《机械设计基础：第三章 凸轮机构设计 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础：第三章 凸轮机构设计 (2)（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 凸轮机构设计31 凸轮机构的应用和分类32 从动件的常用运动规律33 盘状凸轮轮廓的设计34 设计凸轮机构应注意的问题31 凸轮机构的应用和分类组成：三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。作用：将连续回转 = 从动件直线移动或摆动。优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。应用：内燃机 、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。分类：1)按凸轮形状分：盘形、 移动、 圆柱凸轮 ( 端面 ) 。2)按推杆形状分：尖顶、 滚子、 平底从动件。特点：尖顶构造简单、易磨损、用于仪表机构；滚子磨损小，应用广；平底受力好、润滑好，用于高速传动。实例12刀架o
2、3).按推杆运动分：直动(对心、偏置)、 摆动4).按保持接触方式分：力封闭（重力、弹簧等）内燃机气门机构机床进给机构几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮)r1r2r1+r2 =constW凹槽凸轮等宽凸轮等径凸轮优点：只需要设计适当的轮廓曲线，从动件便可获得任意的运动规律，且结构简单、紧凑、设计方便。缺点：线接触，容易磨损。作者：潘存云教授主回凸轮设计：潘存云设计：潘存云312A线绕线机构312A线应用实例：设计：潘存云3皮带轮5卷带轮录音机卷带机构1放音键2摩擦轮413245放音键卷带轮皮带轮摩擦轮录音机卷带机构设计：潘存云132送料机构设计：潘存云hhot1s232 从动件的常用运动
3、规律凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式;名词术语：一、推杆的常用运动规律基圆、推程运动角、基圆半径、推程、远休止角、回程运动角、回程、近休止角、行程。一个循环rminh 1A而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。2)推杆运动规律;3)合理确定结构尺寸;4)设计轮廓曲线。ssssDBCBtt设计：潘存云hhot1s2rminh 1AssssDBCBtt运动规律：推杆在推程或回程时，其位移S2、速度V2、和加速度a2 随时间t 的变化规律。S2=S2(t)V2=V2(t)a2=a2(t)位移曲线在推程起始点：1=0， s2=0代入得：C00， C1h/
4、t推程运动方程： s2 h1/t v2 h1 /ts21tv21a21h在推程终止点：1=t ，s2=h+刚性冲击同理得回程运动方程： s2h(1-1/h )v2-h1 /ha20a2 01.等速运动（一次多项式）运动规律应用：存在刚性冲击，应用于低速轻载和从动件质量较小的场合。2. 等加等减速运动规律位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。推程加速上升段边界条件：起始点：1=0， s2=0， v20中间点：1=t /2，s2=h/2 求得：C00， C10，C22h/2t加速段推程运动方程为：s2 2h21 /2tv2 4h11 /2ta2 4h21 /2t设计：潘存云1a2h/2th/2推程
5、减速上升段边界条件：终止点：1=t ，s2=h，v20中间点：1=t/2，s2=h/2 求得：C0h， C14h/t ， C2-2h/2t减速段推程运动方程为：s2 h-2h(t 1)2/2t11s2v2 -4h1(t-1)/2ta2 -4h21 /2t2 35462h/t柔性冲击4h2/2t3重写加速段推程运动方程为：s2 2h2 1 /2tv2 4h11 /2ta2 4h21 /2t1v2同理可得回程等加速段的运动方程为：s2 h-2h21/2hv2 -4h11/2ha2 -4h21/2h回程等减速段运动方程为：s2 2h(h-1)2/2hv2 -4h1(h-1)/2ha2 4h21/2h
6、应用：存在柔性冲击，应用于中、低速轻载的场合。设计：潘存云ht1 s21a2.余弦加速度(简谐)运动规律推程： s2h1-cos(1/t)/2 v2 h1sin(1/t)1/2ta2 2h21 cos(1/t)/22t 回程： s2h1cos(1/h)/2 v2-h1sin(1/h)1/2ha2-2h21 cos(1/h)/22h123 4561v2Vmax=1.57h/20在起始和终止处理论上a2为有限值，产生柔性冲击。123456应用：存在柔性冲击，应用于中速的场合。 s211a21v2ht.正弦加速度（摆线）运动规律推程：s2h1/t-sin(21/t)/2 v2h11-cos(21/t
7、)/ta22h21 sin(21/t)/2t 回程： s2h1-1/h +sin(21/h)/2 v2h1cos(21/h)-1/ha2-2h21 sin(21/h)/h2无冲击应用：无冲击，应用于高速重载的场合。设计：潘存云v2s 2a 2111hooot正弦改进等速二、改进型运动规律将几种运动规律组合，以改善运动特性。+-v 2s 2a 2111hooot1.凸轮廓线设计方法的基本原理33 盘状凸轮轮廓的设计2.用作图法设计凸轮廓线1)对心直动尖顶从动件盘形凸轮2)滚子直动从动件盘形凸轮3)对心直动平底从动件盘形凸轮4)摆动尖顶从动件盘形凸轮机构设计：潘存云一、凸轮廓线设计方法的基本原理反
8、转原理：依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线，例如： 给整个凸轮机构施以-1时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。尖顶凸轮绘制动画滚子凸轮绘制动画O -13123311221设计：潘存云60rmin120-111对心直动尖顶从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度1和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤小结：选比例尺l作基圆rmin。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮135782345 67 891011
9、1213149090A1876543214131211109二、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制 6012090901 3 5 7 8911 13 15s2 191113121410设计：潘存云s2 1911 13 151 3 5 7 8rminA120-11设计步骤小结：选比例尺l作基圆rmin。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。135789111312142345 67 8910111213146090901876543214131211109理论轮廓实际轮廓作各位置滚子圆的内(外)包络线。2.滚子直动从动件盘形凸轮滚子直
10、动从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度1和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。 6012090901设计：潘存云s2 1911 13 151 3 5 7 8rmin对心直动平底从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度1和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：选比例尺l作基圆rmin。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。作平底直线族的内包络线。3.对心直动平底从动件盘形凸轮8765432191011121314-11A13578911131214123456781514131211109 601209090设计：
11、潘存云对平底推杆凸轮机构，也有失真现象。Ormin可通过增大rmin解决此问题。rminOB1定义：正压力与推杆上力作用点B速度方向间的夹角 F”，若大到一定程度时，会有：机构发生自锁。34 设计凸轮机构应注意的问题nn一、压力角与作用力的关系不考虑摩擦时，作用力沿法线方向。FFF”F-有用分力, 沿导路方向F”-有害分力，垂直于导路F”=F tg F 一定时， Ff FFf为了保证凸轮机构正常工作，要求： 二、压力角与基圆半径的关系由图可知：rmin = 30 -直动从动件；= 3545摆动从动件；= 7080回程。v2=vB2=vB1tg=rBtgds2 /dt=d/dt(r0+s2) tg 若发现设计结果，可增大rmin r0= (ds2 /d)/tgs2设计：潘存云OB1nns2VB2rminVB1VB1B212nn提问：对于平底推杆凸轮机构： ？0v2O1rmina工作轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径， rT滚子半径滚子半径的确定三、滚子半径与轮廓曲线形状的关系设计：潘存云rT arT rT 轮廓失真arT rT arT0轮廓正常轮廓变尖内凹arTrTrT rT arT 轮廓正常外凸rTa
