第5章凸輪機(jī)構(gòu)

1、 當(dāng)要求某些機(jī)械的從動(dòng)件按照預(yù)定的當(dāng)要求某些機(jī)械的從動(dòng)件按照預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化，采用凸輪機(jī)構(gòu)可精確地實(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化，采用凸輪機(jī)構(gòu)可精確地實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)，如內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。如現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)，如內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。如果采用平面連桿機(jī)構(gòu)，一般只能近似地實(shí)果采用平面連桿機(jī)構(gòu)，一般只能近似地實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，難以滿足要求，而且現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，難以滿足要求，而且設(shè)計(jì)較為困難和復(fù)雜。設(shè)計(jì)較為困難和復(fù)雜。5.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的分類及應(yīng)用1、應(yīng)用：應(yīng)用：2、組成：、組成：凸輪凸輪一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通過(guò)高副接觸一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通過(guò)高副接觸從動(dòng)件：平動(dòng)，擺動(dòng)從動(dòng)件：平動(dòng)

2、，擺動(dòng)機(jī)架機(jī)架3、特點(diǎn)、特點(diǎn)：當(dāng)從動(dòng)件的位移、速度、加速度必須嚴(yán)格按照當(dāng)從動(dòng)件的位移、速度、加速度必須嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)律變化時(shí)，常用凸輪機(jī)構(gòu)。預(yù)定規(guī)律變化時(shí)，常用凸輪機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)能夠?qū)崿F(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；能夠?qū)崿F(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；2)設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1)承載能力低，主要用于控制機(jī)構(gòu)；承載能力低，主要用于控制機(jī)構(gòu)；2)凸輪輪廓加工困難。凸輪輪廓加工困難。凸輪傳動(dòng)是通過(guò)凸輪與從動(dòng)件間的接觸來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是一種凸輪傳動(dòng)是通過(guò)凸輪與從動(dòng)件間的接觸來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是一種常見(jiàn)的高副機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就常見(jiàn)的高副機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇?/p>

3、廓曲線，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 5.1 概述概述內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)凸輪式內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu) 自動(dòng)車床上的走刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床上的走刀機(jī)構(gòu)1)1)按按凸輪的形狀和運(yùn)動(dòng)分類凸輪的形狀和運(yùn)動(dòng)分類(1)(1)盤形回轉(zhuǎn)凸輪盤形回轉(zhuǎn)凸輪(2)(2)平板移動(dòng)凸輪平板移動(dòng)凸輪 4 4、作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的移動(dòng)或擺動(dòng)作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的移動(dòng)或擺動(dòng) 5、凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型、凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型：(3)(3)、圓柱回轉(zhuǎn)凸輪、圓柱回轉(zhuǎn)凸輪 2)2)、按、按從動(dòng)件的形狀分類從動(dòng)件的形狀分類(1)(1)、尖頂從動(dòng)件、尖頂從動(dòng)件(2)(2)、

4、滾子從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件(2)(2)、平底從動(dòng)件、平底從動(dòng)件 3)按按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件4)4)按鎖合方式的不同按鎖合方式的不同力鎖合凸輪，如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；力鎖合凸輪，如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；形鎖合凸輪，如溝槽凸輪、等徑及等寬凸輪、共軛凸輪等。形鎖合凸輪，如溝槽凸輪、等徑及等寬凸輪、共軛凸輪等。 按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式可分為直動(dòng)從動(dòng)件（又分為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件和偏置直動(dòng)從動(dòng)件）可分為直動(dòng)從動(dòng)件（又分為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件和偏置直動(dòng)從動(dòng)件）和擺動(dòng)從動(dòng)件兩種。和擺動(dòng)從動(dòng)件兩種。 5.1.2 凸輪和滾子的材料凸輪和滾子的材料凸輪

