凸輪輪廓曲線的設計課件

§9-3凸輪輪廓曲線的設計工作要求→

運動規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設計凸輪廓線一、設計原理：ω1A321起始位置，凸輪與從動件A點接觸，凸輪以ω1逆時針轉過

1精品工作要求→

運動規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設計凸輪廓線一、設計原理：§9-3凸輪輪廓曲線的設計起始位置，凸輪與從動件A點接觸，凸輪以ω1逆時針轉過

ω1s

A321BA'

從動件上升s將整個機構沿-ω1轉過

角

A

→

A’→

B接觸2精品工作要求→

運動規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設計凸輪廓線一、設計原理：§9-3凸輪輪廓曲線的設計起始位置，凸輪與從動件A點接觸，凸輪以ω1逆時針轉過

從動件上升s將整個機構沿-ω1轉過

角

A

→

A’→

B接觸

AA'sω11B32A1B1

s

凸輪未動，從動、導路反轉，

運動規(guī)律不變。反轉法：假定凸輪不動，使推桿反轉并在導路中作預期的運動，則尖頂的軌跡→凸輪廓線。3精品工作要求→

運動規(guī)律→位移曲線

+其它條件→

設計凸輪廓線一、設計原理：§9-3凸輪輪廓曲線的設計起始位置，凸輪與從動件A點接觸，凸輪以ω1逆時針轉過

從動件上升s將整個機構沿-ω1轉過

角

A

→

A’→

B接觸

AA'sω11B32A1B1

s

凸輪未動，從動、導路反轉，

運動規(guī)律不變。反轉法：假定凸輪不動，使推桿反轉并在導路中作預期的運動，則尖頂的軌跡→凸輪廓線。

-4精品（4）量取相應位移量（2）作基圓，取起始點B0（3）沿-ω1分基圓為

0

、

01、

’0、

02且等分

0

、

’0

C1C9C2

C3

C4C5C6C7C8C10

0

01

’0

02B0O-ω1二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（一）直動尖頂推桿盤形凸輪機構1、對心凸輪機構已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時針）設計凸輪廓線步驟：（1）作位移線圖s2-，且等分

0

、

’0(或列表計算)5精品（4）量取相應位移量（2）作基圓，取起始點B0（3）沿-ω1分基圓為

0

、

01、

’0

、

02且等分

0

、

’0

C1C9C2

C3

C4C5C6C7C8C10

0

01

’0

02B0O-ω1二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（一）直動尖頂推桿盤形凸輪機構1、對心凸輪機構已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時針）設計凸輪廓線步驟：（1）作位移線圖s2-，且等分

0

、

’0(或列表計算)6精品（4）量取相應位移量（2）作基圓，取起始點B0（3）沿-ω1分基圓為

0

、

01、

’0

、

02且等分

0

、

’0

C1C9C2

C3

C4C5C6C7C8C10

0

01

’0

02B0O-ω1二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（一）直動尖頂推桿盤形凸輪機構1、對心凸輪機構已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時針）設計凸輪廓線步驟：（1）作位移線圖s2-，且等分

0

、

’

0(或列表計算)

B1B2B3

B4

B5B6

B7B8

B9B10（5）光滑連接B0、B1、B2…B0

凸輪廓線。也可以根據位移方程，列表求出推桿在各分點的位移8120690……420S(mm)……60300（）7精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計2、偏置凸輪機構已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時針）設計凸輪廓線

（一）直動尖頂推桿盤形凸輪機構分析：推桿與凸輪回轉中心始終保持距離e偏距圓——以O為圓心、e為半徑的圓推桿的運動方向總是與偏距圓相切ω11A32eO所以從動件的位移量應該在各切線上量取，其余步驟與對心從動件盤形凸輪設計方法雷同。8精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計2、偏置凸輪機構已知：s2=s2（

