機(jī)械原理課件-凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定

§9-4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定一、凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角二、基圓半徑的確定三、滾子推桿滾子半徑的選擇和平底推桿

平底尺寸的確定課后作業(yè)：9-1～9-13。一、凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角

定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)

B

的速度方向間的夾角α不考慮摩擦?xí)r，作用力沿法線(xiàn)方向。F’

一

定

時(shí)

，at

→

F”1

F,=F”·f若a大到一定程度時(shí)，會(huì)有：Fy>F°

→

機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。F'----有用分力，沿導(dǎo)路方向F”----有害分力，垂直于導(dǎo)路

nF”=F’tg

a為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作，要求：FsF

F3&a<[a]GDOF”Bn[a]=

30°----直動(dòng)從動(dòng)件；[a]=

35°~45°----擺動(dòng)從動(dòng)件；[a]=

70°~80°----回程。*壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系P點(diǎn)為速度瞬心，于是有：若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果a>[a],

可增大基圓半徑loc=e,lcp=ds/de-elcp=(S+S?)g

a

S?=/r2min-e22VBSds/d

δ-eS+/r2mn-e2→

αlS?0netg

a

=Fmin

1Ids/de1同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心左側(cè)時(shí)，有：lop=lcp-loc→lcp=ds/dδ+elcp=(S+S?)ga

S?=√mi2-e2m:tk

:于是：

tga

=S+/r2min-e2“+

”用于導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)；“-

”

用于導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)；顯然，

推程時(shí)，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。注意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回程壓力角，故偏距

e

不能太大。ds/dδ

±e提問(wèn)1:對(duì)于平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)：α=?

a

=0提問(wèn)2:從動(dòng)桿采用偏置的目的是什么?減小推程壓力角提問(wèn)3:從動(dòng)桿采用偏置減小推程壓力角

的同時(shí)，回程壓力角如何變化?回程壓力角增大提問(wèn)3:為減小推程壓力角，凸輪機(jī)構(gòu)

從動(dòng)桿應(yīng)向哪個(gè)方向偏置?與推程瞬心同側(cè)。提問(wèn)4:對(duì)移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，若同時(shí)降低升程和回程的壓力角，應(yīng)采取

什么措施?若只降低升程壓力角須

采取什么措施?1)增大基圓半徑；

2)正確偏置基圓半徑選擇的前提：αmax

≤[a]基圓越大，凸輪推程廓線(xiàn)越平緩；基圓越小，凸輪推程廓線(xiàn)越陡峭(磨損加劇，甚至引起機(jī)構(gòu)自鎖基圓與壓力角的關(guān)系：

r?越

小

，

α個(gè)

，n

↓二、

基圓半徑的確定S0n提問(wèn)1:基圓和壓力角的關(guān)系?基圓越大，壓力角越??；基圓越小，壓力角越大。提問(wèn)2:設(shè)計(jì)準(zhǔn)則?αmax≤[a]r?≥Tomin提問(wèn)3:壓力角是否越小越好?回答：壓力角過(guò)大結(jié)構(gòu)不緊湊(基圓大)。·滾子半徑：

rr1

內(nèi)凹凸輪廓線(xiàn)pa=p+rr>

0

輪廓正?！そY(jié)論：無(wú)論滾子半徑多大，總能由理論廓線(xiàn)得到實(shí)際廓線(xiàn)三

、滾子推桿滾子半徑的選擇和平底推桿平底尺寸的確定滾子推桿滾子半徑的選擇·實(shí)際廓線(xiàn)曲率半徑：

pa

·理論廓線(xiàn)曲率半徑：p內(nèi)凹凸輪不存在實(shí)際廓線(xiàn)變尖的問(wèn)題理論廓線(xiàn)實(shí)際廓線(xiàn)Pa

