601-凸輪機構及其設計

1、 內(nèi)內(nèi) 容容應用與分類應用與分類推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律凸輪廓線曲線的設計凸輪廓線曲線的設計凸輪機構基本尺寸的確定凸輪機構基本尺寸的確定凸輪機構及其設計 重重 點點幾種常用運動規(guī)律的特點和應用壓力角與機構尺寸、機構效率的關系盤形凸輪廓線曲線的設計一、應用一、應用配氣機構配氣機構繞線機構繞線機構1 應用與分類靠模機構靠模機構進刀機構進刀機構二、分類二、分類1. 1. 按凸輪的形狀分：按凸輪的形狀分：2. 2. 按從動桿運動形式分按從動桿運動形式分: :3. 3. 按從動桿形狀分：按從動桿形狀分：盤形、移動、圓柱盤形、移動、圓柱移動（直動）、擺動移動（直動）、擺動尖頂、滾子、平底尖頂、滾子、平

2、底基圓基圓r0d01d0d02shd0推程、推程角、上停程角（遠休）下停程角 (近休) 回程、回程角轉(zhuǎn)角、位移、升程2 推桿的運動規(guī)律d0偏置、偏距偏置、偏距 e 、偏距圓、偏距圓偏置凸輪的轉(zhuǎn)角、從動桿的相對位置偏置凸輪的轉(zhuǎn)角、從動桿的相對位置理論廓線、工作廓線理論廓線、工作廓線基圓半徑指的是理論廓基圓半徑指的是理論廓線上的最小向徑線上的最小向徑 .工理d01d0d0ewddw1一、等速運動規(guī)律 (直線位移運動規(guī)律、 一次多項式運動規(guī)律)sdd0hvdd0adhwd0d0特點：特點：設計簡單、勻速進給、amax 最小。 始點、末點有剛性沖擊。 適于低速、輕載、從動桿質(zhì)量不大，以及要求勻速的情況

3、。二、等加速等減速運動規(guī)律 (拋物線位移運動規(guī)律、二次多項式運動規(guī)律)sdd0hvdd0ad2hwd0d04hw2d0d0h特點特點: amax 最小最小 慣性力小。慣性力小。 起、中、末點有軟性沖擊起、中、末點有軟性沖擊.適于中低速、中輕載適于中低速、中輕載.sdad三、余弦加速度運動規(guī)律 (簡諧運動位移運動規(guī)律)d0h0 1 2 3 4 5 6 7 812345678sdvd0 1 2 3 4 5 6 7 8d0phw2d0012345678p2hw22d020123456特點: 加速度變化連續(xù)平緩. 始、末點有軟性沖擊.適于中低速、中輕載.0 1 2 3 4 5 6 7 8d078add

4、0phw2d0201246780 1 2 3 4 5 6 7 83四、正弦加速度運動規(guī)律 vd2hwd00123468d00 1 2 3 4 5 6 7 8557hp特點：特點： 加速度變化連續(xù)加速度變化連續(xù). a amax 最大最大. 對加工誤差敏感對加工誤差敏感.適于高中速、輕載適于高中速、輕載. (擺線投影位移運動規(guī)律)d01 2 3 4 5 6 7 8dh123456s700ad五、幾種常用運動規(guī)律的比較h等速等速余弦余弦d0等加等加正弦正弦等速的等速的 a amax 最小最小, 省力省力.正弦的正弦的 a amax 最大最大.a等速的等速的 vmax 最小最小, 安全安全.d0等加的

5、等加的 amax 最小，慣性小最小，慣性小.等速的等速的 a .正弦的正弦的 a 連續(xù)連續(xù).(動量動量 mvmax 最小最小, sdvd即沖力即沖力 f = mv/t 最小最小.)6. 多項式運動規(guī)律多項式運動規(guī)律 s = c0 + c1d d + c2d d2 2 + c3d d3 3 + + cnd dn .六、常用運動規(guī)律的選擇 1. 沒有任何要求、輕載、沒有任何要求、輕載、2. 低速、輕載，要求等速、低速、輕載，要求等速、adad小行程、手動小行程、手動,可用圓弧或偏心圓可用圓弧或偏心圓.等位移等位移,3. 中低速、中輕載中低速、中輕載, 可用等加減速或余弦加速度運動規(guī)律可用等加減速或

