机械原理 第2版 作者 黄茂林 主编 秦伟副 主编 第三章.ppt

1 ─凸轮 2 ─从动件 3 ─机架 1、盘形凸轮机构 最基本的形式，结构简单，应用最广 3、按照从动件的运动形式分 4.按凸轮与从动件维持高副接触的方法分类 基圆─以凸轮轮廓的最小向径rb所作的圆 升程─从动件上升的最大距离h 推程运动角Φ0 远休止角Φs 二、从动件运动规律设计 3.从动件偏置方向的选择 压力角与偏距的关系 (3)平底从动件 1. 移动从动件盘形凸轮(1)尖底从动件 （2）滚子从动件 （3）平底从动件 2. 摆动从动件盘形凸轮 为了保证在所有位置从动件平底都能与凸轮轮廓曲线相切，凸轮廓线必须是外凸的。 边界条件： 起点： j=0 , s=0 , v=0 终点： j= f , s=h 推程运动规律： 同理，得回程运动规律： 余弦加速度运动规律的运动特性： 从动件加速度在起点和终点存在有限值突变，故有柔性冲击。 若从动件作无停歇的升－降－升连续往复运动，加速度曲线变为连续曲线，可以避免柔性冲击。 适用于中速中载场合。 s j O h f f/2 ?? h /2f f f/2 v j O a j O b)正弦加速度运动方程 在推程或回程阶段，从动件的加速度按一个周期的正弦关系变化，保证了在运动边界处加速度值为0.类似余弦运动方程时求积分常数，得出其推程时的运动方程为： 回程运动方程： j j j vmax=2hω / f j f amax=6.28hω2 / f 2 推程段的运动线图 正弦加速度运动规律运动特性： 从动件加速度没有突变，因而将不产生任何冲击。 适用于高速轻载场合。 从动件常用运动规律特征比较及适用场合 选择或设计从动件运动规律时应注意的问题 1)当机器的工作过程对从动件的运动规律有特殊要求时，应从实现工作过程要求出发，设计其运动规律。2)当机器的工作过程只要求从动件具有一定的工作行程，而对其运动规律无特殊要求时，从动件运动规律的设计具有较大的灵活性。3)当机器对从动件的运动特性有特殊要求，而只用一种基本运动规律又难以满足这些要求时，可以考虑采用满足要求的组合运动规律。4)在设计从动件运动规律时，除了要考虑其冲击特性之外，还要考虑从动件的最大速度vmax、最大加速度amax、最大跃度jmax。 小结 运动规律 运动特性 适用场合 等速运动规律 等加速等减速运动规律 五次多项式运动规律 余弦加速度运动规律 正弦加速度运动规律 刚性冲击 柔性冲击 无冲击 柔性冲击 无冲击 低速轻载 中速轻载 高速中载 中低速中载 中高速轻载 一、滚子移动从动件盘形凸轮机构 1、凸轮机构的压力角 (1)压力角与作用力的关系 压力角：在不计摩擦的情况下，凸轮对从动件作用力的方向与从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角。 主要内容：确定凸轮机构的基本参数（基圆半径，偏距，滚子半径等 有效分力 有害 分力 a越大,有害分力越大 a增大到某一值时，机构发生自锁 第三节　凸轮机构基本尺寸设计 (2). 压力角与机构尺寸的关系： P为瞬心 所以，有 在ΔBDP中 凸轮逆时针转动，从动件偏于右侧； 凸轮顺时针转动，从动件偏于左侧； e以正值代入 凸轮逆时针转动，从动件偏于右侧； 凸轮顺时针转动，从动件偏于左侧； e以负值代入 （3）许用压力角 生产实际中，为了使机构有良好的传力特性，又具有较多　紧凑的结构，规定：凸轮机构的最大压力角 max应小于某一许用压力角[ ]， 许用压力角[ ]的一般取值为 推程时： 直动推杆[ ]＝30° 摆动推杆[ ]＝35～45° 回程时： [ ]＝70～80° 原则：在使　　　　　的前提下，选取尽可能小的基圆半径。 max[ ] max[ ] 2. 基圆半径和偏距的确定 满足： 由结构设计（考虑凸轮的结构及强度）确定： 凸轮轴：rb 略大于轴的半径r； 凸轮单独制作时： rb=（1.6~2）r ， r为轴的半径 凸轮逆时针转动，从动件偏于右侧； 凸轮顺时针转动，从动件偏于左侧； 凸轮逆时针转动，从动件偏于右侧； 凸轮顺时针转动，从动件偏于左侧； e为负，a增大 e为正，a减小 4.滚子半径的选择 设 ?a——实际廓线曲率半径；?——理论廓线曲率半径； 当凸轮廓线为内凹时：?a = ?+rr 当凸轮廓线为外凸时： ?a = ? - rr ?a ?a= ?+rr ? ?a= ? - rr ? ?a 外凸轮廓：?a = ? - rr 0 =0 0 ——凸轮实际廓线光滑连续； ——凸轮实际廓线变尖； ——凸轮实际廓线交叉，运动规律失真。 ?a= ? - rr0 ? ?a ?a=