小圓

包絡(luò)線

實(shí)際廓線理論廓線實(shí)際廓線r0一理論廓線的基圓半徑r010精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（二）滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析：ω11A32eO滾子中心

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中心軌跡與凸輪廓線

等距曲線中心

尖頂

凸輪廓線

理論廓線以理論廓線為圓心，以滾子半徑

rr為半徑作一系列小圓

包絡(luò)線

實(shí)際廓線理論廓線實(shí)際廓線r0一理論廓線的基圓半徑r011精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（三）平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析:平底與導(dǎo)路交點(diǎn)

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律交點(diǎn)

尖頂，

一系列平底位置

包絡(luò)線

凸輪廓線12精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（三）平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析:平底與導(dǎo)路交點(diǎn)

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律交點(diǎn)

尖頂，

一系列平底位置

包絡(luò)線

凸輪廓線r0實(shí)際廓線理論廓線13精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（三）平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析:平底與導(dǎo)路交點(diǎn)

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律交點(diǎn)

尖頂，

一系列平底位置

包絡(luò)線

凸輪廓線r0實(shí)際廓線理論廓線14精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（四）擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析:尖頂推桿

運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s

(t)

(t)

或s

(

)

(

)設(shè)計(jì)原理與直動(dòng)從動(dòng)件類似反轉(zhuǎn)法擺桿長(zhǎng)AB、中心距AO不變初始角

0

不變15精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（四）擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析:尖頂推桿

運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s

(t)

(t)

或s

(

)

(

)設(shè)計(jì)原理與直動(dòng)從動(dòng)件類似反轉(zhuǎn)法擺桿長(zhǎng)AB、中心距AO不變初始角

0

不變BB1B2

1

216精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（四）擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

1

2

3

43912456781011Ar0LB5′

5B3′

3

2B2′

1A1A2A3A4A5B3B1B2B4B5BB1′B4′

4O

1

1

2注意：1）位移線圖縱坐標(biāo)為角度參量。2）若以s=L作為縱坐標(biāo)，通過截取作圖，其解為近似解。3）若從動(dòng)件為滾子或平底，其解同前述。17精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（四）擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

1

2

3

43912456781011Ar0LB5′

5B3′

3

2B2′

1A1A2A3A4A5B3B1B2B4B5BB1′B4′

4O

1

1

2注意：1）位移線圖縱坐標(biāo)為角度參量。2）若以s=L作為縱坐標(biāo)，通過截取作圖，其解為近似解。3）若從動(dòng)件為滾子或平底，其解同前述。18精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（五）直動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)若取作圖比例與原機(jī)構(gòu)相同，則位移運(yùn)動(dòng)線圖就是凸輪理論廓線的展開圖。19精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（五）直動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)若取作圖比例與原機(jī)構(gòu)相同，則位移運(yùn)動(dòng)線圖就是凸輪理論廓線的展開圖。S

2

R12345678-V20精品二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

（六）擺動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)AL

123456789102

R1

·3

·5

·2

·4

·6

··9·7·8·1021精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

1、偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)s0建立B點(diǎn)封閉矢量方程向x、y軸投影，得凸輪理論廓線：rxy22精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

1、偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)s0建立B點(diǎn)封閉矢量方程向x、y軸投影，得凸輪理論廓線：rxy實(shí)際廓線：“-”用于內(nèi)包絡(luò)，“+”用于外包絡(luò)

nn

(x,y)

理論廓線內(nèi)包絡(luò)線外包絡(luò)線rr

(x

,y

)B23精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

1、偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)s0建立B點(diǎn)封閉矢量方程向x、y軸投影，得凸輪理論廓線：rxy實(shí)際廓線：“-”用于內(nèi)包絡(luò)，“+”用于外包絡(luò)dx/d

-dy/d

注意：偏距e是有符號(hào)的。偏于接觸點(diǎn)處凸輪速度的反方向?yàn)檎?，反之為?fù)。24精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

1、偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)s0rxy

nn

(x,y)