5、：凸輪：45鋼、鋼、40Cr表面淬火表面淬火(硬度硬度4050HRC)，15鋼、鋼、20Cr、20CrMnTi滲碳淬火滲碳淬火(硬度硬度5662HRC ) 。滾子：滾子：20Cr，經(jīng)滲碳淬火，表面硬度達(dá)，經(jīng)滲碳淬火，表面硬度達(dá)5662HRC；也可用滾動(dòng)；也可用滾動(dòng)軸承作為滾子。軸承作為滾子。 1、失效形式：失效形式：2、工作要求：、工作要求： 要求凸輪和滾子的工作表面硬度高、耐磨，并且具有足夠要求凸輪和滾子的工作表面硬度高、耐磨，并且具有足夠的表面接觸強(qiáng)度，對(duì)于經(jīng)常受到?jīng)_擊的凸輪機(jī)構(gòu)要求凸輪芯部的表面接觸強(qiáng)度，對(duì)于經(jīng)常受到?jīng)_擊的凸輪機(jī)構(gòu)要求凸輪芯部有較大的韌性。有較大的韌性。 3、常用材料、常

6、用材料：磨損和疲勞點(diǎn)蝕。磨損和疲勞點(diǎn)蝕。5.1.3 凸輪的結(jié)構(gòu)與安裝凸輪的結(jié)構(gòu)與安裝1、凸輪的結(jié)構(gòu)：凸輪的結(jié)構(gòu)：2、凸輪的安裝：、凸輪的安裝： 凸輪在軸上的固定，除采用鍵聯(lián)接外，也可采用緊定螺釘凸輪在軸上的固定，除采用鍵聯(lián)接外，也可采用緊定螺釘和圓錐銷固定，如圖和圓錐銷固定，如圖2-8a所示，初調(diào)用緊定螺釘定位，然后用圓所示，初調(diào)用緊定螺釘定位，然后用圓錐銷固定；圖錐銷固定；圖2-8b所示采用開(kāi)槽錐形套固定，調(diào)整靈活，但傳遞所示采用開(kāi)槽錐形套固定，調(diào)整靈活，但傳遞轉(zhuǎn)矩不能太大。圖轉(zhuǎn)矩不能太大。圖2-7組合式凸輪、圖組合式凸輪、圖2-8盤狀凸輪在軸上的固定盤狀凸輪在軸上的固定 。 凸輪軸凸輪軸

7、、 整體式、鑲塊式、組合式整體式、鑲塊式、組合式 。5.2 凸輪機(jī)構(gòu)的特性分析凸輪機(jī)構(gòu)的特性分析 1、繪制三種常見(jiàn)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線圖、繪制三種常見(jiàn)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線圖 2、比較三種從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的沖擊類型、比較三種從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的沖擊類型工作任務(wù)工作任務(wù):基圓：以凸輪最小半徑基圓：以凸輪最小半徑r r0 0所所作的圓，作的圓，r r0 0稱為凸輪的基圓半稱為凸輪的基圓半徑。徑。推程、推程運(yùn)動(dòng)角：推程、推程運(yùn)動(dòng)角：推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指推桿推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指推桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其位移、速度在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其位移、速度和加速度隨時(shí)間變化（凸輪轉(zhuǎn)和加速度隨時(shí)間變化（凸輪轉(zhuǎn)角角變化）的規(guī)律。變化）的

8、規(guī)律。遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：回程、回程運(yùn)動(dòng)角：回程、回程運(yùn)動(dòng)角：近休、近休止角：近休、近休止角：行程：行程：h hhss0位移：位移：s=r-rs=r-r0 05.2.1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析5.2 凸輪機(jī)構(gòu)的特性分析凸輪機(jī)構(gòu)的特性分析 1 1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 推程：推程：0 00 0 0S0Sh h初始條件初始條件：=0=0；S S= =0 0終止條件終止條件: := =0 0 S S= =h h推程運(yùn)動(dòng)方程式：推程運(yùn)動(dòng)方程式： 回程：回程：0 0h h 0S0Sh h 初始條件初始條件：=0 =0 S S= =h h終止條件終止條件：= =h hS S

