机械设计基础----凸轮机构设计(第三章)幻灯片.ppt

凸轮的应用和分类 从动件常用运动规律 从动件常用运动规律 从动件常用运动规律 从动件常用运动规律 从动件常用运动规律 从动件常用运动规律 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮轮廓曲线的设计 设计凸轮机构应注意的问题 设计凸轮机构应注意的问题 设计凸轮机构应注意的问题 设计凸轮机构应注意的问题 思 考 题 思 考 题 思 考 题 * 3.1 凸轮机构的应用和分类 3.2 从动件的运动规律 3.3 盘状凸轮轮廓的设计 3.4 设计凸轮机构应注意的问题 思考题 一、凸轮机构的应用 实例：内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀机构 自动车床凸轮机构 二、凸轮机构的分类 1. 按凸轮的形状分： 特点：适当的设计凸轮廓线可实现各种运动规律、结构简单、 紧凑；但易磨损，传力不大。 盘形凸轮 圆柱凸轮 移动凸轮 2. 按从动件形状分： 尖顶 滚子 平底 根据从动件相对于机架的运动形式不同分： 往复直动（偏置与对心）和摆动两种 摆动尖顶 摆动滚子 摆动平底 凸轮的应用和分类 3. 按保持接触方法分 (1)几何封闭的凸轮机构 (2)力封闭的凸轮机构 一、凸轮机构的基本名词术语 基圆：r0为基圆半径。 推程：从动件的移动距离AB’， δt称为推程运动角。 远休：当凸轮继续转过δS角时， 推杆处于最高位置而静止不动， δS称为远休止角。 回程：当凸轮继续转过δh 角时， 推杆由最高位置回到最低位 置，δh称为回程运动角。 近休：当凸轮继续转过δh’角时， 推杆将处于最低位置静止不动， δh’称为近休止角。 o t δ s r0 h B’ ω A δs δs δt δt δh δh δ’s δ’S D B C 从动件一个循环运动过程： 升—停—降—停 s δ 等速运动规律在开始和终止的瞬间时，有刚性冲击。 二、从动件等速运动规律 δt v δ a δ h +∞ －∞ 推程或回程中，从动件等速运动，即 v =常数。 在推程起始点：δ=0， s2=0 在推程终止点：δ=δt，s2=h 运动线图： 推程运动方程： s =hδ/δt v = hω/δt a = 0 回程运动方程： s=h(1- δ/δh ) v=-hω/δh a=0 由运动线图可知： ∴等速运动规律只适用于低速轻载及从动件质量较小的场合。 三、等加速等减速运动规律 推程或回程中： 前半行程作等加速运动，后半行程作等减速运动，通常加速度的绝对值相等，为一常数。 d v2 2hω/δt 4hω2/δt2 d a2 1 d s2 2 3 5 4 6 3 h/2 dt h/2 ●位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。 ●从动件的加速度： a2 = a0 =常数 ●从动件前半行程速度： v2 = a0 t ●从动件的位移： s2 = a0 t2/2 由运动线图可知： 在行程起点、中点和终点，存在加速度突变，但突变为有限值，引起的惯性力为有限值，在机构中产生有限冲击，称为柔性冲击。 ∴等加速等减速运动规律可用于中、低速轻载场合。 位移线图的几何作图法：由s2 与 t2的关系作图。 1 4 9 4 1 0 h 1 4 2 3 5 6 0 s 1 2 3 5 4 6 3 h/2 dt h/2 d s O 3’ 2’ 1’ 四、余弦加速度运动规律 又称简谐运动规律,从动件加速度 按余弦规律变化。 δ s δ a 1 2 3 4 5 6 δ v 1 2 3 4 5 6 Vmax=1.57hω/2δ1 h δ1 推程中从动件位移： s2=h[1-cos(πδ/δt)]/2 加速度曲线为一余弦曲线。 由其运动线图可知： 在行程的起始和终止处加速度有突变，但突变为有限值，故产生柔性冲击。 ∴ 余弦加速度运动规律适用于中速中载场合。 在升—降—升时可用于高速。 位移线图作法： δ s 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 h δ1 其他从动件运动规律： ◆正弦加速度（摆线）运动规律 ◆五次多项式运动规律 无冲击，适用于高速凸轮。 工作中无冲击，用于高速轻载。 位移方程： s=10h(δ/δt)3－15h (δ/δt)4+ 6h(δ/δt)5 一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理 反转原理：即在设计时，假设凸轮静止不动而推杆相对于凸轮 作反转运动，同时又沿导轨作预期的运动，推杆尖顶在此复 合运动中的轨迹就是所要求的凸轮廓线。 直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓形成 依据