《凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt

1、第三章,凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),以圣人之道奮始易 以圣人之道克終難,一.凸輪機(jī)構(gòu)的組成及其特點(diǎn),凸輪1,當(dāng)凸輪作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使從動(dòng)件完成某種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。,凸輪（cam） 1,從動(dòng)件（follower） 2（或稱推桿）,機(jī)架(frame、fixed linkage )3,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊設(shè)計(jì)便，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)。,二）凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn),1. 凸輪機(jī)構(gòu)的類型選擇,2. 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì),3. 用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線,缺點(diǎn)：傳力不大較易磨，行程較小自控件。,4. 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。,平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)；,難點(diǎn) -用反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線,多用在傳遞動(dòng)力不大的各種自動(dòng)

2、機(jī)械、儀表及自動(dòng)控制裝置中。如：,3-1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類,一.凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,內(nèi)燃機(jī)的配氣凸輪機(jī)構(gòu),縫紉機(jī)的凸輪拉線機(jī)構(gòu),粉料壓片機(jī)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)圖,（1）移動(dòng)料斗4，裝入粉料。,（2）下沖頭5下沉，防止粉料抖出。,（3）上、下沖頭對(duì)粉料加壓，,（4）上沖頭退出，下沖頭頂出藥片。,粉料壓片機(jī)機(jī)構(gòu),二.凸輪機(jī)構(gòu)的分類,（一）按凸輪的形狀分：,盤形凸輪,移動(dòng)凸輪,圓柱凸輪,（二）按從動(dòng)件上高副元 素的幾何形狀分：,尖頂從動(dòng)件,滾子從動(dòng)件,平底從動(dòng)件,（三）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)分：,擺動(dòng)從動(dòng)件,偏置移動(dòng)從動(dòng)件,對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件,擺動(dòng)從動(dòng)件,移動(dòng)從動(dòng)件,偏置移動(dòng)從動(dòng)件,對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件,力鎖合內(nèi)燃機(jī)凸輪與挺桿依

3、靠彈 簧力保持接觸,等寬凸輪,等徑凸輪,等寬凸輪,等徑凸輪,力鎖合,形鎖合,尖頂從動(dòng)件,滾子從動(dòng)件,平底從動(dòng)件,擺動(dòng)從動(dòng)件,偏置移動(dòng)從動(dòng)件,對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件,盤形凸輪,移動(dòng)凸輪,圓柱凸輪,分類小結(jié) ：,為滿足凸輪機(jī)構(gòu)的輸出件提出的運(yùn)動(dòng)要求、動(dòng)力 力要求等，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括以下四方面內(nèi)容：,（1）從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì),（2）凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì),（3）凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計(jì),（4）繪制凸輪機(jī)構(gòu)工作圖,三.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù),一.凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況及基本術(shù)語,3-2 從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,凸輪的基圓以凸輪的最小向徑r0所作的圓稱為基圓。,推程運(yùn)動(dòng)角t 從動(dòng)件推程過程，對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)

4、動(dòng)角,近休止角s 推桿在最低位置靜止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,遠(yuǎn)休止角s推桿在最高位置靜止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,回程 從動(dòng)件從距離凸輪回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置到起始位置，從動(dòng)件移向凸輪軸線的行程，稱為回程。對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角h稱為回程運(yùn)動(dòng)角。,推程從動(dòng)件從距離凸輪回轉(zhuǎn)中心最近位置到距離凸輪回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置的過程，稱為推程。相應(yīng)移動(dòng)的距離h稱為行程,從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始和終止兩瞬時(shí)的加速度在理論上由零值突變?yōu)闊o窮大，慣性力也為無窮大。由此的沖擊稱為剛性沖擊。適用于低速場(chǎng)合。,常數(shù),a=0,凸輪開始或停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)：,二.基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律,二）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,適用于中、低速場(chǎng)合。,在運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程的始末點(diǎn)和前 后半程的交接

5、處，加速度變化為有限值，由此引起的沖擊稱為柔性沖擊。,常數(shù),等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件位移曲線繪制方法,若已知h,1”,2”,3”,1,2,3,3. 余弦加速度(簡(jiǎn)諧)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,特點(diǎn)：存在柔沖擊。 位置：發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)。,a = p2hw2cos(pd/d0 )/(2d20 ),4. 正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律,特點(diǎn)：既無柔性更無剛性沖擊。,擺線,a = 2phw2sin(2pd/d0 )/d20),3-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì),一、對(duì)心式凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線的設(shè)計(jì) 1. 尖頂從動(dòng)件 1) 凸輪機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)分析,凸輪上的觀察結(jié)果,機(jī)架上的觀察結(jié)果,2）. 反轉(zhuǎn)法原理,二. 移動(dòng)從動(dòng)件盤型

6、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作圖法,（一）尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu),（1）按已設(shè)計(jì)好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作出 位移線圖；,（2）按基本 尺寸作出凸輪機(jī)構(gòu)的 初始位置；,（3）按- 方向劃分基圓周得 c0、c1、c2 等 點(diǎn)；并過這 些點(diǎn)作射線，即為反轉(zhuǎn)后的導(dǎo)路線；,（4）在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線上量取與位移 圖相應(yīng)的位移，得B1、B2、 等點(diǎn)，即為凸輪輪廓上的點(diǎn)。,B8,二) 滾子從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu),滾子從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的設(shè)計(jì)步驟：,（1）畫出滾子中心的軌 跡（稱為理論輪廓）,（2）以理論輪廓為圓心， 滾子半徑rS為半徑畫圓，再 畫滾子圓族的包絡(luò)線，則為 從動(dòng)件凸輪的工作輪廓曲線 （稱為實(shí)際輪廓曲線）。,注意：,（1

7、）理論輪廓與實(shí)際輪廓互為等距曲線；,（2）凸輪的基圓半徑是指理論輪廓曲線的最小向徑。,三. 擺動(dòng)(oscillating)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì),B0,1.從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)為繞 某一固定點(diǎn)的擺動(dòng),2. 從動(dòng)件的位移為角位 移，而不是直線位移,二）尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及步驟,（1）作出角位移線圖；,（2）作初始位置；,（4）找從動(dòng)件反轉(zhuǎn)后的一系 列位置AiBi，再按角位移規(guī)律 得 C1、C2、 等點(diǎn)，即 為凸輪輪廓上的點(diǎn)。,（3）按- 方向劃分圓R得A0、 A1、A2等點(diǎn)；即得機(jī)架 反轉(zhuǎn)的一系列位置；,3-4 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定,一、壓力角與凸輪基圓半徑,1.壓力角法向力Fn與從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向之間所夾的銳角,則FY FX，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使 max ,許用壓力角的推薦值：,對(duì)于移動(dòng)從動(dòng)件， =3038,對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件， =4045,非工作行程：可在7080之間選取,2.基圓半徑的確定,若結(jié)構(gòu)尺寸無嚴(yán)格限制,為減少壓 力角，可適當(dāng)取較大的基圓半徑。,r01.8r+(410)mm,二、滾子半徑的確定,minrS,min=rS,minrS,建議：rS0.8min，或rS