機械設(shè)計的基本與實踐 凸輪機構(gòu)-2

1、3.余弦加速度運動(yndng)（也稱簡諧運動(yndng)規(guī)律，是一個質(zhì)點在圓周上作勻速運動(yndng)，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運動(yndng)。）從動件推程運動(yndng)線圖如右圖：從動件推程運動方程：NoImage精品資料 運動特性(txng)：這種運動規(guī)律的加速度在起點和終點時有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。 適用場合：中速、中載。線圖分析線圖分析(fnx)：精品資料4.正弦加速度運動（也稱擺線(bi xin)運動規(guī)律） 由運動圖可見，其速度和加速度曲線(qxin)都是連續(xù)的，因此沒有沖擊，故常用于高速凸輪機構(gòu)。線圖分析：線圖分析：從動件推程運動線圖如右圖：精品資料從動

2、件的運動規(guī)律取決于凸輪的曲線輪廓，只要(zhyo)設(shè)計出適當?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實現(xiàn)任何預(yù)定的運動規(guī)律。凸輪輪廓曲線的設(shè)計通常有圖解法和解析法兩種，圖解法:簡便直觀(zhgun)但精度不高解析法:精確度高，計算繁雜。對于一般精度的凸輪用圖解法設(shè)計即可滿足要求.精品資料4.3 圖解法設(shè)計(shj)凸輪輪廓圖解法設(shè)計凸輪輪廓的原理(yunl)是反轉(zhuǎn)法.反轉(zhuǎn)法原理假想給整個機構(gòu)加一公共角速度假想給整個機構(gòu)加一公共角速度- -. .凸輪：相對靜止不動凸輪：相對靜止不動推桿：一方面隨導軌以推桿：一方面隨導軌以- - 繞凸輪軸心繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動另一方面又沿導軌作預(yù)期的往復(fù)移動另一方面又沿導軌作

3、預(yù)期的往復(fù)移動由于從動件的尖頂與凸輪輪廓始終接觸由于從動件的尖頂與凸輪輪廓始終接觸, ,加上反轉(zhuǎn)角速度以后加上反轉(zhuǎn)角速度以后, ,尖頂?shù)倪\動軌跡即尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪輪廓曲線。為凸輪輪廓曲線。凸輪向徑與基圓半徑之差為凸輪位移凸輪向徑與基圓半徑之差為凸輪位移量量. .NoImage精品資料精品資料1、對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)設(shè)計要求：已知凸輪的基圓半徑(bnjng)為rb,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)。而推桿的運動規(guī)律如圖所示。試設(shè)計該對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。導路與基圓的的交點是推桿的初始位置精品資料由于滾子(n z)與凸輪輪廓的接觸點不斷變換,加上反轉(zhuǎn)角速度以后,無法以滾

4、子(n z)上的某點的運動軌跡來作出凸輪輪廓曲線。但對于滾子從動件，滾子中心可看作是從動件的尖頂(jindng)，其運動軌跡就是凸輪的理論輪廓曲線，凸輪的實際輪廓曲線是與理論輪廓曲線相距滾子半徑rT的一條等距曲線。精品資料2、對心直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu) 已知條件: 凸輪的基圓半徑為rb,滾子半徑rt,凸輪沿逆時針方向(fngxing)等速回轉(zhuǎn)。推桿的運動規(guī)律如圖所示。試設(shè)計對心直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。精品資料精品資料由于平底從動件與凸輪輪廓的接觸點不斷變換,加上反轉(zhuǎn)角速度以后,無法以平底從動件上的某點的運動軌跡(guj)來作出凸輪輪廓曲線。但對于平底從動件，平底始終與凸輪輪廓

