機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程凸輪傳動(dòng)實(shí)用教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程凸輪機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)第一頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)10101 1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用(yngyng)(yngyng)和分類(lèi)和分類(lèi)一、組成一、組成凸輪機(jī)構(gòu)由三個(gè)基本構(gòu)件組成凸輪機(jī)構(gòu)由三個(gè)基本構(gòu)件組成1 1、機(jī)架、機(jī)架2 2、凸輪、凸輪3 3、從動(dòng)件、從動(dòng)件( (桿桿) )二、應(yīng)用二、應(yīng)用 從理論上講凸輪機(jī)構(gòu)能完成任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律從理論上講凸輪機(jī)構(gòu)能完成任何運(yùn)動(dòng)規(guī)律(有的稱(chēng)凸輪機(jī)構(gòu)為萬(wàn)能機(jī)構(gòu)有的稱(chēng)凸輪機(jī)構(gòu)為萬(wàn)能機(jī)構(gòu)),特別是其他機(jī)構(gòu)不能完成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律特別是其他機(jī)構(gòu)不能完

2、成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,它都能完成它都能完成,只要能設(shè)計(jì)出這種凸輪。只要能設(shè)計(jì)出這種凸輪。 由于凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因此在實(shí)際工程中應(yīng)用的十分廣泛。如：由于凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，因此在實(shí)際工程中應(yīng)用的十分廣泛。如：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)、自動(dòng)車(chē)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)、紡織機(jī)、插秧機(jī)、縫紉機(jī)等機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。、自動(dòng)車(chē)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)、印刷機(jī)、紡織機(jī)、插秧機(jī)、縫紉機(jī)等機(jī)械設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。第1頁(yè)/共35頁(yè)第二頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)三、分類(lèi)三、分類(lèi)(fn li)1 1、按凸輪的形狀分：、按凸

3、輪的形狀分：盤(pán)形凸輪盤(pán)形凸輪、移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪圓柱凸輪。2 2、按推桿形狀分：按推桿形狀分： 尖頂尖頂、 滾子滾子、平底平底從動(dòng)件。從動(dòng)件。3 3、按推桿運(yùn)動(dòng)分：按推桿運(yùn)動(dòng)分： 直動(dòng)直動(dòng)(對(duì)心對(duì)心、偏置偏置)、 擺動(dòng)擺動(dòng) 4 4、按保持接觸方式分：按保持接觸方式分： 力封閉力封閉（重力、彈簧等）（重力、彈簧等） 幾何形狀封閉幾何形狀封閉(凹槽、等寬、等徑、主回凸輪凹槽、等寬、等徑、主回凸輪)第2頁(yè)/共35頁(yè)第三頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)(qmn)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)靠彈簧力封閉靠彈簧力封閉機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給

4、機(jī)構(gòu)幾何形狀封閉幾何形狀封閉12刀架刀架o第3頁(yè)/共35頁(yè)第四頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 r1r2W等寬凸輪等寬凸輪(tln)等徑凸輪等徑凸輪(tln)主回凸輪主回凸輪凹槽凸輪凹槽凸輪第4頁(yè)/共35頁(yè)第五頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)10102 2 推桿推桿( (從動(dòng)件從動(dòng)件) )的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)規(guī)律規(guī)律 所為所為推桿推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其運(yùn)動(dòng)參，是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其運(yùn)動(dòng)參 數(shù)數(shù)(即位移即位移S、速度、速度V、加速度、加速度a )隨凸輪轉(zhuǎn)角隨凸輪

5、轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。一、一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律r0hBotsSSs/S/ttt/t/ADCB名詞術(shù)語(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)：基圓、基圓、基圓半徑基圓半徑r r0 0、推程、推程、推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角t 、遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角S 、回程、回程、回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角t/、近休止角近休止角S/、行程行程h h。 S S之間的關(guān)系可用運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系可用運(yùn)動(dòng)線圖來(lái)表示。線圖來(lái)表示。第5頁(yè)/共35頁(yè)第六頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)分類(lèi)分類(lèi)(fn li)(fn li)：多項(xiàng)式、三角函數(shù)。：多項(xiàng)式、三角函數(shù)。（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（一）