6、余弦加速度運動規(guī)律.可用等速運動規(guī)律可用等速運動規(guī)律.4. 較高速、輕載較高速、輕載, 可用正弦加速度運動規(guī)律可用正弦加速度運動規(guī)律.5. 組合型組合型.一、對心尖頂移動從動桿例: 已知 r0、h、w 的方向、從動桿運動規(guī)律和凸輪相應轉(zhuǎn)角: 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律從動桿運動規(guī)律 0180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 h300 360 下停程解解: 1. 以以 m ms = 作位移曲線作位移曲線.sd03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 102. 以同樣的以同樣的 m ms 作凸輪廓線作凸輪廓線w0123456789103

7、 凸輪廓線曲線的設計二.對心滾子移動從動桿 已知: r0、h 、rt 、 w 的方向、 從動桿運動規(guī)律和凸輪相應轉(zhuǎn)角.nn理論廓線工作廓線三、偏置尖頂移動從動桿 例. 已知: r0、h、e 、 w 的方向、凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律從動桿運動規(guī)律 0180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 h300 360 下停程解: 1. 以 ms = 作位移曲線.2. 以同樣的 ms 作凸輪廓線w012345678910四、偏置滾子移動從動桿從動桿運動規(guī)律和凸輪相應轉(zhuǎn)角:sd03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 從動桿運動規(guī)律和凸輪相應

8、轉(zhuǎn)角:例. 已知: r0、l2、l3 、 w1 的方向、五、尖頂擺動從動桿凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角f f從動桿運動規(guī)律從動桿運動規(guī)律 01800 等速上升 ymw1l2ymr0l311800 2100 上停程2100 3000 等速下降 ym3000 3600 下停程解: 1. 以 my = 作位移曲線.2. 以 ml = 作凸輪廓線012345w1y1y2y3l223yd03600180021003000ym1 2 3 4 5 6 7 8 9 10六、滾子擺動從動桿七、擺動從動桿盤形凸輪的壓力角和從動桿的相對位置nnvaw1d一、壓力角一、壓力角 a a 與驅(qū)動力與驅(qū)動力 p pa a p當 a 大

9、于一定值, 將自鎖.一般, 推程 a = 30 (移動) 35 45 (擺動) 回程 a = 70 80 二、壓力角二、壓力角 a a 與效率與效率 h h a h a 過大將造成滑脫qq4 凸輪機構基本尺寸的確定1. 凸輪副的瞬心凸輪副的瞬心(同速點同速點) 運動平面平行的三個構件的運動平面平行的三個構件的三個速度瞬心（同速點），必在三個速度瞬心（同速點），必在同一條直線上。同一條直線上。 高副接觸高副接觸, 速度瞬心在接觸點速度瞬心在接觸點公法線上公法線上. 據(jù)此據(jù)此, 接觸點公法線與連心線的接觸點公法線與連心線的交點交點 pvp1 = vp2ab123p13p23p12三、壓力角三、壓力

10、角 a a 與基圓半徑與基圓半徑 r0即為凸輪付即為凸輪付 1、2 的瞬心的瞬心.三心定理三心定理o123pcvc1vc2o2. 壓力角壓力角 a a 與基圓半徑與基圓半徑 r0tga a = cpbc=op - - ocbc其中：其中： 據(jù)三心定理據(jù)三心定理 vp1 = vp2 oc = e bc =即即: opw w = v 得得: op = v/w ws + s0= s +r02 - - e2從而從而 tga a =v/w w - - es +r02 - - e2 cbpa123s0顯然顯然, r0 a a 3. 偏置方向與壓力角偏置方向與壓力角凸輪逆時針轉(zhuǎn)動凸輪逆時針轉(zhuǎn)動, 從動桿應右偏置從動桿應右偏置;凸輪順時針轉(zhuǎn)動凸輪順時針轉(zhuǎn)動, 從動桿應左偏置從動桿應左偏置. swwver0四、凸輪基圓半徑的確定四、凸輪基圓半徑的確定 1.諾模圖2.經(jīng)驗法確定 rb r0 r孔 rt r轂351) 結構要求 r0 = r轂 + rt + (35) mm其中, 輪轂半徑2) 驗算 amaxh等速余弦dl等加正弦等速運動規(guī)律, amax 在起點處;其余運動規(guī)律, amax 在中點附近