第3章凸輪機(jī)構(gòu)ppt

第3章凸輪機(jī)構(gòu)§3－1

凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型(重點(diǎn))§3－2

從動件的常用運(yùn)動規(guī)律(簡介)§3－3

凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角(難點(diǎn))§3－4圖解法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓(簡介)§3－5解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓(略)凸輪機(jī)構(gòu)組成

凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪1、從動件2、機(jī)架3三個基本構(gòu)件及鎖合裝置組成。是一種高副機(jī)構(gòu)。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件則在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律作往復(fù)移動或擺動?！?－1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型結(jié)構(gòu)：三個構(gòu)件、盤(柱)狀曲線輪廓、從動件呈桿狀。作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)=>

從動件直動擺動凸輪機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：可精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動規(guī)律，簡單緊湊。缺點(diǎn)：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。應(yīng)用：牙膏生產(chǎn)等自動線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)、單柱塞泵等。分類：1)按凸輪形狀分：盤形、移動、

圓柱凸輪(端面)。2)按推桿形狀分：尖頂、滾子、平底從動件。特點(diǎn)：尖頂－－構(gòu)造簡單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；滾子――磨損小，應(yīng)用廣；平底――受力好、潤滑好，用于高速傳動。凸輪組合動態(tài)演示尖頂

平頂直動

平頂擺動

尖頂擺動3)按推桿運(yùn)動分：直動

(對心，偏置)、擺動

對比設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云312A線繞線機(jī)312A線應(yīng)用實(shí)例：設(shè)計(jì)：潘存云3皮帶輪5卷帶輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云132送料機(jī)構(gòu)走刀機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：

只要正確地設(shè)計(jì)和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動準(zhǔn)確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A(yù)期的復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律的運(yùn)動，而且設(shè)計(jì)簡單；凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運(yùn)動可靠。缺點(diǎn)：

凸輪與從動件之間為點(diǎn)或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損。適用：

凸輪機(jī)構(gòu)通常適用于傳力不大的機(jī)械中。尤其廣泛應(yīng)用于自動機(jī)械、儀表和自動控制系統(tǒng)中。

設(shè)計(jì)：潘存云Φ,

Φ,ots§3－2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律基本術(shù)語：基圓—以凸輪輪廓的最小向徑為半徑的圓。r0h

ω1Aφs

φsΦ,sΦ,sDBCB’φ

φ設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時，首先應(yīng)根據(jù)工作要求確定從動件的運(yùn)動規(guī)律，然后按照這一運(yùn)動規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓線。Bc推程—從動件以一定運(yùn)動規(guī)律由距離回轉(zhuǎn)中心最近位置A到達(dá)最遠(yuǎn)位置B。與推程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角Φ為推程運(yùn)動角?；爻獭獜膭蛹趶椈苫蛑亓ψ饔孟?，以一定運(yùn)動規(guī)律回到起始位置。與回程對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角Φ’為回程運(yùn)動角。遠(yuǎn)休止—當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)Φs，從動件在最遠(yuǎn)位置停止不動。近休止—當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)Φ’s，從動件在最近位置停止不動。推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止當(dāng)凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時，從動件將重復(fù)上述運(yùn)動過程。

推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止設(shè)計(jì)：潘存云Φ,

oφsr0h

ωAφsφ’sDBCB’φ運(yùn)動規(guī)律：推桿在推程或回程時，其位移S、速度V、和加速度a隨時間t的變化規(guī)律。T：推程時間位移曲線φφsΦ,φ’ssΦ,tΦvΦ,taΦ,th+∞－∞剛性沖擊1.等速運(yùn)動規(guī)律推程：等速運(yùn)動規(guī)律用于低速輕載的場合。設(shè)計(jì)：潘存云hδtΦsΦa2.簡諧運(yùn)動規(guī)律(略)123456ΦvVmax=1.57hω/2δ0柔性沖擊123456簡諧運(yùn)動規(guī)律只宜于用于中、低速凸輪機(jī)構(gòu)。推程：sΦΦaΦvh

