第十章凸輪傳動

第十章凸輪傳動§10－1

凸輪傳動的組成、應用和類型§10－2

從動件的常用運動規(guī)律及其選擇§10－3

用作圖法設計凸輪輪廓曲線§10－4用解析法設計凸輪輪廓曲線§10－5凸輪機構基本尺寸的確定實驗地點：C4-325實驗時間：5月23日3，4，5節(jié)分兩組浙江大學專用§10－1凸輪傳動的組成、應用和類型12刀架o浙江大學專用繞線機構312A線浙江大學專用13245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機卷帶機構浙江大學專用組成：凸輪、從動件、機架應用：從動件能實現預期的運動規(guī)律的場合分類：1.按凸輪形狀和運動分1)盤形回轉凸輪2)平板移動凸輪3)圓柱凸輪

2.按從動件的形式分1)尖底從動件2)滾子從動件3)平底從動件

3.按從動件的運動形式分1)直動從動件2)擺動從動件。浙江大學專用§10－2從動件的常用運動規(guī)律及其選擇凸輪機構設計的基本任務:一、從動件的常用運動規(guī)律而根據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。3)合理確定結構尺寸;4)設計輪廓曲線。2)從動件運動的規(guī)律;1)根據工作要求選定凸輪機構的形式;浙江大學專用基圓半徑r——凸輪的最小向徑所作的圓稱為基圓。推程——從動件從最低位置到最高位置的運動過程。升程h——推程中從動件上升的運動距離。推程運動角t——推程中凸輪相應的轉角。遠休止角s——從動件在最高位置停留不動期間對應的凸輪轉角。回程——從動件從最高位置到最低位置的運動過程。浙江大學專用運動規(guī)律：從動件在推程或回程時，其位移S、速度

V、和加速度a隨時間t的變化規(guī)律。S=S(t)V=V(t)a=a(t)位移曲線otδsr0hB’ωAδ01δ01δ0δ0δ’0δ’0δ02δ02DBC浙江大學專用1.等速運動運動規(guī)律在推程起始點：δ=0，s=0代入得：C0＝0，C1＝h/δ0推程運動方程：

s＝hδ/δ0

v＝hω/δ0sδδ0vδaδh在推程終止點：δ=δ0，s=h+∞－∞剛性沖擊同理得回程運動方程：

s＝h(1-δ/δ’0)v＝-hω/δ’0a＝0a＝0一、從動件的常用運動規(guī)律及時選擇浙江大學專用2.等加等減速（二次多項式）運動規(guī)律位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。推程加速上升段邊界條件：起始點：δ=0，s=0，

v＝0中間點：δ=δ0/2，s=h/2求得：C0＝0，C1＝0，C2＝2h/δ02加速段推程運動方程為：s＝2hδ2/δ02

v＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ02浙江大學專用推程減速上升段邊界條件：終止點：δ=δ0，s=h，

v＝0中間點：δ=δ0/2，s=h/2求得：C0＝－h(huán)，C1＝4h/δ0，C2＝-2h/δ02

減速段推程運動方程為：s＝h-2h(δ-δ0)2/δ02

1δsδvv＝-4hω(δ-δ0)/δ02

a＝-4hω2/δ022354632hω/δ0柔性沖擊4hω2/δ02δa重寫加速段推程運動方程為：s＝2hδ2/δ02

v＝4hωδ/δ02a＝4hω2/δ02h/2δ0h/2浙江大學專用δsδa３．簡諧運動推程：

s＝h[1-cos(πδ/δ0)]/2

v＝πhωsin(πδ/δ0)δ/2δ0a＝π2hω2cos(πδ/δ0)/2δ02

回程：

s＝h[1＋cos(πδ/δ0’)]/2

v＝-πhωsin(πδ/δ0’)δ/2δ0’a＝-π2hω2cos(πδ/δ0’)/2δ’02123456δv123456Vmax=1.57hω/2δ0在起始和終止處理論上a為有限值，產生柔性沖擊。hδ0浙江大學專用1.凸輪廓線設計方法的基本原理§10－3圖解法設計凸輪輪廓2.用作圖法設計凸輪廓線1)對心直動尖底從動件盤形凸輪2)對心直動滾子從動件盤形凸輪3)對心直動平底從動件盤形凸輪4)偏置直動尖底從動件盤形凸輪5)擺動從動件盤形凸輪浙江大學專用凸輪廓線設計方法的基本原理反轉原理：依據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。尖底凸輪繪制動畫滾子凸輪繪制動畫O-ωω3’1’2’112233浙江大學專用rmin120°-ωω1’對心直動尖底從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，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：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，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.對心直動尖底從動件盤形凸輪60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°A1876543214131211109浙江大學專用rminA120°-ωω1’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，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。60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論輪廓實際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(外)包絡線。2.對心直動滾子從動件盤形凸輪滾子直動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。浙江大學專用rmin對心直動平底從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，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rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件平底直線在各等份點的位置。④作平底直線族的內包絡線。3.對心直動平底從動件盤形凸輪8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ωωA60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ123456781514131211109浙江大學專用eA偏置直動尖底從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，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.偏置直動尖底從動件盤形凸輪60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sδ-ωωO1’2’3’4’5’6’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓rmin;②反向等分各運動角;③確定反轉后，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。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8動畫浙江大學專用擺動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω，擺桿長度l以及擺桿回轉中心與凸輪回轉中心的距離d，擺桿角位移方程，設計該凸輪輪廓曲線。5.擺動從動件盤形凸輪機構60°120°90°90°1’2’3’4’56785’6’7’8’sδB1B2B3B4B5B6B7B8120°60°90°ω-ωdABlB’1φ1rminB’2φ2B’7φ7B’6φ6B’5φ5B’4φ4B’3φ3A1A2A3A4A5A6A7A81234浙江大學專用OBω設計凸輪機構時，除了要求從動件能實現預期的運動規(guī)律外，還希望凸輪機構結構緊湊，受力情況良好。而這與壓力角有很大關系。定義：正壓力與推桿上力作用點B速度方向間的夾角α→F”↑，若α大到一定程度時，會有：→機構發(fā)生自鎖?！?0－5

凸輪機構基本尺寸的確定αnn一、凸輪機構的壓力角與自鎖不考慮摩擦時，作用力沿法線方向。FF’F”F’----有用分力,沿導路方向F”----有害分力，垂直于導路F”=F’tgαF’

一定時，α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機構正常工作，要求：α

<[α]浙江大學專用二、凸輪基圓半徑的確定[α]=30?

----直動從動件；[α]=35°～45°----擺動從動件；[α]=70°～80°----回程。式中：=r+s2而s2為從動件的位移；代入上式，得當1、V2、s2一定時，，r。經驗公式：r≥0.9d+(7～10)(㎜)d為安裝凸輪處軸的直徑，㎜。浙江大學專用對平底推桿凸輪機構，也有失真現象。Ormin可通過增大rmin解決此問題。rmin浙江大學專用三、滾子半徑的選擇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ρa＝ρ＋rT

ρ>rT

ρa＝ρ－rT

ρ＝rT

ρa＝ρ－r