9、= =0 0回程運(yùn)動(dòng)方程式：回程運(yùn)動(dòng)方程式： 0/110dtdvaCdtdsvCCs運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：5.2.2 從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)采用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)采用勻速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，推桿在運(yùn)動(dòng)的時(shí)，推桿在運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)和末點(diǎn)起始點(diǎn)和末點(diǎn)因因速度有突變，在理論上加速度值為速度有突變，在理論上加速度值為瞬時(shí)無(wú)窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的瞬時(shí)無(wú)窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，稱為稱為剛性沖擊剛性沖擊。推程運(yùn)動(dòng)線圖：推程運(yùn)動(dòng)線圖：適用場(chǎng)合：低速、輕載。適用場(chǎng)合：低速、輕載。 推程運(yùn)動(dòng)方程式推程

10、運(yùn)動(dòng)方程式：2 2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 推程：推程：0 00 0 0S0Sh h等加速段：等加速段：0 00 02 2 0S0Sh h2 2運(yùn)動(dòng)方程式：運(yùn)動(dòng)方程式： 等減速段：等減速段：0 02 20 0 h h2 2SSh h運(yùn)動(dòng)方程式運(yùn)動(dòng)方程式 回程：回程：0 00 0 0S0Sh h 等加速段：等加速段：0 00 02 2 hShSh h2 2運(yùn)動(dòng)方程式：運(yùn)動(dòng)方程式： 等減速段：等減速段：0 02 20 0h h2 2SS0 0運(yùn)動(dòng)方程式運(yùn)動(dòng)方程式 運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式： 運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)采用等加速等減運(yùn)動(dòng)特性：當(dāng)采用等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，在速

11、運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，在起點(diǎn)、中點(diǎn)和起點(diǎn)、中點(diǎn)和末點(diǎn)時(shí)末點(diǎn)時(shí)，加速度有突變，因而推，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過(guò)這桿的慣性力也將有突變，不過(guò)這一突變?yōu)橛邢拗?，所以，凸輪機(jī)一突變?yōu)橛邢拗?，所以，凸輪機(jī)構(gòu)中由此而引起的沖擊稱為構(gòu)中由此而引起的沖擊稱為柔性柔性沖擊。沖擊。 適用場(chǎng)合：中速、輕載。適用場(chǎng)合：中速、輕載。3 3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）：、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）： 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：當(dāng)一點(diǎn)在圓周上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在直徑上的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：當(dāng)一點(diǎn)在圓周上等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在直徑上的投影的運(yùn)動(dòng)即為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。投影的運(yùn)動(dòng)即為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。推桿推程運(yùn)動(dòng)方程式：推桿推程運(yùn)動(dòng)方程式：推桿回程運(yùn)動(dòng)

12、方程式：推桿回程運(yùn)動(dòng)方程式： 運(yùn)動(dòng)特性：這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性：這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度在起點(diǎn)和末點(diǎn)時(shí)有有限加速度在起點(diǎn)和末點(diǎn)時(shí)有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。 適用場(chǎng)合：中速、中載。適用場(chǎng)合：中速、中載。三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇1. 1. 選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本要求選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本要求 滿足機(jī)器的工作要求；滿足機(jī)器的工作要求； 使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性；使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性； 使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。(1) (1) 只對(duì)推桿工作行程有要求，而對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)特殊要求只對(duì)推桿工作行程有要求，而對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)特

13、殊要求 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律選取應(yīng)從便于加工和動(dòng)力特性來(lái)考慮。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律選取應(yīng)從便于加工和動(dòng)力特性來(lái)考慮。 低速輕載凸輪機(jī)構(gòu)：采用圓弧、直線等易于加工的曲線作為凸低速輕載凸輪機(jī)構(gòu)：采用圓弧、直線等易于加工的曲線作為凸輪輪廓曲線。輪輪廓曲線。 高速凸輪機(jī)構(gòu)：首先考慮動(dòng)力特性，以避免產(chǎn)生過(guò)大的沖擊。高速凸輪機(jī)構(gòu)：首先考慮動(dòng)力特性，以避免產(chǎn)生過(guò)大的沖擊。 大質(zhì)量從動(dòng)件不宜選用大質(zhì)量從動(dòng)件不宜選用maxmax太大的運(yùn)動(dòng)規(guī)律太大的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 高速度從動(dòng)件不宜選用高速度從動(dòng)件不宜選用a amaxmax太大的運(yùn)動(dòng)規(guī)律太大的運(yùn)動(dòng)規(guī)律2. 2. 根據(jù)工作條件確定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾種常見(jiàn)情況根據(jù)工作條件確定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾種常

