机械原理_孙恒_西北工业大学版第9章凸轮机构及其设计.ppt

第九章 凸轮机构及其设计§9-1 凸轮机构的应用和分类 凸轮机构特点：机构简单紧凑，推杆能达到各种预期的运动规律。 但凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损。 2、凸轮机构的分类 按凸轮形状分：盘形凸轮、平板凸轮、圆柱凸轮 按推杆形状分：尖顶推杆、滚子推杆、平底推杆 封闭方式：力封闭（如弹簧）、几何封闭 §9-2 推杆运动规律名词介绍： ①基圆---- 以凸轮最小半径ro为半径所作的圆。 ro----基圆半径 ②推程运动角δo ③远休止角 δo1 ④回程运动角δo’ ⑤近休止角δo2 ⑦运动线图 位移线图 速度线图 加速度线图 ⑧推杆运动规律：是指推杆在运动时，其位移S、速度V、速度a随时间变化的规律 1、常用运动规律 1．1 多项式运动规律 δ----凸轮转角 ； S----推杆位移 ； C0、C1、C2…待定系数（常数），由边界条件确定。 得推杆推程运动规律： 等速运动规律有刚性冲击。（加速度有无穷大值的突变） 同理可推得等速运动回程时运动规律： （2）二次多项式运动规律 二次多项式表达式： 则：推程等加速段边界条件始点：S=0 ，δ=0，ν=0终点：δ=δ0 /2 ， S=h /2 代入式（9-4）得： C0=0 ，C1=0 ，C2=2h / δ0 2推程等加速段运动规律： 推程等减速段边界条件：始点：δ=δ0 /2，S=h/2终点：δ=δ0 ， S=h v=0 代入式（9-4）得： C0=-h ，C1=4h/δ0 ，C2= -2h / δ0 2推程等减速段运动规律： 回程时的等加速等减速运动规律运动方程：等加速回程： 等减速回程： (3) 五次多项式运动规律 边界条件为： 在始点处 δ=0 ， s=0 ，v=0， a=0 在终点 δ=δ0 ，s=h ，v=0， a=0 1.2 三角函数运动规律（1）余弦加速度运动规律（简谐运动规律）其推程时的运动方程： 回程时的运动方程： （2）正弦加速度运动规律（又称摆线运动规律）其推程时的运动方程： 回程时的运动方程： 1.3 组合运动规律例如：可在等速运动规律的两端点进行修正，用其它规律连接，以避免刚性冲击。 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计1、? 设计的基本原理和方法 基本原理：反转法; 基本方法：作图法、解析法 2、作图法设计凸轮轮廓曲线?①（偏置）直动尖顶推杆盘形凸轮机构（e=0则为对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构） ②??直动滚子推杆盘形凸轮机构（e=0则为对心直动滚子推杆盘形凸轮机构） 步骤： 1）首先选滚子中心A视为尖顶推杆的尖端，按上述方法作出A点的理论廓线。 2）理论廓线上作一系列滚子圆。 3）作滚子圆的包络线-----凸轮的工作廓线（实际廓线）。 ③　直动平底推杆盘形凸轮机构 作图方法与直动滚子推杆盘形凸轮机构相同。 ④　摆动尖顶推杆盘形凸轮机构 步骤： 1）将位移曲线表示为角位移 2）确定摆动推杆轴心A在反转运动中依次占据的各个位置 3）确定摆动推杆的尖顶在反转运动中依次占据的各个位置 4）确定摆动推杆的尖顶在复合运动中依次占据的各个位置 5）过点B、B1，、B2，、B3，…连成光滑曲线即为所要求的凸轮廓线。 3、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 建立oxy坐标系，B0点为凸轮推程段廓线起始点。 rr -----滚子半径 沿理论廓线法线(n-n)方向取距离为 rr , 即得工作廓线上的相应点B’（x’ , y’）∵B点处法线n-n的斜率为： （由理论廓线方程求导得） 式（9-15）中e为代数值，其正、负的规定：若凸轮逆时针转，推杆处于右侧，e为正，反之为负；若凸轮顺时针转，情况则相反。 ② 对心平底推杆盘形凸轮机构解析法设计（图9-21）（略） ③ 摆动滚子推杆盘形凸轮机构解析法设计（图9-22）（略） §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定1．? 压力角问题 ?---凸轮机构的压力角（为推杆所受正压力的方向与推杆上点B的速度方向之间所夹的锐角） 2. 凸轮基圆半径确定（凸轮机构压力角与基圆半径有关 ） 讨论 （1）?max[?] （2）偏距e也影响 ? ，应 注意推杆的位置 （3）ro↑，?↓ ，但尺寸 变大，应合理确定ro 3. 推杆滚子半径的选择和推杆平底尺寸的确定(1) 滚子推杆滚子半径确定 (2)推杆平底尺寸的确定 (略) * 凸轮--通常