凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)_第1頁(yè)
凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)_第2頁(yè)
凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)_第3頁(yè)
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凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)_第5頁(yè)
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1、n Characteristics of cam mechanisms 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)n Classification and application of cam mechanisms凸輪機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用nThe followers motion type從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式What is a cam mechanism?A system/mechanism that uses a cam(凸輪凸輪) and a follower(從動(dòng)件從動(dòng)件) to create a specific motion. In most cases, the ca

2、m is merely a flat piece of metal that has an unusual shape or profile(輪廓輪廓). The cam is attached to a shaft(軸軸) which enable it to be turned by applying a turning action to the shaft. As the cam rotates, it is the profile or shape of the cam that causes the follower to move in a particular way. The

3、 movement of the follower is then transmitted(傳遞傳遞) to another mechanism or another part of the mechanism. Advantages of cam mechanismsSimple and compact(簡(jiǎn)單、緊湊簡(jiǎn)單、緊湊) there only three links, cam(凸輪凸輪), follower (從動(dòng)件從動(dòng)件), frame(機(jī)架機(jī)架). Sometimes, there is a roller(滾滾子子).The follower can precisely reali

4、ze any type motion. Example Disadvantages of cam mechanismsHigher pair(高副高副), line contact or point contact(線或點(diǎn)接觸線或點(diǎn)接觸)Cant transfer(傳遞傳遞) large power.FunctionContinuous turning motion translating(往往復(fù)移動(dòng)復(fù)移動(dòng)) or oscillating(擺動(dòng)擺動(dòng)) motion. Example Application of cam mechanismDobby 多臂提花機(jī)多臂提花機(jī) 作者:潘存云教授繞線機(jī)

5、構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)3作者:潘存云教授12Ayarn線線Yarn winding machine(繞線機(jī)繞線機(jī))作者:潘存云教授132送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)Feeding mechanism 送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)Feeder of Automatic Machine Tools自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)12刀架刀架o機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)13245放音鍵放音鍵卷帶輪卷帶輪皮帶輪皮帶輪摩擦輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)3皮帶輪皮帶輪5卷帶輪卷帶輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵放音鍵2摩擦輪摩擦輪4錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)Translating cams 移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪Cylindric

6、al or drum cams 圓柱凸輪圓柱凸輪2.By the follower ends shapeKnife-edge follower 尖頂從動(dòng)件lThe end of the follower is very sharp (nearly a point)lThe contact between the cam and the follower is a pointlThe follower is easy to be worn.lIts rarely used.作者:潘存云教授2.By the follower ends shapeDisk cam with roller follo

7、wer 滾子從動(dòng)件lThe end of the follower is a roller)lLine contactlThe friction coefficient is very small (sliding friction).lThis type of roller is widely used.作者:潘存云教授2.By the follower ends shapeDisk cam with flat follower 平底從動(dòng)件lThe follower end shape is a flat planlThe pressure angle of the mechanism al

8、ways is 0, so it can transmit large power.lBut it is difficult to design and manufacture.3.By the followers motion typeTranslating follower 移動(dòng)從動(dòng)件4.By the manner of keeping the cam and follower in contactWith an external downward force VsWithout an external downward force凹凹槽槽凸凸輪輪優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)

9、件便可獲得只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn):缺點(diǎn):線接觸,容易磨損。線接觸,容易磨損。槽道凸槽道凸輪輪 Grooved camGrooved camr1r2r1+r2 =const等等徑徑凸凸輪輪優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn):缺點(diǎn):線接觸,容易磨損。線接觸,容易磨損。W等等寬寬凸凸輪輪優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得只需要

10、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn):缺點(diǎn):線接觸,容易磨損。線接觸,容易磨損。主主回回凸凸輪輪優(yōu)點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€,從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn):缺點(diǎn):線接觸,容易磨損。線接觸,容易磨損。設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)的主要任務(wù)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)的主要任務(wù): 1)Selection of the cam type 選擇凸輪類型選擇凸輪類型而根據(jù)工作要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前

11、提。2)Selection of the followers motion type選擇從動(dòng)件形式選擇從動(dòng)件形式3)Decision of the structure dimension設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸4)Designing the cam profile設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓00ot s凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù): 1)根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式;名詞術(shù)語(yǔ):名詞術(shù)語(yǔ):一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基圓、基圓、推程運(yùn)動(dòng)角、推程運(yùn)動(dòng)角、基圓半徑、基圓半徑、推程、推程、遠(yuǎn)休止角、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程、回程