6、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一般表達(dá)式：一般表達(dá)式： S=C0+ C1+ C22 2+Cnn n (1)(1)stvah+剛性沖擊剛性沖擊1 1、一次多項(xiàng)式（等速運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)規(guī)律、一次多項(xiàng)式（等速運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)方程：推程運(yùn)動(dòng)方程： Sh/h/t tV h/h/t ta= =0同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：sh(1-/h(1-/t t ) )v-h/-h/t ta0當(dāng)：當(dāng)：=0=0， s=0；=t t ，s=h代入得：代入得：C00， C1h/h/t t第6頁(yè)/共35頁(yè)第七頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)2 2、二次多項(xiàng)式（等加等減

7、速、二次多項(xiàng)式（等加等減速(jin s)(jin s)）運(yùn)動(dòng)規(guī)律）運(yùn)動(dòng)規(guī)律1sva2 35463h/2t th/22h/2h/t t柔性沖擊柔性沖擊4h4h2 2/t t2 2推程加速上升段邊界條件：推程加速上升段邊界條件：起始點(diǎn)：起始點(diǎn)：=0=0， S=0， V0中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：=t t/2/2，s=h/2 求得：求得：C00， C10 0，C22h/2h/t t2 2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 2h2h2 2/t t2 2V 4h4h/t t2 2a 4h4h2 2/t t2 2推程減速上升段邊界條件：推程減速上升段邊界條件：中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：=t t/2/2，S=h/2

8、 終止點(diǎn)：終止點(diǎn)：=t t， S=h， V0求得：求得：C0h， C14h/4h/t t，C2-2h/-2h/t t2 2 減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：Sh-2hh-2h(t t -) -)2 2/t t2 2 V- -4h4h(t t -) -)/t t2 2a - -4h4h2 2/t t2 2123456第7頁(yè)/共35頁(yè)第八頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)( (二二) ) 、三角函數(shù)、三角函數(shù)(snjihnsh)(snjihnsh)運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 1、余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律、余弦加速度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律推

9、程：推程： Sh h 1-cos(1-cos(/t t) ) /2/2 V=hsin(=hsin(/t t) /2) /2t ta= =2 2hh2 2 cos( cos(/t t)/2)/2t t2 2123456av vs sht123456Vmax=1.57h/t回程：回程：Sh h 1 1cos(cos(/t t) ) /2/2 V=-hsin(=-hsin(/t t) /2) /2t ta=-=-2 2hh2 2 cos(/ cos(/t t)/2)/2t t2 2 在起始和終止點(diǎn)，在起始和終止點(diǎn)，a有突變，有突變，所以會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。所以會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。第8頁(yè)/共35頁(yè)第九頁(yè)，共3

10、6頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)二、選擇運(yùn)動(dòng)二、選擇運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)規(guī)律規(guī)律等加等減速等加等減速 2.0 4.02.0 4.0 柔性柔性 中速輕載中速輕載五次多項(xiàng)式五次多項(xiàng)式 1.88 5.771.88 5.77 無(wú)無(wú) 高速中載高速中載余弦加速度余弦加速度 1.57 4.931.57 4.93 柔性柔性 中速中載中速中載正弦加速度正弦加速度 2.0 6.282.0 6.28 無(wú)無(wú) 高速輕載高速輕載改進(jìn)正弦加速度改進(jìn)正弦加速度 1.76 5.531.76 5.53 無(wú)無(wú) 高速重載高速重載 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較從動(dòng)件常用運(yùn)

