s第3章凸輪機構

第三章凸輪機構及其設計§3－1

凸輪機構的應用和類型§3－2

從動件常用運動規(guī)律§3－3

凸輪機構的壓力角§3－4

圖解法設計凸輪機構§3－5

解析法設計凸輪機構e圖3-A1132e1132e1132e1132e1132e132e132e132e132e132e132eh132eh132eh132eh132eh132eh132eh132eh132eh132eh3機架2從動件eh1凸輪高副eh凸輪機構——由凸輪，從動件和機架構成的三桿高副機構。eh彈簧力鎖合——力封閉的凸輪機構eh二.凸輪機構的類型h凸輪機構的分類e

圖3-Beh擺動從動件凹槽凸輪滾子直動從動件按從動件的運動分類示例eh擺動從動件凸輪機構凹槽凸輪滾子直動從動件凸輪機構按從動件的運動分類滾子從動件凸輪機構eee尖頂從動件凸輪機構平底從動件凸輪機構按從動件的形狀分類按凸輪的形狀分類移動（板狀）凸輪機構按凸輪的形狀分類移動（板狀）凸輪機構圓柱凸輪機構

示例按凸輪的形狀分類移動（板狀）凸輪機構圓柱凸輪機構圓錐凸輪機構按凸輪的形狀分類移動（板狀）凸輪機構圓柱凸輪機構圓錐凸輪機構盤形凸輪機構1132e擺動從動件凹槽凸輪機構直動從動件凸輪機構按從動件的運動分類滾子從動件凸輪機構尖頂從動件凸輪機構平底從動件凸輪機構按從動件的形狀分類按凸輪的形狀分類盤形凸輪機構圓錐凸輪機構圓柱凸輪機構移動（板狀）凸輪機構按高副維持接觸的方法分類形封閉的凸輪機構力封閉的凸輪機構凸輪機構的分類總結(jié)形封閉的凸輪機構的幾種型式LL等寬等寬凸輪dd等徑凸輪等寬凸輪機構等徑凸輪機構形封閉凸輪機構的型式等寬凸輪機構等徑凸輪機構形封閉凸輪機構的型式主回凸輪機構等寬凸輪機構等徑凸輪機構主回凸輪機構槽凸輪機構形封閉凸輪機構的型式作者：潘存云教授繞線機構3作者：潘存云教授12A線應用實例：作者：潘存云教授3皮帶輪5卷帶輪錄音機卷帶機構1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機卷帶機構作者：潘存云教授作者：潘存云教授132送料機構作者：潘存云教授Φ’Φ’otφs凸輪機構設計的基本任務:1)根據(jù)工作要求選定凸輪機構的形式;名詞術語：基圓、推程運動角、基圓半徑、推程、遠休止角、回程運動角、回程、近休止角、行程。一個循環(huán)r0h

ωA而根據(jù)工作要求選定推桿運動規(guī)律，是設計凸輪輪廓曲線的前提。2)推桿運動規(guī)律;3)合理確定結(jié)構尺寸;4)設計輪廓曲線。ΦsΦsΦ,sΦ,sDBCB’ΦΦ運動規(guī)律：推桿在推程或回程時，其位移S、速度V、

和加速度a隨時間t的變化規(guī)律。形式：多項式、三角函數(shù)。S=S(t)V=V(t)a=a(t)Φ’tφshAΦsΦ,sB’作者：潘存云教授Φ’or0

ωΦsΦ,sDBCΦΦ位移曲線設計：潘存云一、凸輪廓線設計方法的基本原理反轉(zhuǎn)原理：依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設計凸輪的輪廓曲線，例如：給整個凸輪機構施以-ω時，不影響各構件之間的相對運動，此時，凸輪將靜止，而從動件尖頂復合運動的軌跡即凸輪的輪廓曲線。尖頂凸輪繪制動畫滾子凸輪繪制動畫O

