第03章 凸輪機(jī)構(gòu)

1、 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)是由 凸輪凸輪(Cam)、 從動(dòng)件從動(dòng)件(follower)、 機(jī)架機(jī)架(frame) 組成的高副機(jī)構(gòu)組成的高副機(jī)構(gòu) .凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成 Compositions of Cam Mechanisms lDisc cam n移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪 nTranslating cam n圓柱凸輪圓柱凸輪 nCylinderical cam 2.平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件 (Flate-faced) 3.曲面從動(dòng)曲面從動(dòng)件件(Curve-faced)4.滾子從動(dòng)滾子從動(dòng)件件 (Roller) n擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件 Oscillating follower lPlanar cam

2、 mechanisms n空間凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu) Spatial cam mechanisms 力力封閉凸輪機(jī)構(gòu)封閉凸輪機(jī)構(gòu)（Force-closed cam mechanisms) 形形封閉凸輪機(jī)構(gòu)封閉凸輪機(jī)構(gòu)（Form-closed cam mechanisms) 2.凸輪機(jī)構(gòu)的功能凸輪機(jī)構(gòu)的功能 實(shí)現(xiàn)無特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)無特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律 要求要求的的工作行程工作行程 實(shí)現(xiàn)有特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)有特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律 要求的工作行程要求的工作行程 實(shí)現(xiàn)有特殊要求的工實(shí)現(xiàn)有特殊要求的工 作行程作行程 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡 回程回程： 從動(dòng)件從距轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)的位置運(yùn)動(dòng)到最靠近轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置從動(dòng)

3、件從距轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)的位置運(yùn)動(dòng)到最靠近轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置的的行行 程程，相應(yīng)凸輪相應(yīng)凸輪的的轉(zhuǎn)角稱為會(huì)程運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)角稱為會(huì)程運(yùn)動(dòng)角角。 推程開始時(shí)：推程開始時(shí)：t=0,=0,s=0。回程開始時(shí)：回程開始時(shí)：t=0, =0,s=h 0 h s h v a (1) 0 sh h v a 特點(diǎn)：有剛性沖擊特點(diǎn)：有剛性沖擊 使用場(chǎng)合：使用場(chǎng)合： 低速輕載低速輕載 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 有柔性沖擊有柔性沖擊 使用場(chǎng)合：使用場(chǎng)合： 中速輕載，中速輕載， 當(dāng)從動(dòng)件無當(dāng)從動(dòng)件無 歇止的升、歇止的升、 降、升運(yùn)動(dòng)降、升運(yùn)動(dòng) 時(shí)時(shí)可用可用于于高高 速場(chǎng)合。速場(chǎng)合。 因?yàn)槲灰魄€為二次曲線，故又稱拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律因?yàn)槲灰魄€為二次曲線，

4、故又稱拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 22 2 33 3 1cos() 2 sin() 2 cos() 2 sin() 2 h s h v h a h j (0) 22 2 33 3 1cos() 2 sin() 2 cos() 2 sin() 2 h s h v h a h j (0) 特點(diǎn)：有柔性沖擊特點(diǎn)：有柔性沖擊 使用場(chǎng)合：中速輕載，當(dāng)從動(dòng)件無歇止使用場(chǎng)合：中速輕載，當(dāng)從動(dòng)件無歇止 的升、降、升運(yùn)動(dòng)的升、降、升運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)可用可用于于高速場(chǎng)合高速場(chǎng)合 又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng)又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng) (0) (0) 2 2 23 3 12 sin() 2 2 1cos() 22 sin() 42 cos() sh h

5、 v h a h j 2 2 23 3 12 1sin() 2 2 1cos() 22 sin() 42 cos() sh h v h a h j 特點(diǎn)：無沖擊。特點(diǎn)：無沖擊。 使用場(chǎng)合使用場(chǎng)合：高速加速度高速加速度為為正弦曲線，故又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng)正弦曲線，故又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng) 凸輪輪廓曲凸輪輪廓曲 線的設(shè)計(jì)方線的設(shè)計(jì)方 法有兩種：法有兩種： 1. 作圖法作圖法 2. 解析法解析法 通過建立凸輪輪廓曲線的方程，確定輪廓曲線通過建立凸輪輪廓曲線的方程，確定輪廓曲線 上各點(diǎn)的坐標(biāo)，求出凸輪上各點(diǎn)的坐標(biāo)，求出凸輪的的輪廓曲線。輪廓曲線。 0 0 ()sincos ()cossin xKNKH ss

6、e yBMBNMN sse 22 0b sre 0 0, ()sin ()cos b b b esr xrs yrs cos sin r r xxr yxr dy dx1 /() dy tg dx dxdxdy tg dydd 由此可以導(dǎo)出：由此可以導(dǎo)出： 2222 / cos, sin dyddxd dxdydxdy dddd 于是：于是： 22 22 / / y =y r r dyd xxr dxdy dd dxd r dxdy dd 0 0 ()sincos ()cossin xsse ysse 例如右圖所示的凸輪例如右圖所示的凸輪 機(jī)構(gòu)，解析計(jì)算機(jī)構(gòu)，解析計(jì)算時(shí)時(shí)理理 論廓線的方程應(yīng)為：論廓線的方程應(yīng)為： 0 0 ()sincos ()cossin xsse ysse 刀具半徑大于滾子半徑刀具半徑大于滾子半徑 （rcrr) 刀具半徑小于滾子半徑刀具半徑小于滾子半徑 （rcrr時(shí)，時(shí)， a0。實(shí)際廓實(shí)際廓 線可以作出。線可以作出。 當(dāng)當(dāng) =rr時(shí)，時(shí)， a=0。實(shí)際廓實(shí)際廓 線上出現(xiàn)尖點(diǎn)。線上出現(xiàn)尖點(diǎn)。 當(dāng)當(dāng) ,rr時(shí)，時(shí)， a0，即可獲得外凸輪廓即可獲得外凸輪廓 曲線。但曲率半徑太小容易磨損，曲線。但曲率半徑太小容易磨損， 故應(yīng)使輪廓曲線各處的故應(yīng)使輪廓曲線各處的 。 即即 22 / b d sdrs 2 2 min b d s rs