凸轮机构基本尺寸的确定.ppt

The Theory of Machines and Mechanisms Chapter 4. Cams and Its Design Sun Zhihong Zhsun@dhu.edu.cn Room307, No.3 Teaching Building Today’s topics Decision of cam mechanism’s basic dimension 凸轮机构基本尺寸的确定 Decision of cam mechanism’s dimension 上述设计廓线时的凸轮结构参数r0、e、rr等，是预先给定的。实际上，这些参数也是根据机构的受力情况是否良好、动作是否灵活、尺寸是否紧凑等因素由设计者确定的。 1.cam mechanism’s pressure angle 2. Primary circle radius 3. Radius of the roller 4. The size l of flat-face follower 作者：潘存云教授 l b B ω d Pressure angle of cam mechanism 受力图中，由∑Fx=0，∑Fy=0，∑MB=0 得： FR2 FR1 t t n n φ1 φ2 φ2 α -Fsin(α+φ1 )+(FR1－FR2 )cosφ2=0 －G+Fcos(α+φ1 )－ (FR1+ FR2 )sinφ2=0 FR2cosφ2 (l+b)－ FR1cosφ2 b=0 由以上三式消去R1、R2 得： v G F= cos(α+φ1 )－(1+2b/l) sin(α+φ1 )tgφ2 G Pressure angle α: the angle between the direction of motion (velocity) of the follower and the direction of the axis of transmission. α↑ ?分母↓ ?F↑ 若α大到使分母趋于0，则 F ? ∞ ?机构发生自锁 F 作者：潘存云教授 称αc=arctg[1/(1+2b/l)tgφ2 ]- φ1 为临界压力角 。 增大导轨长度l或减小悬臂尺寸b可提高αc 工程上要求：αmax ≤[α] 直动推杆：[α]＝30° 摆动推杆：[α]＝35°～45° 回程：[α]’＝70°～80° 提问：平底推杆α＝？ n n 0 v O ω r0 作者：潘存云教授 B O ω s0 s D P点为相对瞬心： 由△BCP得: 2.凸轮基圆半径的确定 ds/dδ OP= v/ω = [ds/dt] / [dδ/dt] =[ds/dδ] 运动规律确定之后，凸轮机构的压力角α与基圆半径r0直接相关。 =(ds/dδ-e)/(s0+s) tgα=(OP-e)/BC n n P v v r0 α e ∴ tgα = s + r20 - e2 ds/dδ- e 其中： s0= r20 - e2 r0 ↑ ? α↓ 图示凸轮机构中，导路位于右侧。 e ↑ ? α↓ 作者：潘存云教授 O B ω 设计：潘存云 α ds/dδ ∴ tgα = s + r20 - e2 ds/dδ + e n n 同理，当导路位于中心左侧时，有： ∴ CP = ds/dδ + e e P C r0 s0 s D =(ds/dδ+e)/(s0+s) tgα=(OP+e)/BC 其中： s0= r20 - e2 e ↑ ?α↑ OP= v/ω = [ds/dt] / [dδ/dt] =[ds/dδ] 此时，当偏距e增大时，压力角反而增大。 对于直动推杆凸轮机构存在一个正确偏置的问题！ 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 综合考虑两种情况有： tgα = s + r20 - e2 ds/dδ ± e “+” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧； 显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。 注意：用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回 程压力角，故偏距 e 不能太大。 正确偏置：导路位于与凸轮旋转方向ω相反的位置。 α o B ω 设计：潘存云 n n P e B 0 ω n n P e 正确偏置 错误偏置 α “-” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧； 设计时要求： α≤[α] 于是有： 对心布置有：tgα=ds/dδ/ (r0+s） 提问：在设计一对心凸轮机构设计时，当出现α≥[α] 的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些措施来进行改进？ 确定上述极值r0m