《第3章 凸轮机构及其设计课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章 凸轮机构及其设计课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3章 凸轮机构及其设计,3-1 凸轮机构的概述,3-2 从动件的运动规律,3-3 盘形凸轮轮廓曲线的设计,3-4 凸轮机构基本参数的确定,小结,目录,3-1 凸轮机构的概述,绕线机构,3.1.1 凸轮机构的应用,章头,送料机构,3-1 凸轮机构的概述,3.1.1 凸轮机构的应用,章头,录音机卷带机构,章头,3-1 凸轮机构的概述,3.1.1 凸轮机构的应用,应用：,要求较精确实现预定运动规律及从动件必须作间歇运动的场合, 尖底从动件, 滚子从动件, 平底从动件,4) 按高副锁合方式分：, 外力锁合, 几何锁合,2) 按从动件端部形式分：,图4-1,图4-2,图4-3,图4-1,图4-2,图4
2、-4,图4-5,图4-6,1.组成：,2.分类：, 盘形凸轮, 移动凸轮, 圆柱凸轮,1) 按凸轮形状分：,由凸轮、从动件、基架组成,3.1.2 凸轮机构的组成和分类,直动从动件 摆动从动件,章头,3.1.1 凸轮机构的应用,3) 按从动件运动形式分：,3.凸轮机构的特点：,3-1 凸轮机构的概述,3-2 从动件的运动规律,名词和术语：,基圆：,推程：,远休程：,ro 基圆半径,行程h、推程运动角t,远休止角 s,回程：,回程运动角 h,近休程：,近休止角 s,从动件位移线图s- （t）,从动件速度线图 - （t）,从动件加速度线图a- （t）,从动件运动线图,章头,3.2.1 凸轮机构的工作
3、过程,从动件位移线图,运动方程：S=h t =t,v=h t =常数,a=0,分析：,1.等速运动规律,章头,位移线图画法：,10mm,已知从动件作等速运动, 20mm，t120,S40, h120,s80,作运动线图。,取作图比例l,h,3-2 从动件的运动规律,3.2.1 凸轮机构的工作过程,3.2.2 从动件基本运动规律,出现刚性冲击,章头,1.等速运动规律,3-2 从动件的运动规律,3.2.1 凸轮机构的工作过程,3.2.2 从动件基本运动规律,2.等加速等减速（二次多项式）运动规律,运动方程： (推程加速段),出现柔性冲击,分析：,运动线图,3.余弦加速度(简谐)运动规律,推程： s
4、h1-cos(/t)/2,v hsin(/t)/2t,a 2h2 cos(/t)/22t,回程： s2h1cos(1/h)/2,v2-h1sin(1/h)1/2h,a2-2h21 cos(1/h)/22h,在起始和终止处理论上a2为有限值， 产生柔性冲击。,3-2 从动件的运动规律,3.2.1 凸轮机构的工作过程,3.2.2 从动件基本运动规律,1.等速运动规律,2.等加速等减速运动规律,章头,4.正弦加速度（摆线）运动规律,推程： sh/t-sin(2/t)/2,vh 1-cos(2/t)/t,a2h2 sin(2/t)/2t,回程： s2h1-1/h +sin(21/h)/2,v2h1co
5、s(21/h)-1/h,a2-2h21 sin(21/h)/h2,无冲击,章头,3.余弦加速度(简谐)运动规律,3-2 从动件的运动规律,3.2.1 凸轮机构的工作过程,3.2.2 从动件基本运动规律,1.等速运动规律,2.等加速等减速运动规律,位移线图画法：,章头,5. 组合型运动规律,3-2 从动件的运动规律,3.2.1 凸轮机构的工作过程,3.2.2 从动件基本运动规律,1.等速运动规律,2.等加速等减速（二次多项式）运动规律,4.正弦加速度（摆线）运动规律,3.余弦加速度(简谐)运动规律,3.2.3 从动件运动规律的选择,3-3 盘形凸轮轮廓曲线的设计,3.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基
6、本原理,1. 直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制,1) 偏置尖顶直动从动件盘形凸轮,2) 偏置滚子直动从动件盘形凸轮,3) 平底直动从动件盘形凸轮,4) 对心直动从动件盘形凸轮,2. 摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制,章头,3.3.2 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线,反转法原理一,节头,3.3.1 凸轮轮廓曲线设计的基本原理,反转法原理二,节头,o,反转法原理三,节头,o,已知: ro 、 方向、e、S-线图。,1. 偏置尖顶直动从动件盘形凸轮.,设计步骤：,一、直动从动件盘形凸轮轮廓曲线绘制,1）选定l作基圆、偏距圆、从动件初始位置C0；,2）将位移线图的和分别作若干等分；,3）将基圆自OC0开