11、動(dòng)規(guī)律特性比較運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律 V Vmaxmax amaxmax 沖擊沖擊 推薦應(yīng)用范圍推薦應(yīng)用范圍 (h/(h/0 0) ) (h/(h/0 02 2) )等等 速速 1.0 1.0 剛性剛性 低速輕載低速輕載第9頁(yè)/共35頁(yè)第十頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)10-3 10-3 凸輪輪廓曲線凸輪輪廓曲線(qxin)(qxin)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理基本原理反轉(zhuǎn)原理：反轉(zhuǎn)原理：- 給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以- -時(shí)，不影時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)

12、動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合運(yùn)凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。 根據(jù)這個(gè)原理可以用幾何作圖的根據(jù)這個(gè)原理可以用幾何作圖的方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：尖頂凸輪繪制動(dòng)畫(huà)尖頂凸輪繪制動(dòng)畫(huà)滾子凸輪繪制動(dòng)畫(huà)滾子凸輪繪制動(dòng)畫(huà)二、二、按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線第10頁(yè)/共35頁(yè)第十一頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)1、尖底對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪、尖底對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tln)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：

13、凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，角速度角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。s 601209090135781 3 5 7891113r0609090120-12345 67 8910111213141876543214131211109設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：1 1、選取位移比尺、選取位移比尺S和角位移和角位移比尺比尺作位移線圖；作位移線圖；lS2 2、選取長(zhǎng)度比尺、選取長(zhǎng)度比尺，以以r r0 0為半徑作圓；為半徑作圓；3 3、將基圓沿、將基圓沿方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分 點(diǎn)，并過(guò)這些等分點(diǎn)

14、作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；點(diǎn)，并過(guò)這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；4 4、從基圓開(kāi)始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng)、從基圓開(kāi)始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng) 線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從動(dòng)件尖頂在各從動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上導(dǎo)路線上的位置；的位置；5 5、光滑連接、光滑連接尖頂在各尖頂在各導(dǎo)路線導(dǎo)路線上的位置，得凸輪輪廓曲線。上的位置，得凸輪輪廓曲線。第11頁(yè)/共35頁(yè)第十二頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)2、滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪、滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tln)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)s 601209090135781 3 5

15、 78911130609090120-1234567891011121314A理論輪廓理論輪廓實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓1876543214131211109已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，滾子半徑，滾子半徑rT，角速度角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法： 把滾子中心視作為尖底把滾子中心視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì)動(dòng)件設(shè)計(jì), ,所得的曲線為理所得的曲線為理論廓線論廓線, ,然后作然后作等距曲線等距曲線, ,得實(shí)際廓線。得實(shí)際廓線。等距曲線等距曲線公法線方向兩公法

16、線方向兩曲線的距離相等。其作法為：曲線的距離相等。其作法為：以理論廓線為圓心作一些列以理論廓線為圓心作一些列的滾子的滾子, ,再作滾子的包絡(luò)線。再作滾子的包絡(luò)線。第12頁(yè)/共35頁(yè)第十三頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)3、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tln)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，角速度角速度和從動(dòng)件和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法：把平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)把平底與導(dǎo)路的交點(diǎn)A視作為尖底從動(dòng)視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件

17、設(shè)計(jì)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì),求出求出A 點(diǎn)在導(dǎo)路線上的點(diǎn)在導(dǎo)路線上的 一系列一系列1/、2/點(diǎn)，過(guò)這點(diǎn)，過(guò)這些些點(diǎn)作一系列點(diǎn)作一系列 的的平底，然后作這些平底的內(nèi)包絡(luò)線，得凸輪的實(shí)際廓線。平底，然后作這些平底的內(nèi)包絡(luò)線，得凸輪的實(shí)際廓線。s 601209090135781 3 5 7891113 15911131214123456788765432191011121314151413121110 9第13頁(yè)/共35頁(yè)第十四頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)4 4、尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)、尖底偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)(jg