Φ3.正弦加速度運(yùn)動(略)無沖擊不產(chǎn)生任何沖擊，可用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)：潘存云v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt正弦改進(jìn)等速改進(jìn)型運(yùn)動規(guī)律將幾種運(yùn)動規(guī)律組合，以改善運(yùn)動特性。+∞-∞vsaΦΦΦhoooΦ設(shè)計(jì)：潘存云OBω1定義：接觸輪廓法線與從動件速度方向所夾的銳角α→F”↑，若α大到一定程度時，會有：→機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖?！?－3凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角αnn一、壓力角與作用力的關(guān)系不考慮摩擦?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，α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作，要求：α

<[α]二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系(略)r0↓

[α]=30?

----直動從動件；[α]=45°----擺動從動件；[α]=70°～80°----回程。tgα

=s+r20

-e2ds/dφ

±e→α↑若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果α〉[α]，可增大r0

其它條件不變的情況下，基圓半徑越小，壓力角越大?；鶊A半徑過小，壓力角就會超過許用值。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)在保證凸輪輪廓的最大壓力角不超過許用值的前提下，考慮縮小凸輪的尺寸。設(shè)計(jì)：潘存云nn對于平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)：

α＝？0°v2Oω1rmin1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理§3－4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)對心直動尖頂從動件盤形凸輪3)對心滾子直動從動件盤形凸輪5)對心直動平底從動件盤形凸輪(略)2)偏置直動尖頂從動件盤形凸輪6)擺動尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)(略)4)偏置滾子直動從動件盤形凸輪設(shè)計(jì)：潘存云1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理凸輪反轉(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：給整個凸輪機(jī)構(gòu)加上繞凸輪軸心O點(diǎn)的公共角速度-ω，機(jī)構(gòu)各構(gòu)件之間的相對運(yùn)動不變，此時，凸輪將靜止，而從動件一方面隨機(jī)架和導(dǎo)路以角速度-ω繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，另一方面沿導(dǎo)路按預(yù)定運(yùn)動規(guī)律作往復(fù)移動。尖頂復(fù)合運(yùn)動的軌跡即凸輪的輪廓曲線。O-ω3’1’2’331122ω設(shè)計(jì)：潘存云60°r0120°-ωω1’對心直動尖頂從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運(yùn)動規(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r0。②反向等分各運(yùn)動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等分點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。*.對心直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’2’3’4’5’

6’7’

8’9’10’11’12’13’14’90°90°A1876543214131211109一、直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制60°120°90°90°135789111315s

φ9’11’13’12’14’10’設(shè)計(jì)：潘存云911131513578OeA偏置直動尖頂從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運(yùn)動規(guī)律和偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。1.偏置直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ωω6’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓r0；

②反向等分各運(yùn)動角；

③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等分點(diǎn)的位置；④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k860°120°90°90°sδ1設(shè)計(jì)：潘存云sδ1911131513578r0A120°-ω1’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運(yùn)動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等分點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°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.滾子直動從動件盤形凸輪滾子直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。60°120°90°90°ω對心滾子移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

實(shí)際輪廓曲線

理論輪廓曲線

設(shè)計(jì)：潘存云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ρ<rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT<0對于外凸輪廓，要保證正常工作，應(yīng)使：ρmin>rT

輪廓失真滾子半徑的確定ρa(bǔ)＝ρ＋rT

ρ＝rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT＝0輪廓正常輪廓變尖ρ內(nèi)凹ρa(bǔ)rTrTρrTρρ>rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT

輪廓正常外凸rTρa(bǔ)ρ設(shè)計(jì)：潘存云sδ1911131513578rmin對心直動平底從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運(yùn)動規(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r0。②反向等分各運(yùn)動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件平底直線在各等分點(diǎn)的位置。④作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。3.對心直動平底從動件盤形凸輪(略)8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’1