-ω3’1’2’3322ω11作者：潘存云教授60°r0120°-ωω1’已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等份點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1.對心直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’90°90°A1876543214131211109二、直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制60°120°90°90°135789111315sδ9’11’13’12’14’10’A作者：潘存云教授2)對心直動滾子推桿盤形凸輪設計：潘存云sδ911131513578r0120°-ω1’設計步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等份點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論輪廓實際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(nèi)(外)包絡線。已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。60°120°90°90°ω作者：潘存云教授3)對心直動平底推桿盤形凸輪設計：潘存云sδ911131513578r0已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動件平底直線在各等份點的位置。④作平底直線族的內(nèi)包絡線。8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ωωA1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’12345678151413121110960°120°90°90°作者：潘存云教授設計：潘存云911131513578OeA已知凸輪的基圓半徑r0，角速度ω和從動件的運動規(guī)律和偏心距e，設計該凸輪輪廓曲線。4)偏置直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ωω6’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設計步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓r0;②反向等分各運動角;③確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等份點的位置;④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k860°120°90°90°s2δ作者：潘存云教授在推程起始點：φ=0，s=0推程運動方程：

s＝hφ/Φ

v＝hω/ΦsφΦvφaφh在推程終止點：φ=Φ

，s=h+∞－∞剛性沖擊a＝01.（等速運動）運動規(guī)律2.等加速等減速運動S--φ曲線φh12345630s31494101"2"作者：潘存云教授φah/2Φh/2φs柔性沖擊φv3.簡諧運動（余弦加速度運動規(guī)律）hφshφshφs作者：潘存云教授等加等減速2.04.0

柔性中速輕載余弦加速度1.574.93

柔性中速中載從動件常用運動規(guī)律特性比較運動規(guī)律Vmax

amax

沖擊推薦應用范圍

(hω/δ0)×

(hω/δ20)×等速1.0∞

剛性低速輕載一.壓力角及其與作用力的關系1.壓力角

:作用在從動件上的驅(qū)動力與該力作用點絕對速度之間所夾的銳角。§3－3凸輪機構的壓力角2.壓力角與作用力的關系rminoB0eK01rminoB0eK01rminABeK1ss0nnPB點的法線rminABeK1ss0nnPF凸輪對推桿的力沿法線傳遞rminABeK1ss0nnPFV2力F的方向線與從動件受力點速度V2方向線間所夾的銳角——壓力角rminABeK1ss0nnPFF’F”將F分解為兩個分力,其中F’為有用力，F(xiàn)”為有害力。故愈小傳力愈好。工程上要求：αmax

≤[α]直動推桿：[α]＝30°擺動推桿：[α]＝35°～45°回程：[α]’＝70°～80°提問：平底推桿α＝？0Oωr0rminABeK1ss0nnPF若從動件左偏置，受力情況如何？rminAeK1ss0nP若從動件為左偏置，受力情況如何？BBBBBrminABeK1ss0nnPFrminABeK1nnPFV2V2由上文可知,凸輪廓線上各點的壓力角是變化的,而且小了好,所以應使max[]。由圖可知，欲使機構緊湊,就應使基圓半徑rmin小。二.壓力角與凸輪機構尺寸的關系在其它條件不變的情況下,基圓半徑rmin越小,壓力角越大。rmin過小，就會使[]。因此實際設計中，只能在保證min<[]的前提下,縮小凸輪的尺寸。1.凸輪廓線設計方法的基本原理§3－4圖解法設計凸輪輪廓2.用作圖法設計凸輪廓線1)對心直動尖頂推桿盤形凸輪2)對心直動滾子推桿盤形凸輪3)偏置直動尖頂推桿盤形凸輪作者：潘存云教授作者：潘存云教授設計：潘存云ρa－工作輪廓的曲率半徑，ρ－理論輪廓的曲率半徑，

rT－滾子半徑ρ<rT

ρa＝ρ－rT<0對于外凸輪廓，要保證正常工作，應使：ρmin>

rT

輪廓失真3.滾子半徑的確定ρa＝ρ＋rT

ρ＝rT

ρa＝ρ－