第十章凸輪傳動(dòng)

第十章凸輪傳動(dòng)§10－1

凸輪傳動(dòng)的組成、應(yīng)用和類型§10－2

從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇§10－3

用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線§10－4用解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線§10－5凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：C4-325實(shí)驗(yàn)時(shí)間：5月23日3，4，5節(jié)分兩組浙江大學(xué)專用§10－1凸輪傳動(dòng)的組成、應(yīng)用和類型12刀架o浙江大學(xué)專用繞線機(jī)構(gòu)312A線浙江大學(xué)專用13245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)浙江大學(xué)專用組成：凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架應(yīng)用：從動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場(chǎng)合分類：1.按凸輪形狀和運(yùn)動(dòng)分1)盤形回轉(zhuǎn)凸輪2)平板移動(dòng)凸輪3)圓柱凸輪

2.按從動(dòng)件的形式分1)尖底從動(dòng)件2)滾子從動(dòng)件3)平底從動(dòng)件

3.按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分1)直動(dòng)從動(dòng)件2)擺動(dòng)從動(dòng)件。浙江大學(xué)專用§10－2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù):一、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律而根據(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。3)合理確定結(jié)構(gòu)尺寸;4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。2)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;1)根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式;浙江大學(xué)專用基圓半徑r——凸輪的最小向徑所作的圓稱為基圓。推程——從動(dòng)件從最低位置到最高位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。升程h——推程中從動(dòng)件上升的運(yùn)動(dòng)距離。推程運(yùn)動(dòng)角t——推程中凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。遠(yuǎn)休止角s——從動(dòng)件在最高位置停留不動(dòng)期間對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角?；爻獭獜膭?dòng)件從最高位置到最低位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。浙江大學(xué)專用運(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其位移S、速度

V、和加速度a隨時(shí)間t的變化規(guī)律。S=S(t)V=V(t)a=a(t)位移曲線otδsr0hB’ωAδ01δ01δ0δ0δ’0δ’0δ02δ02DBC浙江大學(xué)專用1.等速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律在推程起始點(diǎn)：δ=0，s=0代入得：C0＝0，C1＝h/δ0推程運(yùn)動(dòng)方程：

s＝hδ/δ0

v＝hω/δ0sδδ0vδaδh在推程終止點(diǎn)：δ=δ0，s=h+∞－∞剛性沖擊同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：

s＝h(1-δ/δ’0)v＝-hω/δ’0a＝0a＝0一、從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及時(shí)選擇浙江大學(xué)專用2.等加等減速（二次多項(xiàng)式）運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。推程加速上升段邊界條件：起始點(diǎn)：δ=0，s=0，

v＝0中間點(diǎn)：δ=δ0/2，s=h/2求得：C0＝0，C1＝0，C2＝2h/δ02加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s＝2hδ2/δ02

v＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ02浙江大學(xué)專用推程減速上升段邊界條件：終止點(diǎn)：δ=δ0，s=h，

v＝0中間點(diǎn)：δ=δ0/2，s=h/2求得：C0＝－h(huán)，C1＝4h/δ0，C2＝-2h/δ02

減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s＝h-2h(δ-δ0)2/δ02

1δsδvv＝-4hω(δ-δ0)/δ02

a＝-4hω2/δ022354632hω/δ0柔性沖擊4hω2/δ02δa重寫加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s＝2hδ2/δ02

v＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ02h/2δ0h/2浙江大學(xué)專用δsδa３．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)推程：

s＝h[1-cos(πδ/δ0)]/2

v＝πhωsin(πδ/δ0)δ/2δ0a＝π2hω2cos(πδ/δ0)/2δ02

回程：

s＝h[1＋cos(πδ/δ0’)]/2

v＝-πhωsin(πδ/δ0’)δ/2δ0’a＝-π2hω2cos(πδ/δ0’)/2δ’02123456δv123456Vmax=1.57hω/2δ0在起始和終止處理論上a為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。hδ0浙江大學(xué)專用1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理§10－3圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓2.用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線1)對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤形凸輪2)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪3)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪4)偏置直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤形凸輪5)擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪浙江大學(xué)專用凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理反轉(zhuǎn)原理：依據(jù)此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：給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以-ω時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，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。尖底凸輪繪制動(dòng)畫滾子凸輪繪制動(dòng)畫O-ωω3’1’2’112233浙江大學(xué)專用rmin120°-ωω1’對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω和從動(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)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1.對(duì)心直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤形凸輪60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°A1876543214131211109浙江大學(xué)專用rminA120°-ωω1’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論輪廓實(shí)際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(nèi)(外)包絡(luò)線。2.對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。浙江大學(xué)專用rmin對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω和從動(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)步驟：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。④作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。3.對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ωωA60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ123456781514131211109浙江大學(xué)專用eA偏置直動(dòng)尖底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。4.偏置直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤形凸輪60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ-ωωO1’2’3’4’5’6’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓rmin;②反向等分各運(yùn)動(dòng)角;③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置;④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8動(dòng)畫浙江大學(xué)專用擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω，擺桿長(zhǎng)度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離d，擺桿角位移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。5.擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)60°120°90°90°1’2’3’4’56785’6’7’8’sδB1B2B3B4B5B6B7B8120°60°90°ω-ωdABlB’1φ1rminB’2φ2B’7φ7B’6φ6B’5φ5B’4φ4B’3φ3A1A2A3A4A5A6A7A81234浙江大學(xué)專用OBω設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，除了要求從動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，還希望凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，受力情況良好。而這與壓力角有很大關(guān)系。定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)B速度方向間的夾角α→F”↑，若α大到一定程度時(shí)，會(huì)有：→機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖?！?0－5

凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定αnn一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與自鎖不考慮摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。FF’F”F’----有用分力,沿導(dǎo)路方向F”----有害分力，垂直于導(dǎo)路F”=F’tgαF’

一定時(shí)，α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作，要求：α

<[α]浙江大學(xué)專用二、凸輪基圓半徑的確定[α]=30?

----直動(dòng)從動(dòng)件；[α]=35°～45°----擺動(dòng)從動(dòng)件；[α]=70°～80°----回程。式中：=r+s2而s2為從動(dòng)件的位移；代入上式，得當(dāng)1、V2、s2一定時(shí)，，r。經(jīng)驗(yàn)公式：r≥0.9d+(7～10)(㎜)d為安裝凸輪處軸的直徑，㎜。浙江大學(xué)專用對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真現(xiàn)象。Ormin可通過(guò)增大rmin解決此問(wèn)題。rmin浙江大學(xué)專用三、滾子半徑的選擇ρa(bǔ)－工作輪廓的曲率半徑，ρ－理論輪廓的曲率半徑，

rT－滾子半徑ρa(bǔ)＝ρ＋rT

ρ>rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT

ρ＝rT

ρa(bǔ)＝ρ－r