第八章凸轮机构及其设计1预案.ppt

(2) 按推杆的形状分 凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都相等，且等于从动件矩形框架2内侧两个平底之间的距离。 推程时：s＝h[(δ /δ0)－sin(2π δ /δ0) /(2π)] 2）正弦加速度运动规律（摆线运动规律） §9-2 推杆的运动规律 既无刚性冲击，又无柔性冲击。 当滚圆沿纵坐标一作匀速纯滚动时，圆周上一点的轨迹为一摆线。此时，该点在纵坐标上的投影随时间变化的规律称为摆线运动规律。 §9-2 推杆的运动规律 组合原则 要保证在衔接点上运动参数保持连续；在运动的始末处满足边界条件。 （3）组合型运动规律 3．推杆的运动规律的选择 1）机器的工作过程只要求凸轮转过角度δ0时，推杆完成一个行程 h或角行程Φ，而对其运动规律并未作严格要求。 在此情况下，可考虑采用圆弧、直线或其他简单曲线为凸轮廓线。 例 主令开关中的凸轮机构 2）机器的工作过程对推杆的运动规律有完全确定的要求。 此时只能根据工作所需要的运动规律来设计。 3）对于速度较高的凸轮机构，还应考虑该种运动规律的速 度最大值vmax、加速度最大值amax和跃度的最大值 jmax等。 （表9-1） §9-2 推杆的运动规律 衡量运动特性的主要指标： 1、最大速度 最大速度值越大，则从动件系统的动量也大。若机构在工作中遇到需要紧急停车的情况，由于从动件系统动量过大，会出现操控失灵，造成机构损坏等安全事故。因此希望从动件运动速度的最大值越小越好。 §9-2 推杆的运动规律 2、最大加速度 最大加速度值的大小，会直接影响从动件系统的惯性力，从动件与凸轮廓线的接触应力，从动件的强度等。因此希望从动件在运动过程中的加速度最大值越小越好。 3、运动规律的高阶导数 运动规律的高阶导数是否连续也是衡量运动规律特性的主要指标。 研究表明，为有效改善凸轮机构的动力学特性，减小系统的残余振动，应选取跃度连续的运动规律进行凸轮廓线设计。 §9-2 推杆的运动规律 无论是采用作图法还是解析法设计凸轮廓线，所依据的基本原理都是反转法原理。 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 1．凸轮廓线设计的基本原理 当根据凸轮机构的工作要求和结构条件选定了其机构的型式、基本尺寸、推杆的运动规律和凸轮的转向之后，就可以进行凸轮轮廓曲线的设计了。 凸轮廓线设计的方法： 作图法和解析法 直动尖顶推杆盘形凸轮机构 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 （1）凸轮的轮廓曲线与推杆的相对运动关系 O -ω ω 3’ 1’ 2’ 3 3 1 1 2 2 s2 s2 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 （2）凸轮廓线设计方法的基本原理 当给整个凸轮机构加一个公共角速度－ω，使其绕凸轮轴心转动时，凸轮将静止不动，而推杆则一方面随其导轨作反转运动， 另一方面又沿导轨作预期的往复运动。推杆在这种复合运动中，其尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓曲线。 反转法原理 2．用作图法设计凸轮廓线 （1）直动推杆盘形凸轮廓线的设计 结论 尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计是滚子推杆和平底推杆盘形凸轮廓线设计的基本问题及方法。 1）偏置直动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计 2）偏置直动滚子推杆盘形凸轮廓线的设计 3）对心直动平底推杆盘形凸轮廓线的设计 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 （2）摆动推杆盘形凸轮廓线的设计 1）摆动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计 2）摆动滚子推杆盘形凸轮廓线的设计 3）摆动平底推杆盘形凸轮廓线的设计 总结 对于滚子推杆（或平底推杆）的盘形凸轮廓线的设计，只要先将其滚子中心点（或推杆平底与其导路中心线的交点）视为尖顶推杆的尖顶，就可用尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计方法来确定出凸轮理论廓线上各点的位置；然后再以这些点为圆心作出一系列滚子圆（或过这些点作一系列平底推杆的平底线），再作出此圆族（或直线族）的包络线。即得所设计凸轮的工作廓线。 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 结论 摆动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计方法与直动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计方法基本类似，所不同的是推杆的预期运动规律及作图设计中都要用到推杆的角位移φ 表示，即将直动推杆的各位移方程中的位移s改为角位移φ , 行程h改为角行程Φ，就可用来求摆动推杆的角位移了。 （3）直动推杆圆柱凸轮廓线的设计 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 作图法的特点 　　概念清晰，简便易行； 　　误差大、效率低。 　　 解析法的特点 　　计算精度高、速度快，适合凸轮在数控机床上加工。 解析法设计的关键问题　　 　　将凸轮廓线表示为数学方程，这一过程称为建立数学模型。 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 3．用解析法设计凸轮的轮