14、見(jiàn)情況(2)(2)機(jī)器工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求機(jī)器工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求 凸輪轉(zhuǎn)速不高，按工作要求選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律；凸輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)，選凸輪轉(zhuǎn)速不高，按工作要求選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律；凸輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)，選定主運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，進(jìn)行組合改進(jìn)。定主運(yùn)動(dòng)規(guī)律后，進(jìn)行組合改進(jìn)。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律小結(jié)：小結(jié)：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 有剛性沖擊有剛性沖擊 低速輕載低速輕載等加速等減速運(yùn)動(dòng)：等加速等減速運(yùn)動(dòng)： 柔性沖擊柔性沖擊 中速輕載中速輕載余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 柔性沖擊

15、柔性沖擊 中低速重載中低速重載正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 無(wú)沖擊無(wú)沖擊 中高速輕載中高速輕載五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律：五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 無(wú)沖擊無(wú)沖擊 高速中載高速中載運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律 運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性 適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合5.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、簡(jiǎn)述反轉(zhuǎn)法的基本原理、簡(jiǎn)述反轉(zhuǎn)法的基本原理 3、掌握繪制凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角、掌握繪制凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角工作任務(wù)工作任務(wù):2、根據(jù)位移曲線圖，采用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸、根據(jù)位移曲線圖，采用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸 輪輪廓曲線輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法：圖解法，解析法設(shè)計(jì)方法：圖解法，解析法 假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度共角速度- -w

16、 w, ,凸輪：相對(duì)靜止不動(dòng)凸輪：相對(duì)靜止不動(dòng)推桿：一方面隨導(dǎo)軌以推桿：一方面隨導(dǎo)軌以- -w w繞繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動(dòng)往復(fù)移動(dòng)推桿尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中推桿尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲線。線。( (一一) )、圖解法的原理圖解法的原理5.3.1 圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓曲線圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓曲線5.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)凸輪廓線的圖解法是根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理作出從動(dòng)件推桿尖頂在反設(shè)計(jì)凸輪廓線的圖解法是根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理作出從動(dòng)件推桿尖頂在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的各位置，然后作出其高副元素所形

17、成的曲線族；轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的各位置，然后作出其高副元素所形成的曲線族；并作從動(dòng)件高副元素所形成的曲線族的包絡(luò)線，即是所求的凸輪輪并作從動(dòng)件高副元素所形成的曲線族的包絡(luò)線，即是所求的凸輪輪廓曲線。廓曲線。 ( (二二) )、圖解法的方法和步驟圖解法的方法和步驟1 1、尖頂對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制、尖頂對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制設(shè)計(jì)要求：已知凸輪的基圓半徑為設(shè)計(jì)要求：已知凸輪的基圓半徑為r r0,0,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。而推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)該對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸而推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)該對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線

18、。輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。22122102/2/CdtdvaCCdtdsvCCCs2 2、滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制、滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制已知條件已知條件: : 凸輪的基圓半徑為凸輪的基圓半徑為r r0,0,滾子半徑滾子半徑rr,rr,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻韧馆喲啬鏁r(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤速回轉(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。3 3、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制已知條件已知條件: : 凸輪的基圓半徑為凸輪的基圓半徑為r r0,

19、0,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。推凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。的凸輪廓線。4 4、偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)、偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 已知條件已知條件: :已知凸輪的基圓半徑為已知凸輪的基圓半徑為r r0 0, ,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。而推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知，已知偏距而推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知，已知偏距e e。試設(shè)計(jì)。試設(shè)計(jì)。從動(dòng)畫中看，從動(dòng)件從動(dòng)畫中看，從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置將不在是以據(jù)的位置將不在是以凸輪