7、始沿-方向按运动角分区得C4、C5、C9点；,4）将和作与位移线图相同的等分得C1、C2C9各点；,5）过C1、C2作偏距圆的一系列切线；,6）沿上述各切线取线段C1B1=1 1，C2B2=2 2，得B1、B2。,7）将B0、B1、B2、连成光滑曲线，得凸轮轮廓线。,C0,C4,C5,C9,C1,C2,C3,C6,C7,C8,B0,B1,。,B2,。,。,B3,。,B4,。,B5,。,B6,。,B7,。,B8,B9,。,。,。,。,。,。,。,。,。,o,节头,3.3.2 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线,2. 滚子直动从动件盘形凸轮,已知: ro 、 方向、e、S-线图。,节头,设计步骤：,1）
8、选定l作基圆、偏距圆、从动件初始位置C0；,2）将位移线图的和s分别作若干等分；,3）将基圆自OC0开始沿-方向按运动角分区得C4、C5、C9点；,4）将和s作与位移线图相同的等分得C1、C2C9各点；,5）过C1、C2作偏距圆的一系列切线；,6）沿上述各切线取线段C1B1=1 1 ， C2B2=2 2 ，得B1、B2；,7）将B0、B1、B2、连成光滑曲线，,得凸轮轮廓线。,得凸轮理论轮廓线 。,8）以上各点为中心画一系列滚子圆；,9）作这些滚子圆的内包络线，得凸轮实际轮廓线。,3. 平底直动从动件盘形凸轮,已知: ro 、 方向、e、S-线图。,设计步骤：,1）选定l作基圆、偏距圆、从动件
9、初始位置C0；,2）将位移线图的和s分别作若干等分；,3）将基圆自OC0开始沿-方向按运动角分区得C4、C5、C9点；,4）将和s作与位移线图相同的等分得C1、C2C9各点；,5）过C1、C2作偏距圆的一系列切线；,6）沿上述各切线取线段C1B1=1 1，C2B2=2 2，得B1、B2。,7）将B0、B1、B2、连成光滑曲线，得凸轮轮廓线。,7）过这些点画一系列平底；,8）作平底直线族的内包络线，得凸轮实际轮廓线。,节头,4. 对心直动从动件盘形凸轮,e=0,偏距圆的切线化为径向射线,其它步骤与偏置式相同,节头,二、摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线绘制,已知: ro 、 方向、a、l、max、 -线
10、图。,设计步骤：,节头,一、直动从动件盘形凸轮轮廓曲线绘制,3.3.2 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线,一般, 推程 a = 30 38o (移动) 40 50 (摆动) 回程 a = 70 80,3.4.1 压力角 a 的确定,3-4 凸轮机构基本参数的确定,a 有害分力Fx 当 a 大于一定值, 将自锁.,章头,有害分力:,有用分力:,amaxa,注意:,计算式中正偏置取“”；负偏置取“”,什么叫正（负）偏置？,3.4.2 基圆半径的确定,1、r0 a ,3.4.1 压力角 a 的确定,3-4 凸轮机构基本参数的确定,分析：,2、在r0不变的情况下，为了减小推程压力 角，应将从动件设置为正偏
11、置。,在最大压力角小于许用压力角的前提下，尽可能选用小的基圆半径。,章头,3.4.3 滚子半径的确定,工作轮廓曲率半径，理论轮廓曲率半径，rT滚子半径,rT,rT0,rT,rT,rT0,轮廓正常,轮廓变尖, rT,rT,轮廓正常,外凸,内凹,章头,结论:,内凹时：,=+rT,正常,外凸时：,=-rT,1）当rT时：,0,不失真,2）当=rT时：,=0,变尖,3）当rT时：,0,失真,对平底从动件凸轮实际轮廓内凹时：,失真,为免失真必需minrT,一般：rT 0.8min,3.4.3 滚子半径的确定,3.4.4 平底尺寸的确定,如何确定平底尺寸?,章头,小 结,章头,1、凸轮机构的分类,尖底从动
12、件,滚子从动件,平底从动件,盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮,直动,摆动,对心,偏置,2、从动件常用运动规律,等速运动规律,余弦加速度（简谐）运动规律,正弦加速度（摆线）运动规律,作运动线图 分析运动特性,3、图解法设计凸轮轮廓,1）反转法原理,2）凸轮轮廓设计,4、其它基本尺寸的确定,压力角和自锁、,基圆半径、滚子半径和平底尺寸,正配置和负配置、,例一,等加速等减速运动规律,例题,1、作出下列凸轮机构的压力角,（a）,（b）,a,a =0,节头,2、标出图示位置及逆时针转过45位置的压力角，及转后的位移s,解：,1) a=0,2）如图示,45,a,s,此时：=00,t,aB,aD,aA,图4-1
13、,返回,图4-2,圆柱凸轮,返回,图4-3,移动凸轮,返回,图4-4,主回凸轮,返回,图4-5,等径凸轮,返回,图4-7,返回,图4-6,等宽凸轮,返回,表4-1,返回,续二,返回,续一,位移线图画法：,1）按比例在s轴上确定h点，并把作若干等分（16）；,2）从O点作一斜直线，并在斜直线上作相应平方点（090）；,3）过各点作平行线与s轴相交，再作轴平行线与等分线相交得各点；,4）把各点连成光滑曲线便得位移线图。,返回,3.余弦加速度（摆线）运动规律,位移线图画法：,1）以纵轴上h/2点为圆心，h/2为半径作半圆；,2）将横轴和半圆作相应等分得点头1、2；,3）过横轴等分点作垂直线与过半圆等分 点作水平线相交得点1、2 等点；,4）把各点连成光滑曲线得位移线图。,返回,4.正弦加速度（摆线）运动规律,返回,t,返回,位移线图画法,h,1 2 3 4 5 6 7 8,图4-8,返回,图4-9,返回,动画,图4-10,返回,动画,返回,视频,返回,
