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文檔簡介
第十章凸輪傳動§10-1
凸輪傳動的組成、應(yīng)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(shè)計凸輪輪廓曲線§10-4用解析法設(shè)計凸輪輪廓曲線§10-5凸輪機構(gòu)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(xué)專用§10-1凸輪傳動的組成、應(yīng)用和類型12刀架o浙江大學(xué)專用繞線機構(gòu)312A線浙江大學(xué)專用13245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機卷帶機構(gòu)浙江大學(xué)專用組成:凸輪、從動件、機架應(yīng)用:從動件能實現(xiàn)預(yù)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(zhuǎn)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(xué)專用§10-2從動件的常用運動規(guī)律及其選擇凸輪機構(gòu)設(shè)計的基本任務(wù):一、從動件的常用運動規(guī)律而根據(jù)工作要求選定推桿運動規(guī)律,是設(shè)計凸輪輪廓曲線的前提。3)合理確定結(jié)構(gòu)尺寸;4)設(shè)計輪廓曲線。2)從動件運動的規(guī)律;1)根據(jù)工作要求選定凸輪機構(gòu)的形式;浙江大學(xué)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(yīng)的轉(zhuǎn)角。遠(yuǎn)休止角s——從動件在最高位置停留不動期間對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(chǎn)生柔性沖擊。hδ0浙江大學(xué)專用1.凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理§10-3圖解法設(shè)計凸輪輪廓2.用作圖法設(shè)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(xué)專用凸輪廓線設(shè)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(shè)計凸輪的輪廓曲線,例如:給整個凸輪機構(gòu)施以-ω時,不影響各構(gòu)件之間的相對運動,此時,凸輪將靜止,而從動件尖頂復(fù)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(xué)專用rmin120°-ωω1’對心直動尖底從動件凸輪機構(gòu)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(shè)計該凸輪輪廓曲線。設(shè)計步驟小結(jié):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(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(xué)專用rminA120°-ωω1’設(shè)計步驟小結(jié):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(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。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(nèi)(外)包絡(luò)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(gòu)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(shè)計該凸輪輪廓曲線。浙江大學(xué)專用rmin對心直動平底從動件凸輪機構(gòu)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(shè)計該凸輪輪廓曲線。設(shè)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(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(luò)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(xué)專用eA偏置直動尖底從動件凸輪機構(gòu)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(shè)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(shè)計步驟小結(jié):①選比例尺μl作基圓rmin;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。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8動畫浙江大學(xué)專用擺動從動件凸輪機構(gòu)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(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離d,擺桿角位移方程,設(shè)計該凸輪輪廓曲線。5.擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)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(xué)專用OBω設(shè)計凸輪機構(gòu)時,除了要求從動件能實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律外,還希望凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,受力情況良好。而這與壓力角有很大關(guān)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(gòu)發(fā)生自鎖。§10-5
凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定αnn一、凸輪機構(gòu)的壓力角與自鎖不考慮摩擦?xí)r,作用力沿法線方向。FF’F”F’----有用分力,沿導(dǎo)路方向F”----有害分力,垂直于導(dǎo)路F”=F’tgαF’
一定時,α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機構(gòu)正常工作,要求:α
<[α]浙江大學(xué)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(dāng)1、V2、s2一定時,,r。經(jīng)驗公式:r≥0.9d+(7~10)(㎜)d為安裝凸輪處軸的直徑,㎜。浙江大學(xué)專用對平底推桿凸輪機構(gòu),也有失真現(xiàn)象。Ormin可通過增大rmin解決此問題。rmin浙江大學(xué)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
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