T?外凸實(shí)際廓線(xiàn)出現(xiàn)交叉，切割。故當(dāng)p?<0,

發(fā)生運(yùn)動(dòng)失真外凸凸輪廓線(xiàn)：應(yīng)使理論輪廓的最小曲率半大于滾子半徑，即

pmin>r,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保證：Pamin=Pmin-r?≥[p?]=3~5

mm2

外凸凸輪廓線(xiàn)Pa=P-r當(dāng)

p>rr,p>0·實(shí)際廓線(xiàn)平滑當(dāng)p=rr,Pa

變尖-r際Pa=P-rγ=0當(dāng)p<rr,輪廓正常提問(wèn)1:內(nèi)凹凸輪是否存在實(shí)際廓線(xiàn)變尖的問(wèn)題

?為什么?不存在實(shí)際輪廓變尖的問(wèn)題，因?yàn)椋篜a=p+rr>0實(shí)際廓線(xiàn)曲率半徑恒大于0提問(wèn)2:外凸式凸輪實(shí)際廓線(xiàn)正常的條件是什么?實(shí)際廓線(xiàn)曲率半徑恒大于0提問(wèn)3:外凸式凸輪實(shí)際廓線(xiàn)變尖的原因是什么?Pa=0

實(shí)際廓線(xiàn)曲率半徑等于0提問(wèn)4:當(dāng)實(shí)際廓線(xiàn)的曲率半徑小于0時(shí)，實(shí)際廓線(xiàn)會(huì)怎樣?實(shí)際廓線(xiàn)會(huì)交叉，加工時(shí)被切割。Pa<0Pa>0習(xí)題9-6在圖9.13(a),(b)

所示機(jī)構(gòu)中，哪一個(gè)是正偏置?那一個(gè)是負(fù)偏置?說(shuō)明偏置方向?qū)ν馆啓C(jī)構(gòu)壓力角的影響。解

：1正偏置的概念：

推程時(shí)，導(dǎo)路和瞬心位于轉(zhuǎn)心同側(cè)時(shí)為正偏置負(fù)偏置的概念：導(dǎo)路和瞬心位于轉(zhuǎn)心兩側(cè)時(shí)為負(fù)偏置ds/d

δ

±

etg

a

=S+r2min—

e2中分子項(xiàng)可知，

正偏置時(shí)：ds/d

δ—e

a↓2eQ負(fù)偏置時(shí)：2

由

公

式

：ds/dδ+e代

力C1(1)偏距圓和基圓；(2)B

點(diǎn)處的壓力角。

(3)最大升程H;例1

用圖解法求解圖示凸輪機(jī)構(gòu)的：例

2

已知一直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤(pán)狀凸輪機(jī)構(gòu)(圖示為起始位置)為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，假定其基圓的大小、從動(dòng)件的升程以及其升程

段的位移曲線(xiàn)(b

圖示)為已知，試在a圖上作出其相應(yīng)的輪廓曲線(xiàn)并分別標(biāo)出δ=30°,

δ=60°,

δ=90°時(shí)輪廓上的點(diǎn)、凸輪起始位置的壓力角和偏距圓。90°30^S6Uδ第一種解法S例4

用作圖法求解：(1)

凸輪理論廓線(xiàn)和基圓；(2)

凸輪該位置時(shí)的壓力角。(3)

凸輪的偏距圓(4)

凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的壓力角；(5)凸輪的最大升程h第二種解法1.理論廓線(xiàn)和基圓；2.圖示位置時(shí)的壓力角α;3.凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的位移S。例

5

用圖解法求圖示凸輪機(jī)構(gòu)的：eImiuo:—o)-a

=0R727F3.凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的位移S。例

3圖示偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，其中AFB、CD

為圓弧

，AD、BC

為直線(xiàn)，A、B

為直線(xiàn)與圓弧的AFB

切點(diǎn)。已知e=8mm,r?=15mm,OC=OD=20mm,∠COD=30°

.試求：(1)從動(dòng)件的升程h,

凸輪推程運(yùn)動(dòng)角δ?

,回程運(yùn)動(dòng)角δ?’,及近程休止角?o?;(2)

從動(dòng)件推程最大壓力角0max數(shù)值及出現(xiàn)的位置；(3)從動(dòng)件回程最大壓力角0max及出現(xiàn)的位置。(3)

從動(dòng)件回程最大壓力角a

及出現(xiàn)的位置。

乙

乙