凸轮机构及其设计_图文.ppt

思考题 1从动件的常用运动规律是指哪几个物理量的变化规律 ？
位移、速度、加速度
2如何判断某种运动规律从动件是否有冲击？何种性质的冲击？
判断凸轮在某位置时所对应从动件的加速度有无突变。 若加速度存在无穷大突变，则为刚性冲击； 若加速度存在有限值突变，则为柔性冲击
3选择或设计从动件运动规律应考虑那些因素 ？
5.4 凸轮机构基本尺寸的确定
1凸轮轮廓的压力角 从动件的运动方向和凸轮作用于它的法向力 Fn方向之间所夹的 角称为压力角 将从动件受力F分解为：
推杆驱动力 F1=Fcosα； 导路正压力 F2=Fsinα； 产生的最大摩擦力Ff = F“ f 。当存在 关系Ff F‘ 时，机构发生自锁； 有f tanα 1。 压力角a愈大，有效分力Ｆy愈小。当a角大到某一数值时，会出现Fy<Fx。 不论施加多大的Fn力，都不能使从动件运动，这种现象称为自锁。为 保证凸轮机构正常工作，必须对凸轮机构的压力角进行限制。
5-4-1
一般随压力角α增大，机构的磨损加重、传力性能恶化、效
率降低→与工程实践相一致 。 凸轮机构设计时，应满足：αmax≤［α］ 一般许用压 力角[α]的经 验值为：
从动件 推程 回程 移动 [α]= 30～40° 摆动 [α]= 45～50°
[α]=70～80°
凸轮基圆半径r0与其各位置压力角αi 密切相关。增大r0则αi 减小； 减小r0必然导致αi 增大。即结构紧凑与传力性能良好间存在矛盾。 虽然偏距e也能适量减小推程压力角，但却会增大回程压力角。运用时 应注意偏置方位。
5-3-2
作图
取比例尺μ1，先根据已知尺寸作出基圆与偏距圆，然后用 反转法作图设计。逆时针左偏，顺时针右偏
当e=0时，即对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构。其设计方法与上述 方法基本相同，不同的是推杆反转时其各导路位置线始终过轴心

/

2 0
/

2 0
0

后半程：

=
s
=
0
/C2时t 2,=s
=Kh2/2
；
= 0=时1，：s2=：h3，……v =s 0
h
a 4h 2
2h( 0
/

2 0
)2 /
2 0
a

C0=
-sh=,1C：1=4：4h9/…0…, v

4h ( 0

)
/

2 0
0
C2=

)
/

2 0
C0= - h , C1= 4h / 0 ,
a

4h
2
/

2 0
C2=
-2h
/
2 0
结束
推杆常用的运动规律
二、推杆常用的运动规律（以推程为例）
s
5 678
1、多项式运动规律 s C0 C1 C2 2 Cn n
（2）n = 2 等加速等减速运动规律 s C0 C1 C2 2 v ds / dt C1 2C2
结束
凸轮机构的应用和分类
三、凸轮机构的类型
1、按凸轮的形状 →圆柱凸轮、盘形凸轮（移动凸轮） 2、按从动件的运动形式 → 摆动从动件、移动从动件 3、按从动件的形式 → 尖底从动件、平底从动件、滚子从动件
凸轮形状
凸轮 — 具有曲线轮廓或凹槽的构件
从动件形式
结束
凸轮机构的应用和分类
三、凸轮机构的类型
常用于传力不大的场合 4、轮廓加工困难，不过现在借助新的加工设备已经有了很大改善 5、从动件位移量不能过大，否则凸轮体积将会很大；

25
§9-3 按预定运动规律用作图法设计盘形凸轮廓线 一、对心式凸轮机构凸轮廓线的设计 1. 尖顶从动件 1) 凸轮机构相对运动分析
机架上的观察结果
2) 反转法设计原理
凸轮上的观察结果
26
-w
A2 A3 A4
A1
A1
A3 A4 A2
w
ω
A4
S2
A1 A2 A3
ω
S3 A2A3 A1
ω
A4 S4
rb
δ
点和终止点。 a
da dt ∞
δ
δ 22
-∞
4. 正弦加速度（摆线）运动规律
s 摆线
a = 2hw2sin(2d/d0 )/d20)
h
特点：既无柔性更无刚性 冲击。
5 4
6 78
O1
2
3
4
5
6
7
8
δ
32 1
δ
v
δ a
δ 23
三、从动件运动规律的选择
在选择从动件运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲 击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值 vmax 、加速度 幅值 amax及其影响加以分析和比较。
-∞
特点：存在刚性冲击。
da
位置：发生在运动的起始 dt ∞
点和终止点。
-∞
加加速度
δ 位置：发生在 运动的起始点 、中间点和终 止点。
δ
δ
C
∞
δ
21
3. 余弦加速度(简谐)运动规律
s 56
4
a = 2hw2cos(d/d0 )/(2d20 )
特点：存在柔冲击。
h
3
2
s
1 q

rb
c8
B8
B0 B1
c0 c1
B2
o
1 234567
90º 120º
8
h 2
150º δ
90º c2
c7 c6
B7
c3 c4 c5
B5 B6
（2）按基本 尺寸作出凸轮机构的
B3 初始位置；
（3）按- 方向划分基圆周得 c0
B4
、c1、c2…… 等 点；并过这 些点 作射线，即为反转后的导路线；
（4）在各反转导路线上量取与位移
180º
60º 120º δ
（1）作出角位移线图；
A（0 2）作初始位置；
A5
C
6
2
B B180°B
6 5
4C
C
4
5
3
C 3 2
R
（3）按- 方向划分圆R得A0、
A1
A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置；
（4）找从动件反转后的一系
A4 A3
A2
列位置AiBi，再按角位移规律
得 C1、C2、…… 等点，即
r
对于移动从动件， []=30º~38º 工作行程
t
对于摆动从动件， []=40º~45º
非工作行程：可在70º~80º之间选取
可整理ppt
1
on
r0 3
1
27
2.基圆半径的确定
FQ
r0
v2
1tg
s2
3
n
2 v2
r0
ds2 /d tan
s2
Fn
Fy
t
若结构尺寸无严格限制,为减少压 力角，可适当取较大的基圆半径。
等径凸轮 9