理論廓線內(nèi)包絡(luò)線外包絡(luò)線rr

(x

,y

)B實(shí)際廓線：刀具軌跡中心方程式，只要將包絡(luò)線方程中的rr換成|rr-rc|即可。rcrc–rr

rcrr–rcrr理論廓線實(shí)際廓線刀具中心軌跡25精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

2、對(duì)心平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

n

n凸輪與推桿的瞬心

P

r建立封閉矢量方程投影得凸輪實(shí)際廓線(so=ro)坐標(biāo)：26精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

3、擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)建立B點(diǎn)封閉矢量方程投影得凸輪廓線B點(diǎn)坐標(biāo)：r27精品三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

3、擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)建立B點(diǎn)封閉矢量方程投影得凸輪廓線B點(diǎn)坐標(biāo)：r28精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長(zhǎng)度，中心距……一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與作用力定義：推桿受力方向與其運(yùn)動(dòng)方向的夾角為壓力角

(不考慮摩擦）。推桿受力：G、F、FR1、FR2平衡條件：

Fx=0、

Fy=0、

MB=0

29精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長(zhǎng)度，偏心距……一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與作用力定義：推桿受力方向與其運(yùn)動(dòng)方向的夾角為壓力角

(不考慮摩擦）。推桿受力：G、F、FR1、FR2平衡條件：

Fx=0、

Fy=0、

MB=0討論：1、

↑→

F↑傳力性能↓2、

↑↑

→分母為零時(shí)

F→

自鎖臨界壓力角

c：3、不同位置處壓力角不同,通常

max<[

]

推程：[

]=30°～40°(直動(dòng)從動(dòng)件)

[

]=40°～50°(擺動(dòng)從動(dòng)件)

回程：

[

]=70°～80°30精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長(zhǎng)度，偏心距……二、凸輪基圓半徑的確定1、壓力角

與基圓半徑r0和偏置的關(guān)系P點(diǎn)為凸輪與推桿的相對(duì)瞬心

ePC

（1）壓力角

與偏置的關(guān)系（a）推桿偏于接觸點(diǎn)處凸輪速度反向（速度瞬心側(cè)）—正偏置（b）推桿偏于接觸點(diǎn)處凸輪速度同向—負(fù)偏置（c）正偏置→

↓；負(fù)偏置→

↑（d）正偏置時(shí)，e↑→

推程

↓，但回程

↑31精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長(zhǎng)度，偏心距……二、凸輪基圓半徑的確定1、壓力角

與基圓半徑r0和偏置的關(guān)系P點(diǎn)為凸輪與推桿的相對(duì)瞬心

ePC

（2）壓力角

與基圓半徑r0的關(guān)系r0↑→

↓，但結(jié)構(gòu)↑r0↓→結(jié)構(gòu)緊湊，但

↑32精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求確定

r0r0rhrs凸輪與軸做成一體：r0≥rs+(3~5)mm凸輪單獨(dú)制造：r0≥rh+(3~5)mm凸輪廓線：

min≥1~5mm33精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（2）根據(jù)許用壓力角[

]確定

r0mmds/d

推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定，lOP=ds/d

是定值O取在m-m上→

P必在n-n上，

不變；O取在m-m左側(cè)→

P必在n-n左側(cè)，

變?。籓取在m-m右側(cè)→

P必在n-n右側(cè)，

變大。34精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（2）根據(jù)許用壓力角[

]確定

r0mmds/d

推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定，lOP=ds/d

是定值O取在m-m上→

P必在n-n上，

不變；O取在m-m左側(cè)→

P必在n-n左側(cè)，

變小；O取在m-m右側(cè)→

P必在n-n右側(cè)，

變大。O點(diǎn)應(yīng)取在m-m線的左側(cè)同理回程:O點(diǎn)應(yīng)取在m-m線的右側(cè)已知推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，求出各點(diǎn)ds/d

→圖解r0min35精品§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（2）根據(jù)許用壓力角[

]確定

r0mmds/d

推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定，lOP=ds/d

是定值O取在m-m上→

P必在n-n上，

不變；O取在m-m左側(cè)→

P必在n-n左側(cè)，

變?。籓取在m-m右側(cè)→

P必在n-n