18、u)(jgu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，角速度角速度，從動(dòng)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏距件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：lS2 2、選取長(zhǎng)度比尺、選取長(zhǎng)度比尺 ，以以r r0 0為半徑作圓為半徑作圓, ,以以e e為半徑作圓；為半徑作圓；3 3、將基圓沿、將基圓沿方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分 點(diǎn)，并過(guò)這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；點(diǎn)，并過(guò)這些等分點(diǎn)作從動(dòng)件的導(dǎo)路線；4 4、從基圓開(kāi)始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng)、從基圓開(kāi)始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上量取與運(yùn)動(dòng) 線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得

19、從動(dòng)件尖頂在各從動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上導(dǎo)路線上的位置；的位置；5 5、光滑連接、光滑連接尖頂在各尖頂在各導(dǎo)路線導(dǎo)路線上的位置，得凸輪輪廓曲線。上的位置，得凸輪輪廓曲線。s 601209090135781 3 5 7891113 159111312141 1、選取位移比尺、選取位移比尺S和角位移和角位移比尺比尺作位移線圖；作位移線圖；第14頁(yè)/共35頁(yè)第十五頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)步驟：步驟：lS2 2、選取長(zhǎng)度比尺、選取長(zhǎng)度比尺 ，以以r r0 0為為半徑作圓半徑作圓, ,以以e e為半徑作圓；為半徑作圓；3 3、將基圓沿、將基圓沿方向分

20、與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)方向分與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì) 應(yīng)的等分點(diǎn)，并過(guò)這些應(yīng)的等分點(diǎn)，并過(guò)這些(zhxi)(zhxi)等分點(diǎn)作偏距等分點(diǎn)作偏距 圓的切線，得從動(dòng)件的導(dǎo)路線；圓的切線，得從動(dòng)件的導(dǎo)路線；4 4、從基圓開(kāi)始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上、從基圓開(kāi)始，在各從動(dòng)件的導(dǎo)路線上 量取與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得量取與運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，得從從 動(dòng)件尖頂在各動(dòng)件尖頂在各導(dǎo)路線上導(dǎo)路線上的位置點(diǎn)；的位置點(diǎn)；5 5、光滑連接、光滑連接尖頂在各尖頂在各導(dǎo)路線導(dǎo)路線上的位置點(diǎn)，得凸輪輪廓曲線。上的位置點(diǎn)，得凸輪輪廓曲線。s 601209090135781 3 5 7891113O O12345678

21、k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k15123456781514131211109eA A1 1、選取位移比尺、選取位移比尺S和角位移和角位移比尺比尺作位移線圖；作位移線圖；第15頁(yè)/共35頁(yè)第十六頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)5、滾子偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪、滾子偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tln)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，滾子半徑，滾子半徑rT，角速度角速度、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏 距距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。，設(shè)計(jì)該凸輪

22、輪廓曲線。設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法： 把滾子中心視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì)把滾子中心視作為尖底從動(dòng)件的尖底，按尖底從動(dòng)件設(shè)計(jì), ,所得的曲線為理論廓線所得的曲線為理論廓線, ,然后作然后作等距曲線等距曲線, ,得實(shí)際廓線。得實(shí)際廓線。6、尖底擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)尖底擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)已知：已知：凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑r0，角速度角速度，擺動(dòng)推桿長(zhǎng)度擺動(dòng)推桿長(zhǎng)度lAB以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離lAo ，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。第16頁(yè)/共35頁(yè)第十七頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(

23、zh jin d xu)專(zhuān)用 60120909012341 2 3 45 6 7 85768A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7-r0ABlABlAoo設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)步驟：步驟：1 1、將運(yùn)動(dòng)、將運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)線圖線圖分為若分為若 干個(gè)等分；干個(gè)等分； 2 2、以以O(shè)點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， r0為半徑作為半徑作 圓；圓；根據(jù)根據(jù)lAo定出定出A點(diǎn)的位置，點(diǎn)的位置， 以以A點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， lAB為半為半 徑徑 作圓弧與基圓交與于作圓弧與基圓交與于B點(diǎn)，點(diǎn)，