）、r0、ω1（逆時針）設計凸輪廓線

（一）直動尖底推桿盤形凸輪機構分析：推桿與凸輪回轉中心始終報紙距離e偏距圓——以距離e為半徑作的圓推桿的運動方向總是與偏距圓相切ω11A32eO所以從動件的位移量應該在各切線上量取，其余步驟與對心從動件判刑凸設計方法雷同。r012345e9精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（二）滾子推桿盤形凸輪機構分析：ω11A32eO滾子中心

從動件的運動規(guī)律中心軌跡與凸輪廓線

等距曲線中心

尖頂

凸輪廓線

理論廓線以理論廓線為圓心，以滾子半徑

rr為半徑作一系列小圓

包絡線

實際廓線理論廓線實際廓線r0一理論廓線的基圓半徑r010精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（二）滾子推桿盤形凸輪機構分析：ω11A32eO滾子中心

從動件的運動規(guī)律中心軌跡與凸輪廓線

等距曲線中心

尖頂

凸輪廓線

理論廓線以理論廓線為圓心，以滾子半徑

rr為半徑作一系列小圓

包絡線

實際廓線理論廓線實際廓線r0一理論廓線的基圓半徑r011精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（三）平底推桿盤形凸輪機構分析:平底與導路交點

從動件的運動規(guī)律交點

尖頂，

一系列平底位置

包絡線

凸輪廓線12精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（三）平底推桿盤形凸輪機構分析:平底與導路交點

從動件的運動規(guī)律交點

尖頂，

一系列平底位置

包絡線

凸輪廓線r0實際廓線理論廓線13精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（三）平底推桿盤形凸輪機構分析:平底與導路交點

從動件的運動規(guī)律交點

尖頂，

一系列平底位置

包絡線

凸輪廓線r0實際廓線理論廓線14精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（四）擺動推桿盤形凸輪機構分析:尖頂推桿

運動規(guī)律：s

(t)

(t)

或s

(

)

(

)設計原理與直動從動件類似反轉法擺桿長AB、中心距AO不變初始角

0

不變15精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（四）擺動推桿盤形凸輪機構分析:尖頂推桿

運動規(guī)律：s

(t)

(t)

或s

(

)

(

)設計原理與直動從動件類似反轉法擺桿長AB、中心距AO不變初始角

0

不變BB1B2

1

216精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（四）擺動推桿盤形凸輪機構

1

2

3

43912456781011Ar0LB5′

5B3′

3

2B2′

1A1A2A3A4A5B3B1B2B4B5BB1′B4′

4O

1

1

2注意：1）位移線圖縱坐標為角度參量。2）若以s=L作為縱坐標，通過截取作圖，其解為近似解。3）若從動件為滾子或平底，其解同前述。17精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（四）擺動推桿盤形凸輪機構

1

2

3

43912456781011Ar0LB5′

5B3′

3

2B2′

1A1A2A3A4A5B3B1B2B4B5BB1′B4′

4O

1

1

2注意：1）位移線圖縱坐標為角度參量。2）若以s=L作為縱坐標，通過截取作圖，其解為近似解。3）若從動件為滾子或平底，其解同前述。18精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（五）直動推桿圓柱凸輪機構若取作圖比例與原機構相同，則位移運動線圖就是凸輪理論廓線的展開圖。19精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（五）直動推桿圓柱凸輪機構若取作圖比例與原機構相同，則位移運動線圖就是凸輪理論廓線的展開圖。S

2

R12345678-V20精品二、用作圖法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

（六）擺動推桿圓柱凸輪機構AL

123456789102

R1

·3

·5

·2

·4

·6

··9·7·8·1021精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

1、偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構s0建立B點封閉矢量方程向x、y軸投影，得凸輪理論廓線：rxy22精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

1、偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構s0建立B點封閉矢量方程向x、y軸投影，得凸輪理論廓線：rxy實際廓線：“-”用于內包絡，“+”用于外包絡

nn

(x,y)

理論廓線內包絡線外包絡線rr

(x

,y

)B23精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

1、偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構s0建立B點封閉矢量方程向x、y軸投影，得凸輪理論廓線：rxy實際廓線：“-”用于內包絡，“+”用于外包絡dx/d

