機設(shè)基礎(chǔ)課件第3章

第三章凸輪機構(gòu)CAMS§3-1

凸輪機構(gòu)的類型及應(yīng)用一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用凸輪機構(gòu)——高副機構(gòu)，可方便實現(xiàn)各種復(fù)雜的預(yù)期的運動規(guī)律二、凸輪機構(gòu)的分類(Classification

ofCams）按凸輪形狀分盤形凸輪(Disk

Cam)移動凸輪(Translating

Cam)空間凸輪(Spatial

Cam)凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2.

按從動件形式分

1）尖頂從動件(Tip

Follower)2）滾子從動件(Roller

Follower)3）平底從動件(Flat-faced

Follower)2）擺動從動件Oscillating3.

按從動件運動形式分1）移動從動件(Translating

Follower)凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類§3-2從動件常用運動規(guī)律一、基本術(shù)語凸輪基圓：以凸輪軸心為圓心,以其輪廓最小向徑

r0為半徑的圓；推程運動角：與從動件推程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，dt遠(yuǎn)休止角：與從動件遠(yuǎn)休程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，d

s；回程運動角：與從動件回程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，dh

；近休止角：與從動件近休程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，d

s'；從動件行程:在推程或回程中從動件的最大位移,用h

表示；偏距:凸輪回轉(zhuǎn)中心與從動件導(dǎo)路間的偏置距離,用e

表示。動畫演示dtdv20

Dtv0

-

0

=

+￥=

-￥0

-

v0Dt

fi

0

Dt二、從動件運動規(guī)律(LawofMotionofFollower)

(以推程為例進行分析)1.等速運動規(guī)律(Law

of

Constant

VelocityMotion)從動件運動的速度為常數(shù)稱為等速運動規(guī)律

v2=v0=常數(shù)s2=v0t2a

==0limDt

filim開始a2=2停止a=開始、停止時加速度無窮大，慣性力也無窮大，我們把加速度無窮大引起的沖擊稱剛性沖擊.只適用于低速和從動件質(zhì)量較小的凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律a2

=

a0v2

=

a0t20212a

ts

=2.等加速等減速運動規(guī)律(Law

ofConstant Acceleration

and

Deceleration

Motion)從動件在前半推程（回程）作等加速運動，在后半推程（回程）作等減速運動，通常加速度和減速度絕對值相等。在起始點及等加等減的交結(jié)點加速度發(fā)生突變，發(fā)生柔性沖擊，適宜于中、低速，輕載場合從動件常用運動規(guī)律其中R=h

q

=

d1

(q

=

d1

p)2

p

dt

dt從動件常用運動規(guī)律3.余弦加速度(簡諧)運動規(guī)律

(Law

of

Cosine

AccelerationMotion)簡諧運動——質(zhì)點在圓周上作勻速運動，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運動s2=R-R

cosq22

1dts

=

h

(1

-

cos

p

d

)sin

d1sin

d1.dt

2dt

dtp

dd

hpw

pds

h

pdt

2

dt

dt.

1

=v2

=

2

=.

1dcos

d1.tt

td

dt

dt

2dt

2dt

2ddv

hpw

p p

dd

hp

2w

p=

cos

d1a

=

2

=即位移方程：速度曲線方程：加速度曲線方程：從動件常用運動規(guī)律行程始末會引起柔性沖擊，只適于中速場合，此外，還有其它的加速度運動規(guī)律。為了獲得更好的運動特性，可以把各種運動規(guī)律組合起來應(yīng)用，組合時應(yīng)保證加速度線圖始終保持連續(xù)。三、從動件運動規(guī)律的選擇選擇考慮因素：剛性沖擊和柔性沖擊vmax和amax§3-3盤狀凸輪輪廓的設(shè)計一、反轉(zhuǎn)法凸輪w

1方向轉(zhuǎn)+從動件移凸輪靜止從動件移+從動件以-w

1方向繞凸輪回中心轉(zhuǎn)動從動件始終與凸輪保持接觸，從動件尖頂?shù)囊幌盗形恢谩馆嗇喞馆啓C構(gòu)的相對運動情況：。盤狀凸輪輪廓的設(shè)計二、對心尖頂直動從動件凸輪輪廓的設(shè)計(LineTranslating

Tip

Follower

Cams)已知條件：基圓半徑r0

,凸輪的轉(zhuǎn)動方向，從動件的位移線圖s2

=f(d1)設(shè)計步驟（1）按同一比例尺繪制從動件位移線圖和基圓（2）等分從動件位移線圖和基圓。（3）量取11’=C1B1,22’=C2B2,…得B1，B2，…（4）以光滑曲線連C0，B1，B2，…得凸輪輪廓曲線動畫演示盤狀凸輪輪廓的設(shè)計三、移動滾子從動件凸輪機構(gòu)(Translating

RollerFollwer

Disk

Cams)四、平底從動件凸輪機構(gòu)F

'

=

F

cosaF"=

F

sina§3-4凸輪設(shè)計中應(yīng)注意的問題設(shè)計中要求受力良好，結(jié)構(gòu)緊湊。一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖(Pressure

Angle

And

Self

Lock)驅(qū)動力F與從動件絕對速度所夾銳角a稱為壓力角。沿導(dǎo)路方向(有用)力F可分解為：對導(dǎo)路的壓力(有害)a

?

F"?

F

'fl當(dāng)F’’f

＞

F’

時發(fā)生自鎖。一般要求[a]=30°～38°dt

dt0

2ds2=

dd

(r

+

s

)tgaa

fl

r

0

?運動規(guī)律給定結(jié)構(gòu)不緊湊,它們成反比關(guān)系.凸輪設(shè)計中應(yīng)注意的問題二、壓力角與基圓半徑的關(guān)系復(fù)習(xí)：點的合成運動動點相對于定參考系的運動，稱為絕對運動a動點相對于動參考系的運動，稱為相對運動.動參考系相對于定參考系的運動，稱為牽連運動,點的速度合成定理：動點在某瞬時的絕對速度等于瞬時牽連速度與相對速度的矢量和。vB

2

=

vB1

+

vB

2

B1其中VB2=V2VB1=ω(r0+s2)V2=ω(r0+s2)tga=

rmin

+

rsrs

min-

rsrs

min

=

rmin2.

凸輪理論輪廓為外凸時凸輪設(shè)計中應(yīng)注意的問題三、滾子半徑的選擇(Selection

of

Rolle