24、B點(diǎn)點(diǎn) 即為起始位置；即為起始位置；3 3、以以O(shè)點(diǎn)為圓心，點(diǎn)為圓心， lAo為半徑作圓；并將為半徑作圓；并將此圓沿此圓沿方向分為與方向分為與線圖相對(duì)應(yīng)線圖相對(duì)應(yīng)的等分點(diǎn)；它們便是反轉(zhuǎn)后各個(gè)擺桿位置的擺動(dòng)中心；的等分點(diǎn)；它們便是反轉(zhuǎn)后各個(gè)擺桿位置的擺動(dòng)中心；4 4、以各個(gè)擺桿的擺動(dòng)中心、以各個(gè)擺桿的擺動(dòng)中心為圓心，為圓心， lAB為半為半 徑作一系列圓弧，徑作一系列圓弧， 量取各量取各擺桿與擺桿與線圖相對(duì)應(yīng)的角位移，得線圖相對(duì)應(yīng)的角位移，得一系列的一系列的B/點(diǎn)點(diǎn) 光滑連接這光滑連接這一系列的一系列的B/點(diǎn)，點(diǎn)，得凸輪輪廓曲線。得凸輪輪廓曲線。第17頁(yè)/共35頁(yè)第十八頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(z

25、h jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)7 7、滾子、滾子(n z)(n z)或平底擺動(dòng)從動(dòng)件或平底擺動(dòng)從動(dòng)件 同前所述，如采用滾子或平底從動(dòng)件，同前所述，如采用滾子或平底從動(dòng)件， 那么上述連接的那么上述連接的B B/ /1 1、 B B/ /2 2、.各點(diǎn)所得的光滑曲線各點(diǎn)所得的光滑曲線即為凸輪的理論輪廓，過(guò)這些點(diǎn)作一系列滾子或平底即為凸輪的理論輪廓，過(guò)這些點(diǎn)作一系列滾子或平底,然后作它們的包絡(luò)線便可求得凸輪的實(shí)際輪廓。然后作它們的包絡(luò)線便可求得凸輪的實(shí)際輪廓。104 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定F FF F/ /F F/一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角一、凸

26、輪機(jī)構(gòu)的壓力角 凸輪對(duì)從動(dòng)件作用點(diǎn)的力的方向與該點(diǎn)的凸輪對(duì)從動(dòng)件作用點(diǎn)的力的方向與該點(diǎn)的速度方向所夾的銳角速度方向所夾的銳角，稱(chēng)為，稱(chēng)為壓力角壓力角。 B BE EF/ = COS 有效力有效力 F/ = SIN 有害力有害力 、F/、F/當(dāng)當(dāng)增大到某一個(gè)數(shù)值時(shí)（增大到某一個(gè)數(shù)值時(shí)（F/引起的摩擦阻力超過(guò)引起的摩擦阻力超過(guò)F/時(shí)），時(shí)），機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。第18頁(yè)/共35頁(yè)第十九頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng) 因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為安全起見(jiàn)，根據(jù)因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為安全起見(jiàn)，根據(jù)(gnj)理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推薦許

27、用壓力角理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，推薦許用壓力角取以下數(shù)值：取以下數(shù)值：推程許用壓力角：推程許用壓力角：直直303038 38 擺擺40405050 回程許用壓力角：回程許用壓力角：70708080 第19頁(yè)/共35頁(yè)第二十頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)F FF F/ /F F/B BE E二、壓力二、壓力(yl)(yl)角角與與S S、ds/d ds/d 、r0r0、e e的關(guān)系的關(guān)系2200SreopVlopVdSld2200opdSelePEdtgEBSSSre220()dSedarctgSre220dSedrSetg0| 2第2