-dy/d

注意：偏距e是有符號的。偏于接觸點處凸輪速度的反方向為正，反之為負。24精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

1、偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構s0rxy

nn

(x,y)

理論廓線內包絡線外包絡線rr

(x

,y

)B實際廓線：刀具軌跡中心方程式，只要將包絡線方程中的rr換成|rr-rc|即可。rcrc–rr

rcrr–rcrr理論廓線實際廓線刀具中心軌跡25精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

2、對心平底推桿盤形凸輪機構

n

n凸輪與推桿的瞬心

P

r建立封閉矢量方程投影得凸輪實際廓線(so=ro)坐標：26精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

3、擺動滾子推桿盤形凸輪機構建立B點封閉矢量方程投影得凸輪廓線B點坐標：r27精品三、用解析法設計凸輪廓線§9-3凸輪輪廓曲線的設計

3、擺動滾子推桿盤形凸輪機構建立B點封閉矢量方程投影得凸輪廓線B點坐標：r28精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長度，中心距……一、凸輪機構的壓力角與作用力定義：推桿受力方向與其運動方向的夾角為壓力角

(不考慮摩擦）。推桿受力：G、F、FR1、FR2平衡條件：

Fx=0、

Fy=0、

MB=0

29精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長度，偏心距……一、凸輪機構的壓力角與作用力定義：推桿受力方向與其運動方向的夾角為壓力角

(不考慮摩擦）。推桿受力：G、F、FR1、FR2平衡條件：

Fx=0、

Fy=0、

MB=0討論：1、

↑→

F↑傳力性能↓2、

↑↑

→分母為零時

F→

自鎖臨界壓力角

c：3、不同位置處壓力角不同,通常

max<[

]

推程：[

]=30°～40°(直動從動件)

[

]=40°～50°(擺動從動件)

回程：

[

]=70°～80°30精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長度，偏心距……二、凸輪基圓半徑的確定1、壓力角

與基圓半徑r0和偏置的關系P點為凸輪與推桿的相對瞬心

ePC

（1）壓力角

與偏置的關系（a）推桿偏于接觸點處凸輪速度反向（速度瞬心側）—正偏置（b）推桿偏于接觸點處凸輪速度同向—負偏置（c）正偏置→

↓；負偏置→

↑（d）正偏置時，e↑→

推程

↓，但回程

↑31精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定基本尺寸：基圓半徑，滾子半徑，平底長度，偏心距……二、凸輪基圓半徑的確定1、壓力角

與基圓半徑r0和偏置的關系P點為凸輪與推桿的相對瞬心

ePC

（2）壓力角

與基圓半徑r0的關系r0↑→

↓，但結構↑r0↓→結構緊湊，但

↑32精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（1）根據結構和強度要求確定

r0r0rhrs凸輪與軸做成一體：r0≥rs+(3~5)mm凸輪單獨制造：r0≥rh+(3~5)mm凸輪廓線：

min≥1~5mm33精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（2）根據許用壓力角[

]確定

r0mmds/d

推桿運動規(guī)律確定，lOP=ds/d

是定值O取在m-m上→

P必在n-n上，

不變；O取在m-m左側→

P必在n-n左側，

變小；O取在m-m右側→

P必在n-n右側，

變大。34精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（2）根據許用壓力角[

]確定

r0mmds/d

推桿運動規(guī)律確定，lOP=ds/d

是定值O取在m-m上→

P必在n-n上，

不變；O取在m-m左側→

P必在n-n左側，

變??；O取在m-m右側→

P必在n-n右側，

變大。O點應取在m-m線的左側同理回程:O點應取在m-m線的右側已知推桿運動規(guī)律時，求出各點ds/d

→圖解r0min35精品§9-4凸輪機構基本尺寸的確定二、凸輪基圓半徑的確定2、基圓半徑r0的確定（2）根據許用壓力角[

]確定

r0mmds/d

推桿運動規(guī)律確定，lOP=ds/d

是定值O取在m-m上→

P必在n-n上，

不變；O取在m-m左側→

P必在n-n左側，

變??；O取在m-m右側→

P必在n-n