机械原理20.ppt

课题19 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计（二） §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定 二、 凸轮基圆半径的确定 三、从动件结构尺寸的确定 小 结 * 九江学院机械工程学院 教学内容及基本要求 解析法设计凸轮轮廓曲线 （了解） 凸轮机构的压力角与效率 （掌握） 凸轮基圆半径的确定 （掌握） 从动件结构尺寸的确定 （掌握） 重点 1、凸轮机构的压力角与效率 2、凸轮基圆半径的确定 3、从动件结构尺寸的确定 难点 1、解析法设计凸轮轮廓曲线 2、凸轮基圆半径的确定 三、解析法设计凸轮轮廓曲线 1、 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构 如图所示，选取Oxy坐标系，B0点为凸轮廓线起始点。当凸轮转过δ角度时，推杆位移为s,此时滚子中心B点的坐标为 其中， 由高等数学知，理论廓线B点处的法线nn的斜率应为 实际廓线上的对应 Bˊ(xˊ，yˊ)的坐标为 式中“-”号用于内等距曲线，“+”号用于外等距曲线。 另外，式中e为代数值。当凸轮逆时针方向回转时，若推杆处于凸轮回转中心的右侧，e为正，称为正偏置；若凸轮顺时针方向回转， e为负，称为负偏置。 2、 对心平底推杆(平底与推杆轴线垂直)盘形凸轮机构 分析：取坐标系的y轴与推杆轴线重合； 推杆反转与凸轮在B点相切：凸轮转过d，推杆产生位移s P点为凸轮与推杆相对瞬心 推杆的速度为 B点坐标 为凸轮工作廓线方程式 设计分析：取摆动推杆轴心A0与凸轮轴心O之连线为y轴； 推杆反转处于AB位置：凸轮转过d角，推杆角位移为f。 3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构 则Ｂ点之坐标为 为理论廓线方程式 凸轮工作廓线方程式 一、凸轮机构的压力角与效率 1、 凸轮机构的压力角 凸轮机构的压力角, 指在不考虑摩擦力的情况下, 凸轮对从动件作用力的方向与从动件上力作用点的速度方向之间所夹的锐角 Ft=Fcosα Fn=Fsinα F1是推动从动件移动的有效分力，随着α的增大而减小；F2是引起导路中摩擦阻力的有害分力，随着α的增大而增大。当 增大到一定值时，引起的摩擦阻力超过有效分力 ，此时凸轮无法推动从动件运动，机构发生自锁。可见，从传力合理、提高传动效率来看，压力角越小越好。 例1：画出图示机构的压力角 压力角的关系的计算公式 P为瞬心 所以 在ΔBCP中 当正偏置时，正推程使压力角变小，回程使压力角变大 当负偏置时，正推程使压力角变大，回程使压力角变小 ?1 ? 2. 凸轮机构的效率 G F ? t t n n B ?2 FR1 ?2 FR2 d 尖端直动推杆盘形凸轮机构在推程中任意位置的受力情况取推杆为分离体，根据力的平衡条件 ΣMB=0 FR2cosφ2(l+b)－FR1cosφ2 b =0 ΣFy=0 －G+Fcos(α+φ1)－(FR1+FR2)sinφ2=0 ΣFx=0 －Fsin(α+φ1)+(FR1－FR2)cosφ2=0 l b 经整理得 则 当 G = const 时， ?? F? 机构受力差 tg?? ?? 当 ? =0时? = ?c 临界压力角 ? = b/l ? ?? 应使b/l 取小值 f1、f2(摩擦系数) ? ?1、 ?2 ? ?? 应选用摩擦系数较小的配对材料 讨论影响效率η的因素 3. 临界压力角?c 令?=0，即 1）讨论影响αc的因素 ?c 只取决于推杆结构尺寸及 摩擦系数； ? = b/l ? ?c ? f1、f2(摩擦系数) ? ?1、 ?2 ? ?c ? 2) 考虑到工作的可靠性 为许用压力角 并以： 为设计原则。 取许用压力角[?]的取值： 推程： 直动推杆[?]=30°； 摆动推杆[?]=35°~45° 回程： [?]′=70°~80° 工程中取： 1、 基圆半径和压力角的关系 讨论：基圆半径与压力角的关系 r0? 机构尺寸小，但受力差。 ?? 1) 若欲减小压力角? ，应首选增大r0 2) ?? [?]时 r0 ? r0min 时，可得最小基圆半径。 2、 基圆半径的选取： 满足 由结构设计（考虑凸轮的结构及强度）确定： 凸轮轴：r0 略大于轴的半径r； 凸轮单独制作时： r0=（1.6~2）r ， r为轴的半径 1、滚子半径的选择 设 ?a——实际廓线曲率半径； ?——理论廓线曲率半径；