第七章凸轮机构的运动设计预案.ppt

第 七 章 凸轮机构的运动设计 7.1 凸轮机构的组成及其应用 实例2：内燃机配气凸轮机构 思考一下 综合前面的各种凸轮的分类方式，试说出下面凸轮机构的名称 2.改进型等速运动规律——消除刚性冲击 δ s δ1 δ2 δ0 a δ v δ 凸轮轮廓曲线的设计的主要内容是建立凸轮轮廓曲线的参数方程。 7.3 凸轮的轮廓曲线设计 s D r0 e A B C ? 基本术语回顾： 基圆 r0 ：以凸轮最小半径所作的圆，称为凸轮的基圆半径。 凸轮转角δ ：以导路为参考轴进行测量。 从动件位移S ：从最低位置开始测量。 凸轮轮廓曲线的参数方程：得到凸轮轮廓的参数方程关键是确定凸轮轮廓上的任意点B的坐标 与凸轮转角δ之间的关系。 讨论: δ与B点之间的关系？ 矢量旋转方程(绕坐标原点） B1点 B点 讨论：B1点与B点的关系？ 凸轮轮廓曲线设计一般方法： 建立坐标系：一般将坐标系的原点取在凸轮的转动中心上，坐标轴的选取以比较容易地写出矢量的坐标表达式为原则； 将从动件处于运动过程中的任一位置，写出从凸轮转动中心到从动件尖底的矢量的坐标表达式； 将矢量沿与凸轮转动方向相反的方向转动一个对应凸轮的转角，得到新矢量，并利用平面矢量旋转矩阵得到新矢量的表达式，此式便为凸轮的廓线方程。 B1 B -? 例1：尖顶移动从动件盘型凸轮机构 已知：?的转向，ro, e，s=s(δ) -δ s x y O （1）取定xoy坐标，x或y轴平行于导路线，且使初始位置在第一象限； （2）写出点B1的坐标； S0 e B0 r0 ? 注意：δ??逆时针为正。 求解：凸轮轮廓曲线上点的坐标值或作出凸轮的轮廓曲线 （4）写出凸轮轮廓上点B的坐标。 （3）写出平面旋转矩阵 ； B1 B -? -δ s x y O S0 e B0 rb ? 例2：尖顶摆动从动件盘型凸轮机构 已知：?的转向，r0 ,中心距lO1O2＝a，摆杆长L ， B1 B （1）取定xoy坐标，x或y轴在O1O2 线上，且使初始位置在第一象限； （2）写出点B1的坐标； L B0 O1 O2 ? a ro ?0 ? x y - δ 求解：凸轮轮廓曲线上点的坐标值或作出凸轮的轮廓曲线 D 例2：尖顶摆动从动件盘型凸轮机构 （4）写出凸轮轮廓上点B的坐标 （3）写出平面旋转矩阵 ； 注意：δ逆时针为正 B1 B L B0 O1 O2 ? a ro ?0 ? x y - δ 例3、平底移动从动件盘型凸轮机构 （1）选定xoy坐标如图； （2）写出点B1的坐标； ∵ v2=op.? ∴ op=v2 / ?=ds/dδ B1 2 S ? ro B 1 P δ x y O P为构件1、2的瞬心 -δ （4）写出凸轮轮廓上点B的坐标； （3）写出平面旋转矩阵 ； B1 2 S ? ro B 1 P δ x y O P为构件1、2的瞬心 -δ 其中： 例4：滚子从动件盘型凸轮机构 n n B C x y ro B0 ? ? ? 理论轮廓曲线 ? 实际轮廓曲线 （1）求出滚子中心在固定坐标系xoy中的轨迹?（称为理论轮廓廓线）； （2）再求滚子从动件凸轮的工作轮廓曲线（称为实际轮廓曲线）。 理论轮廓曲线上点B处的法线n-n的斜率： rr 理论廓线：滚子从动件中心相对于凸轮的运动轨迹。 实际廓线：以理论廓线上的点为圆心，滚子半径为半径作圆族的包络线。 理论轮廓曲线上点B处的法线 n-n的斜率： 实际轮廓曲线上对应点C点的坐标： xC=xB?rrcos? yC=yB?rrsin? 其中： “-”为内包络线； “+”为外包络线。 n n B C x y ro B0 ? ? ? 理论轮廓曲线 ? 实际轮廓曲线 rr 注意： （1）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线； （2）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。 n n B C x y ro B0 ? ? ? 理论轮廓曲线 ? 实际轮廓曲线 rr 如果凸轮轮廓曲线的参数方程为 ，则由高等数学可知，任意点的曲率半径为： （7---16） 有尖点的凸轮极易磨损、很快就不能正常工作了 讨论：两个曲率半径与滚子半径的关系 （1）尖点 滚子从动件凸轮廓线出现失真 （2）失真 动画演示 无论从动件属于哪一种类型，凸轮的轮廓曲线都不能出现尖点和失真现象，平底从动件凸轮廓线不能出现内凹的现象。 由以上分析可知，增大凸轮的基圆半径是解决凸轮轮廓变尖、失真或内凹等问题的措施之一，滚子半径也是一个值得认真选择的结构尺寸 。 第七章完了 * * * * * * motorlgs2007 A1 凸轮1 从动件2 机架3 ?1 凸轮机构的组成: