第四章_常用机构11介绍.ppt

4.2 凸轮机构 曲面凸轮 4.2 凸轮机构 按照从动件结构分为以下几种： a) b) c) d) e) f) 4.2 凸轮机构 力锁合 4.2 凸轮机构 形锁合 1. 基圆rb 2. 推程运动角Φ 3. 远停程运动角Φs 4. 回程运动角Φ 5. 近停程运动角Φs 4.2 凸轮机构 二、凸轮机构中从动件的常用运动规律 1. 凸轮机构的工作过程分析 4.2 凸轮机构 图4-20 对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构工作过程 图为对心尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮回转时，从动件重复升—停—降—停的运动循环。 从动件的位移s与凸轮转角a的关系可以用从动件的位移线图来表示，如右图所示。 4.2 凸轮机构 2.从动件常用运动规律 （1）等速运动规律 运动开始，v由0突变为 加速度a为 同理，运动结束 由于存在刚性冲击，如果单独使用这种运动规律，只适用于低速场合。 a = -∞ 4.2 凸轮机构 （2）等加速—等减速运动规律 等加速、等减速运动规律，在前半程用等加速运动规律，后半程采用等减速运动规律，两部分加速度绝对值相等。 ???????? 　　 等加速、等减速运动规律在运动起点A、中点B、终点C的加速度突变为有限值，产生柔性冲击。用于中速、轻载的场合。 4.2 凸轮机构 （3）摆线运动规律 当半径为R 的滚圆沿纵坐标轴作纯滚动时，圆周上某定点M的运动轨迹为一摆线，该点在纵坐标轴上投影的变化规律即构成摆线运动规律。 由运动线图可知，当从动件按摆线运动规律运动时，其加速度按正弦曲线变化，故又称为正弦加速度运动规律。从动件在行程的始点和终点处加速度皆为零，且加速度曲线均匀连续而无突变，因此在运动中既无刚性冲击，又无柔性冲击，常用于较高速度的凸轮机构。 4.2 凸轮机构 4.2 凸轮机构 凸轮轮廓曲线设计的方法有图解法和解析法两种，这两种方法所依据的基本原理是相同的。如 右图所示，当凸轮机构工作时，凸轮是运动的，而我们设计凸轮轮廓时，却需要凸轮与图纸相对静止。为此，我们在设计中采用反转法。 三、盘行凸轮轮廓设计 1.盘形凸轮轮廓曲线设计基本原理 4.2 凸轮机构 反转法原理 加角速度-w(与凸轮角速度大小相等、方向相反) 从动件与导路绕凸轮以角速度-w 转动 凸轮静止不动 从动件尖顶的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线 从动件相对导路移动 （1）对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计 演示动画 2. 图解法设计凸轮轮廓曲线 4.2 凸轮机构 （2）对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 把滚子回转中心看作尖顶绘出凸轮理论轮廓后，再以理论轮廓上一系列点为圆心，以滚子半径为半径所作一系列圆的包络线就是设计的滚子从动件盘形凸轮轮廓。 4.2 凸轮机构 ①凸轮机构的压力角 从动件的运动方向和凸轮作用于它的法向力Fn方向之间所夹的角a称为压力角。 由上述关系式知，压力角a愈大，有效分力Ｆy愈小，有害分力Ｆx愈大。当a角大到某一数值时，必将会出现FyFx的情况。这时，不论施加多大的Fn力，都不能使从动件运动，这种现象称为自锁。因此，为了保证凸轮机构的正常工作，必须对凸轮机构的压力角进行限制。 推荐压力角数值 移动从动件[a]=30 摆动从动件[a]=45 回程中，一般不会有自锁现象，压力角取值为 [a]=70～80 3. 凸轮设计中应注意的问题 4.2 凸轮机构 基圆半径选的越小，凸轮机构越紧凑，实际分析证明当从动件运动规律确定后，基圆半径变小会引起压力角增大，但压力角不能超过许用值，否则机构的传力性能降低，甚至发生自锁，故基圆半径不能取的太小。 设计时具体要以实际结构（包括凸轮允许占用空间，凸轮安装轴直径等）而定，可按经验公式确定： 式中d为安装轴直径。 ②凸轮基圆半径的选取 4.3 凸轮机构 ③滚子半径的确定 凸轮轮廓曲线形状与滚子半径的关系： 4.2 凸轮机构 4.3 螺旋机构 §4.3 螺旋机构 一、螺旋机构的组合和工作原理 用螺旋副联接的机构称为螺旋机构，用来传递运动和动力。 下图所示是最基本的螺旋机构，它是由螺杆1、螺母2和机架3组成，螺杆与螺母组成螺旋副B，螺杆与机架组成转动副A，螺母与机架组成移动副C。 通常，螺杆为主动件作匀速转动，螺母为从动件作轴向匀速直线移动，螺杆转动一周，螺母的轴向位移l为一个螺纹导程。 若螺旋副的导程为s，螺杆的转角为 时，其位移和转角的关系是 有时也可以使螺母不动， 螺杆在旋转时轴向移动。 4.3 螺旋机构 螺旋机构具有结构简单，工作连续，传动精度高，易于实现自锁等优点，在