033凸轮廓线设计资料.ppt

* 机械原理 温州大学机电工程学院 3-* Theory of Machines and Mechanisms 机 械 原 理 第三章 凸轮机构 §3.4 凸轮廓线设计 第三章 凸轮机构 反转法原理 作图法，解析法 设计方法: 假定凸轮固定不动而使从动件连同导路一起反转，故称反转法（或运动倒置法、转换机架法） 反转法的本质是改变参照系，即把原来建立在机架上的运动参照系改建到凸轮上面 绘制凸轮轮廓线就是绘制尖顶的运动轨迹 凸轮廓线设计的基本原理 o 例:直动尖顶从动件凸轮机构 o 1、凸轮固定不动 反转法: 2、从动件与导路以角速度 绕O转动 3、从动件以原有运动规律相对导路作往复运动 4、尖顶与凸轮轮廓始终接触，尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线 反转法原理 作图法设计凸轮轮廓曲线 1、移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 已知偏距为 ，基圆半径为 ，凸轮以角速度 顺时针转动，从动件位移线图如下图所示，设计该凸轮的轮廓曲线。 o S 1 2 3 4 5 6 8 9 0 7 设计步骤 （1）以与位移线图相同的比例尺作出偏距圆及基圆，过偏距圆上任一点作偏距圆的切线作为从动件导路，并与基圆相交于点 ，该点也就是从动件尖顶的起始位置。 （2）将位移线图的推程运动角和回程运动角分别作若干等分 o （3）从 开始按 方向在基圆上画出推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角，并在相应段与位移线图对应划分出若干等份，得点 …… o (4)过 … 作偏距圆的一系列切线,这些切线便是反转后从动件导路的一系列位置 (5)沿各切线自基圆开始量取从动件的相应位移量,即 得反转后尖底一系列位置 (6)光滑连接 … 即的凸轮轮廓曲线 o 反转法设计全过程 1 2 3 4 5 6 8 9 0 o S 7 移动从动件盘形凸轮轮廓的设计 2、滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 理论轮廓线 实际轮廓线 凹槽凸轮作外包络线 高副为滚动，提高推杆使用寿命 滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 注意 2、当e=0时，偏距圆的切线化为过点O的径向射线，设计方法与上述相同 3、平底从动件凸轮设计，只需把平底看成尖顶，求出 …后，再作这些点的一系列平底，得一直线族，再作此直线族包络线即得凸轮实际轮廓 1、滚子从动件凸轮设计中， 指的是理论廓线的基圆半径 4、摆动从动件凸轮设计，反转求出机架的不同位置，然后以机架为圆心作圆弧并根据角位移求出 …后，联成光滑曲线即得凸轮实际轮廓 解析法设计凸轮轮廓曲线 所谓用解析法设计凸轮廓线，就是根据工作所要求的从动件的运动规律和已知的机构参数，求出凸轮廓线的方程式，并精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值 移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 1）理论廓线方程? 若为对心移动从动件，由于e?=0，s0=rb,故上式可写成 2）实际廓线方程 实际廓线与理论廓线在法线方向上处处等距，该距离均等于滚子半径rr。所以，如果已知理论廓线上任一点B的坐标(x,y)时，只要沿理论廓线在该点的法线方向取距离为rr，即可得到实际廓线上相应点B的坐标值（x,y）?? 曲线上任一点的法线斜率与该点的切线斜率互为负倒数，故理论廓线上B点处的法线nn的斜率为 当β求出后，实际廓线上对应点B的坐标可由下式求出： 式中，上面一组减号表示一条内包络廓线η，下面一组加号表示一条外包络线η 解析法设计凸轮轮廓曲线 摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 解析法设计凸轮轮廓曲线 摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 ?OA0B0=?0 ?OAB=?0 ?A0OA=?EAO= ? ?BAB=? LAB=LA0B0 ?GAB=?0 +? + ? BG//OX AE//OY 解析法设计凸轮轮廓曲线 摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 XB =OE-BG YB=AE-AG =LOA *sin(?) -LAB *sin(?0 +? + ?)] =LOA *cos(?) - LAB *cos(?0 +? + ?) §3.5 凸轮机构基本参数设计 第三章 凸轮机构 凸轮机构的基本尺寸 1、基圆半径 2、滚子半径 3、凸轮机构的偏距 4、机架及构件等结构尺寸 5、凸轮机构的压力角 以上参数对凸轮机构的运动性能和受力等均有重要影响 凸轮机构的压力角 o 1 2 压力角 从动件在接触点所受力的方向与该点速度方向所夹的锐角 有效分力 无效分力 自锁 直动从动件 推程时 摆动从动件 回程时 越小传力越好 凸轮尺寸增大 o 1 2 基圆半径的确定 点为凸轮与从动件的瞬时重合点 方向 大小 边长关系 注意 偏距e选定后为使结构紧凑 设计时 尽可能选取小的基圆半径 1、 2、采用试算加校核