20、回轉(zhuǎn)中心作出的凸輪回轉(zhuǎn)中心作出的徑向線徑向線, ,而是始終與而是始終與O O保持一偏距保持一偏距e e的直線的直線, ,因此若以凸輪回轉(zhuǎn)中因此若以凸輪回轉(zhuǎn)中心心O O為圓心，以偏距為圓心，以偏距e e為半徑作圓（稱為偏為半徑作圓（稱為偏距圓）距圓）, ,則從動(dòng)件在則從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置必然都是偏距的位置必然都是偏距圓的切線圓的切線,(,(圖圖中中 )從從動(dòng)件的位移動(dòng)件的位移( ( )也應(yīng)沿切線量取。然也應(yīng)沿切線量取。然后將后將 等點(diǎn)等點(diǎn)用光滑的曲線連接起用光滑的曲線連接起來(lái)，既得偏置直動(dòng)尖來(lái)，既得偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓。廓。 5 5、擺動(dòng)

21、從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知條件已知條件: :已知凸輪的基圓半徑為已知凸輪的基圓半徑為r r0 0, ,凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向。凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心與從動(dòng)件擺動(dòng)中心的距離，擺動(dòng)從動(dòng)件的長(zhǎng)度，已知從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)與從動(dòng)件擺動(dòng)中心的距離，擺動(dòng)從動(dòng)件的長(zhǎng)度，已知從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，試設(shè)計(jì)。（規(guī)律，試設(shè)計(jì)。（從動(dòng)件的位移是角位移從動(dòng)件的位移是角位移 ）02022000cos2sin2cos12hahvhs理論廓線的曲率半徑：理論廓線的曲率半徑：r r實(shí)際廓線的曲率半徑：實(shí)際廓線的曲率半徑：r ra1 1、滾子半徑的確定、滾子半徑的確定內(nèi)凹輪廓：內(nèi)凹輪廓：NoImage凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)凸

22、輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律受力良好，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊受力良好，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊滾子半徑：滾子半徑：r r0 05.3.2 5.3.2 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題外凸輪廓外凸輪廓： r ra=rrrT結(jié)論：外凸的凸輪輪廓曲線結(jié)論：外凸的凸輪輪廓曲線, , 應(yīng)使應(yīng)使r r0 0=1-5mm,=1-5mm,另外滾子半徑還受強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等的限制，因而也另外滾子半徑還受強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)等的限制，因而也不能做得太小，通常取滾子半徑不能做得太小，通常取滾子半徑r rr r=0.4r=0.4r0 0。 NoImage0022000cos2sin2cos12hahvhs理論輪廓曲線

23、最小曲率半徑的求法：理論輪廓曲線最小曲率半徑的求法：2 2、凸輪壓力角與許用值、凸輪壓力角與許用值(1)(1)、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角定義、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角定義 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件作用力的方向線與從動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件作用力的方向線與從動(dòng)件上力作用點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角，件上力作用點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角，用用表示。表示。(2)(2)、壓力角與作用力以及機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系、壓力角與作用力以及機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系 將凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力將凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力F F分解為分解為F F1 1和和F F2。F F1為有效分力，為有效分力，F(xiàn) F2為有害分力，當(dāng)壓力角為有害分力，當(dāng)壓力角越大，有害分力越大，有害分力F“F“越大，如果壓力角增越大，如果壓力角增大，有害分力所引起的摩擦阻力也將增大，大，有害分力所引起的摩擦阻力也將增大，摩摩 擦功耗增大，效率降低。擦功耗增大，效率降低。如果壓力角大到一定值時(shí)，有害分力所引起如果壓力角大到一定值時(shí)，有害分力所引起的摩擦阻力將大于有效分力的摩擦阻力將大于有效分力FF，這時(shí)無(wú)論，這時(shí)無(wú)論凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力F F有多大，都