武汉理工大学 凸轮机构及其设计.ppt

§9-4 盘形凸轮机构基本尺寸的确定 一、凸轮机构中的作用力和凸轮机构的压力角 -F F F 1 R1 R2 2 0 sin( ) ( ) cos a j j + + - = l b G ω t t B n n 1 j F ? 2 j FR2 FR1 2 j 依据力平衡条件，分别由 ∑F = 0、 x ∑F = 0、 y ∑M = 0，有 B -G + Fcos(a + ) – ( ) = 0 1 j F F R1 R2 + FR2 cos 2 (l + b) – FR1 cos 2 b = 0 j j 于是有考虑摩擦时驱动力的表达式： 2 1 1 tan sin 2 1 cos j j j ) ( a ) l b ( ) ( a G F + + - + = 临界压力角ac 2b a = arctan{1/[ (1 + )*tanj2] }-j1 l c 在工程实际中，为保证较高的机械效率，改善受力状况，通常规定凸轮机构的最大压力角 应小于或等于某一许用压力角 。 max a ] [ a [ a ] max a ￡ 即： 而凸轮机构的许用压力角则应有： [α] a c 根据实践经验，推荐的许用压力角取值为: 推程： 直动从动件取 [a] = 30°~ 40 °； 摆动从动件取 [a] = 35°~ 45 °； 回程：直动和摆动从动件均取[a] = 70°~ 80 °。 二、按许用压力角[a]确定凸轮机构的基本尺寸 在点P (升程) 12 V2 = ω1* OP12 OP12= V2 ω1 tana = = ds/dj - e S0+S S0+S OP12- e S0 =√r0 - e 2 2 式中： v2 P12 F12 a S O ω e rb 1 2 v2 P12 ′ v2 F12 a 在点P′(回程) 12 tana = = ds/dj + e S0+S S0+S OP12+ e 同理可推得： 综合可得： tana = = ds/dj e S0+S S0+S OP12 e + - + - P12与导路线同侧取“-”；异侧取“+”。 S0 = ds/dj n n 影响凸轮压力角的因素： tana = = dS/dj e S0+S +S OP12 e + - + - √r0 -e 2 2 在设计凸轮时，如何选取凸轮基本尺寸(rr ，e )保证凸轮机构的最大压力角amax小于或等于许用压力角[a]是工作中一个应注意的问题。 dS/dj ， S——从动件运动规律 rr ，e ——凸轮基本尺寸 三、滚子半径的选择 1. 凸轮轮廓的内凹部分 理论轮廓 实际轮廓 滚子 设：实际轮廓曲率半径 a r r 理论轮廓曲率半径 滚子半径rr ra = r + rr 显然：ra r 结论：实际廓线始终存在 * 第九章 凸轮机构及其设计 一、凸轮机构的应用 §9-1 凸轮机构的应用及分类 机架 从动件 滚子 凸轮 盘形凸轮机构 在印刷机中的应用 等经凸轮机构 在机械加工中的应用 利用分度凸轮机构实现转位 圆柱凸轮机构在机械加工中的应用 二、凸轮机构的分类 凸轮机构分类 1. 按两活动构件之间 相对运动特性分类 2. 按从动件运动副元素形状分类 3. 按凸轮高副的锁合方式分类 平面凸轮机构 空间凸轮机构 盘形凸轮 移动凸轮 尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件 力锁合 形锁合 （1）平面凸轮机构 1）盘形凸轮 1. 按两活动构件之间的相对运动特性分类 2）移动凸轮 （2）空间凸轮机构 （1） 直动尖顶从动件 对心直动尖顶从动件 偏置直动尖顶从动件 2. 按从动件运动副元素形状分类 （2）直动滚子从动件 （3）直动平底从动件 根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为直动从动件，摆动从动件，平面复杂运动从动件。 摆动滚子从动件 摆动尖顶从动件 摆动平底从动件 平面复杂运动从动件 3. 按凸轮高副的锁合方式分类 1) 力锁合 2) 形锁合 优点： 只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。 缺点： 凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。 凸轮机构的优缺点： §9-2 从动件运动规律及其选择 一、凸轮机构的基本名词术语 以尖顶从动件为对象予以介绍 凸轮基圆、基圆半径rb 从动