精密機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-第六章凸輪機(jī)構(gòu)

第六章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)概述1、凸輪機(jī)構(gòu)組成：凸輪、從動件、機(jī)架2、特點(diǎn)：（1）優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)任意給定的規(guī)律運(yùn)動機(jī)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠（2）缺點(diǎn)：加工比較困難壓強(qiáng)大、易磨損3、分類：（一）按凸輪的形狀分1）盤形凸輪（圖6-1）2）圓柱凸輪（二）按從動件的形狀分1）尖底從動件（圖6-2a）2）滾子從動件（圖6-2b）3）平底從動件（圖6-2c）第二節(jié)從動件常用運(yùn)動規(guī)律

1、齒輪的基本參數(shù)（圖6-3）基圓推程運(yùn)動角遠(yuǎn)休止角回程運(yùn)動角近休止角理論廓線實(shí)際廓線偏距2、從動件的運(yùn)動規(guī)律：1）等速運(yùn)動規(guī)律（圖6-4）2）等加速等減速運(yùn)動規(guī)律（圖6-5）3）簡諧運(yùn)動（圖6-6）運(yùn)動參數(shù)：位移、速度、加速度

（1）等速運(yùn)動規(guī)律：（2）等加速運(yùn)動規(guī)律：位移方程：如果即將上式代入位移方程對時間t求導(dǎo)，得根據(jù)圖象的對稱性，得等減速的運(yùn)動方程（3）簡諧運(yùn)動：第三節(jié)

圖解法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓1、原理（圖6-7）：

反轉(zhuǎn)法：使整個機(jī)構(gòu)以角速度-ω繞凸輪回轉(zhuǎn)軸心O回轉(zhuǎn)，此時各構(gòu)件之間的相對運(yùn)動關(guān)系不變，凸輪固定不動，而從動件一方面繞軸線回轉(zhuǎn)（-ω），同時又按給定的運(yùn)動規(guī)律在導(dǎo)路中作相對運(yùn)動。2、直動從動件盤形凸輪輪廓（圖6-7）已知從動件導(dǎo)路凸輪回轉(zhuǎn)中心的偏距為e凸輪的基圓半徑為r凸輪以等角速度逆時針轉(zhuǎn)動從動件的位移線圖（圖6－7b）作偏置尖底從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)（圖6-7a）作圖步驟：1）將從動件的位移線圖橫坐標(biāo)分成若干等分2）以O(shè)為圓心，以rb和e作為半徑分別作基圓及偏距圓3）自點(diǎn)A將偏距圓沿-ω方向分成與位移線圖橫坐標(biāo)相對應(yīng)的等分點(diǎn)4）光滑曲線聯(lián)接3、擺動從動件盤形凸輪輪廓（圖6-8）

已知凸輪軸心與從動件的回轉(zhuǎn)中心距為a基圓半徑為rb從動件長度為l從動件的位移線圖如圖6－8b所示凸輪以等角速度ω沿過時針轉(zhuǎn)動求作凸輪的輪廓曲線作圖步驟：1）將從動件位移線圖φ=f（ψ）的橫坐標(biāo)分成若干等分2)依照給定的中心距a決定凸輪的回轉(zhuǎn)中心O和從動件的轉(zhuǎn)動中心O。3）以O(shè)

1為圓心、擺動從動件長度l為半徑作弧，交基圓于A0點(diǎn)。4）各等分點(diǎn)用光滑曲線聯(lián)接，此曲線即為所求凸輪的輪廓曲線。第四節(jié)

解析法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓1、尖底直動從動件盤形凸輪輪廓（圖6-9）已知偏距e基圓半徑rb從動件的運(yùn)動規(guī)律s=f（ψ）求凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)A點(diǎn)的極角θAθA=δ0+ψ–δ式中：δ0和δ可由△A0OC0及△AOC求得由A0C中求得向徑rA為

即凸輪輪廓曲線的極坐標(biāo)參數(shù)方程

θA=δ0+ψ–δ步驟如下：

為擺桿的初位角，其值可由△001A0中求出，即

A點(diǎn)的極角

δ0和δ可由△OO1A0及△OO'1A分別求得，即

將上述δ0、δ代入

即為擺動尖底從動件盤形凸輪輪廓曲線的極坐標(biāo)參數(shù)方程。根據(jù)已知運(yùn)動規(guī)律φ=f（ψ）和精度要求，即可計(jì)算出凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的極坐標(biāo)值（θ，r），并列成表格。

第五節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1、凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的確定（見圖6－11）。壓力角：公法線n－n與從動件（即尖底從動件）運(yùn)動方向的夾角。

根據(jù)力平衡條件，可得上式消去FNA、FNB，經(jīng)整理后得若其它條件不變，則a增加，所需推力F增大。當(dāng)a增加到使上式的分母為零時，即F增至無窮大，機(jī)構(gòu)自鎖。故凸輪機(jī)構(gòu)自鎖時的極限壓力角為：2、基圓半徑的確定（圖6-12）沿凸輪輪廓曲線上K點(diǎn)處凸輪與從動件的線速度分別為VK1、VK2．從動桿對凸輪的相對速度為VK12，則由速度三角形可知

式中s——從動件在K處的位移。推薦許用壓力角：工作行程移動