12、、近休止角、近休止角、行程。行程。一個(gè)循環(huán)r0h A而根據(jù)工作要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前提。2)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律;3)合理確定結(jié)構(gòu)尺寸合理確定結(jié)構(gòu)尺寸;4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。設(shè)計(jì)輪廓曲線。01010202DBCB0000otsr0h A01010202DBCB00Flowers motion: the flowers displacement(位移位移) S, velocity v and acceleration a during rise(升程升程) and return(回程回程):S=S()v=v()a=a()位移曲線位移曲線 Uniform velocity (

13、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律) Constant Acceleration Motion (等加速等減等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律速運(yùn)動(dòng)規(guī)律) Simple Harmonic Motion(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律/余余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律) Combined motion(組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律) s Uniform velocity ( Uniform velocity (等速等速運(yùn)動(dòng)規(guī)運(yùn)動(dòng)規(guī)律律) )0vah+Rigid shock剛性沖擊剛性沖擊推程運(yùn)動(dòng)方程:推程運(yùn)動(dòng)方程: s h/0 v h /0v-h /0a0a 0回程運(yùn)動(dòng)方程:回程運(yùn)動(dòng)方程: sh(1-/0 )從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)

14、時(shí),其位移線圖為一過(guò)從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)時(shí),其位移線圖為一過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線。速度線圖為一條水平直原點(diǎn)的傾斜直線。速度線圖為一條水平直線,線,V0 的大小為位移線圖中傾斜直線的斜的大小為位移線圖中傾斜直線的斜率。加速度為零。率。加速度為零。此種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合此種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合. 3減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為:減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為:s h-2h(0 )2/20v - 4h(0-)/20a - 4h2 /20ah/20 0h/21s2 35462 2hh/ /0 04 4hh2 2/ /2 20 0v加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為:加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為:s 2h2 /20v 4h /20

15、a 4h2 /20柔性沖擊柔性沖擊這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合. . 推程:推程: sh1-cos(/0)/2 v hsin(/0)/20a 2h2 cos(/0)/220 回程:回程: sh1cos(/0)/2 v-hsin(/0)/20a-2h2 cos(/0)/220在起始和終止處理論上在起始和終止處理論上a a為有限值,為有限值,產(chǎn)生柔性沖擊。產(chǎn)生柔性沖擊。h0 s sa123 456v vvmax=1.57h/20123456Selection of follower motion1. 機(jī)器的工作過(guò)程只要求凸輪轉(zhuǎn)過(guò)一角度機(jī)器的工作過(guò)程只要求凸輪轉(zhuǎn)過(guò)

16、一角度0時(shí),推桿完時(shí),推桿完成一行程成一行程h(直動(dòng)推桿直動(dòng)推桿)或或(擺動(dòng)推桿擺動(dòng)推桿),對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律并無(wú),對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律并無(wú)嚴(yán)格要求。則應(yīng)選擇直線或圓弧等易加工曲線作為凸輪嚴(yán)格要求。則應(yīng)選擇直線或圓弧等易加工曲線作為凸輪的輪廓曲線。如夾緊凸輪的輪廓曲線。如夾緊凸輪。工件工件工件工件 0 02. 2. 機(jī)器的工作過(guò)程對(duì)推桿運(yùn)動(dòng)有要求,則應(yīng)嚴(yán)格按工機(jī)器的工作過(guò)程對(duì)推桿運(yùn)動(dòng)有要求,則應(yīng)嚴(yán)格按工作要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)凸輪廓線。作要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)凸輪廓線。如刀架進(jìn)給凸輪如刀架進(jìn)給凸輪。 h 0 0Selection of follower motion理由:理由: amax動(dòng)量動(dòng)量mv, 若機(jī)構(gòu)突然被卡住,則沖擊力將很大若機(jī)構(gòu)突然被卡住,則沖擊力將很大(F=mv/t)。 對(duì)重載凸輪,則適合選用對(duì)重載凸輪,則適合選用vmax較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。慣性力慣性力F = - ma對(duì)強(qiáng)度和耐磨性要求對(duì)強(qiáng)度和耐磨性要求。對(duì)高速凸輪,希望對(duì)高速凸輪,希望amax 愈小愈好。愈小愈好。 vmax , PnSelection of follower motion3. 對(duì)高速凸輪,要求有較好的動(dòng)力特性,除了避免對(duì)高速凸輪,要求有較好的動(dòng)力特性,除了避免出現(xiàn)剛性或柔性沖擊外,還應(yīng)

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