5、曲線相切。則反轉(zhuǎn)以后，作平底的切線(qixin)即可得到凸輪輪廓曲線。精品資料3、對心直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu) 已知條件: 凸輪的基圓半徑為r0,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)(huzhun)。推桿的運動規(guī)律如圖所示。試設(shè)計對心直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪廓線。精品資料精品資料4、偏置(pin zh)直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu) 已知條件:已知凸輪的基圓半徑為rb,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)。而推桿的運動規(guī)律已知，已知偏距e。試設(shè)計。從動畫中看(zhngkn)，從動件在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的位置將不再是以凸輪回轉(zhuǎn)中心作出的徑向線,而是始終與回轉(zhuǎn)中心O保持一偏距e的直線,因此若以凸輪回轉(zhuǎn)中心O為圓心，

6、以偏距e為半徑作圓（稱為偏距圓）,則從動件在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的位置必然都是偏距圓的切線 精品資料4、擺動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu) 已知條件:已知凸輪的基圓半徑為r0,凸輪轉(zhuǎn)動方向。凸輪轉(zhuǎn)動中心與從動件擺動中心的距離(jl)，擺動從動件的長度，已知從動件的運動規(guī)律，試設(shè)計。（從動件的位移是角位移 ）精品資料理論廓線的曲率半徑(bnjng)(理論工作半徑(bnjng)）：r實際廓線的曲率半徑(bnjng)（實際工作半徑(bnjng)）：r內(nèi)凹輪廓(lnku)：滾子半徑：rT凸輪輪廓曲線形狀與滾子半徑的關(guān)系4.4凸輪機構(gòu)設(shè)計時應(yīng)注意的問題當理論廓線內(nèi)凹時，無論滾子半徑大小，凸輪工作輪廓總是光滑曲線一

7、. 滾子半徑的確定 r = r + rT精品資料外凸輪廓(lnku)： r=r-rT1) r rT時 r 0這時所得的凸輪實際輪廓(lnku)為光滑的曲線3) r rT 時r 0， ，即實際曲線出現(xiàn)交叉會出現(xiàn)失真2) r = rT時r = 0，實際輪廓線變尖，極易磨損，不能使用可分為三種情況精品資料精品資料結(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rT 增大基圓半徑精品資料精品資料三三. .凸輪基圓半徑凸輪基圓半徑(bnjng)(bnjng)的的確定確定1.從圖中可以看出，基圓半徑越小，壓力角越大；基圓半徑越大，壓力角越小；為了(wi le)獲得高的傳動性能，需要采用大的基圓

8、半徑。但是，基圓半徑增大，會使整個凸輪尺寸增大，結(jié)構(gòu)不緊湊。2.基圓半徑選擇原則：在滿足max 的條件下，盡量選用小的基圓半徑，以保證結(jié)構(gòu)緊湊。.由于基圓半徑越小，獲得相同的從動件位移時，凸輪曲線的曲率半徑越小，越容易運動失真。為了避免運動失真，基圓半徑不能太小，要使得 min0，通常 min 35mm當凸輪和軸不為一體時，為了滿足結(jié)構(gòu)和制造要求，基圓半徑要大于軸徑。3.經(jīng)驗選擇：在設(shè)計凸輪時，通常先根據(jù)條件確定基圓半徑rb。制作凸輪軸時，rb略大于軸的半徑；單獨制造凸輪時， rb=(1.62.0)rs (rs:安裝凸輪處軸徑)精品資料精品資料4.4.5凸輪(tln)機構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)和精度一、凸輪(tln)與從動件的材料及選擇 典型材料:凸輪： 20Cr （表面滲碳淬火56-62HRC)； 40Cr(表面高頻淬火40-45HRC） 從動件：材料與凸輪相同，但從動件磨損更嚴重更早。所以一般從動件硬度比凸輪要高一些。精品資料二、凸輪(tln)和從動件的結(jié)構(gòu) 1.當凸輪的尺寸很小，且與軸的尺寸相近(xin jn)時，通常制成凸輪軸。2.當凸輪的尺寸較大時，通常將凸輪和軸分開制造，然后將凸輪裝到軸上。精品資料3.凸輪在軸上的安裝固定形式：圓柱銷 套筒 螺母 鍵等4.為了減少摩擦，從動件的端部常采用(ciyng)滾子的形式，滾子和從動件之間