28、0頁(yè)/共35頁(yè)第二十一頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 最小基圓半徑最小基圓半徑(bnjng)r0min(bnjng)r0min的確定，工程上常根據(jù)諾模圖來(lái)確定的確定，工程上常根據(jù)諾模圖來(lái)確定r0 r0 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角t等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng)等加等減速運(yùn)動(dòng)等加等減速運(yùn)動(dòng)h/r0h/r0max應(yīng)用實(shí)例：一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)用實(shí)例：一對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，t45，h=13 mm, 推桿以正弦推桿以正弦(zhngxin)加速度運(yùn)動(dòng)，要求加速度運(yùn)動(dòng)，要求max 30，試確定凸輪的基圓半徑試確定凸輪的基圓半徑r0 。max凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角t余弦加速度運(yùn)余弦加速度運(yùn)動(dòng)

29、動(dòng)正弦加速度運(yùn)正弦加速度運(yùn)動(dòng)動(dòng)h/r0h/r0諾模圖諾模圖作圖得：作圖得：h/r00.26r0 50 mm第21頁(yè)/共35頁(yè)第二十二頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)三、滾子半徑三、滾子半徑(bnjng)的確定的確定a工作輪廓的曲率半徑，工作輪廓的曲率半徑，理論輪廓的曲率半徑，理論輪廓的曲率半徑， rr滾子半徑滾子半徑arr rr arr 輪廓正常輪廓正常輪廓正常輪廓正常內(nèi)凹內(nèi)凹外凸外凸arrrra第22頁(yè)/共35頁(yè)第二十三頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)rr arr0rr

30、 arr rr 輪廓失真輪廓失真rrrr第23頁(yè)/共35頁(yè)第二十四頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)四、平底尺寸四、平底尺寸(ch cun)l 的確定的確定1、作圖法確定：、作圖法確定：l=2lmax+(57)mm123456788765432191011121314151413121110 9lmax第24頁(yè)/共35頁(yè)第二十五頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)2、計(jì)算、計(jì)算(j sun)法確定：法確定：P點(diǎn)為相對(duì)瞬心，有：點(diǎn)為相對(duì)瞬心，有：v = OP BC =OP= v/

31、= ds/dt / d/dt=ds/dlmax =ds/d max l=2 ds/d max +(57) mmds/ds0sPv-yxBOr0B0vC對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真現(xiàn)象。對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真現(xiàn)象。Or0r0可通過(guò)增大可通過(guò)增大r r0 0解決此問(wèn)題。解決此問(wèn)題。第25頁(yè)/共35頁(yè)第二十六頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)本章本章(bn zhn)重點(diǎn)：重點(diǎn)：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及特性和作圖的方法；從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及特性和作圖的方法；理論輪廓與實(shí)際輪廓的關(guān)系；理論輪廓與實(shí)際輪廓的關(guān)系；凸輪機(jī)構(gòu)壓力角凸輪機(jī)構(gòu)壓力角與基

32、圓半徑與基圓半徑r r0 0的關(guān)系；的關(guān)系；掌握用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的步驟與方法；掌握用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的步驟與方法；第26頁(yè)/共35頁(yè)第二十七頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)第27頁(yè)/共35頁(yè)第二十八頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)第28頁(yè)/共35頁(yè)第二十九頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳動(dòng)傳動(dòng)第29頁(yè)/共35頁(yè)第三十頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)第30頁(yè)/共35頁(yè)第三十一頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 第十章第十章 凸輪凸輪(tln)傳傳動(dòng)動(dòng)第31頁(yè)/共35頁(yè)第三十二頁(yè)，共36頁(yè)。浙江大學(xué)(zh jin d xu)專(zhuān)用 BB0OS0S3 35 5 解析法設(shè)計(jì)凸輪解析法設(shè)計(jì)凸輪(tln)(tln)的的輪廓輪廓從圖解法的缺點(diǎn)(qudin)引出解析法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)果：求出輪廓曲線的解析表達(dá)式結(jié)