sw4机械的设计基础ch03 凸轮机构的设计.ppt

2007年10月 机械工程基础部 机械设计基础 机械与动力工程学院 机械工程基础部 第三章 凸轮机构设计 3－1 凸轮机构的应用和分类 3－2 从动件的常用运动规律 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 第三章 凸轮机构设计 3－1 凸轮机构的应用和分类 3－2 从动件的常用运动规律 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 第三章 凸轮机构设计 3－1 凸轮机构的应用和分类 3－2 从动件的常用运动规律 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 第三章 凸轮机构设计 3－1 凸轮机构的应用和分类 3－2 从动件的常用运动规律 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 解析法设计凸轮轮廓曲线 偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 建立凸轮转轴中心的坐标系xOy 根据反转法原理，凸轮以w转过j角； B点坐标为 上式即为凸轮理论廓线方程 实际廓线与理论廓线在法线上相距滚子半径rT，则推出 式中取“—”号时为内等距曲线，取“＋”号时为外等距曲线 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计 取摆杆的轴心A0与凸轮轴心O之连线为坐标系的y轴，Bo点是摆动杆的推程起始位置，摆动杆与y轴的夹角为初始角。根据反转法原理，得出B点坐标。 其中 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 凸轮轮廓的加工 凸轮轮廓的加工方法通常有两种 1.铣、锉削加工 对用于低速、轻载场合的凸轮，可以应用反转法原理在未淬火凸轮轮坯上通过作图法绘制轮廓曲线，采用铣床或用手工锉削办法加工而成。必要时可进行淬火处理，但用这种方法则凸轮的变形难以得到修正。 2.数控加工 采用数控线切割机床对淬火凸轮进行加工，这是目前最常用的一种凸轮加工方法。加工时应用解析法，求出凸轮轮廓曲线的x,y坐标，并将xOy坐标系的原点换算成切割时的起点，而滚子半径相当于钼丝半径再加上放电间隙。 3－3 盘状凸轮轮廓的设计 * * 1．凸轮机构 （1）实例 内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀机构 自动机床凸轮机构 （2）定义 适当的设计凸轮廓线可实现各种预期的运动规律，结构简单，紧凑；但易磨损，传力不大。 凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，它通过与从动件的高副接触。凸轮的等速回转使从动件获得连续或不连续的一定规律的运动。由凸轮、从动件和机架三部分组成。 （3）特点 二、 凸轮机构的分类 按照凸轮的形状不同可把凸轮分为以下几种： 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 曲面凸轮 按照凸轮的锁合方式可把凸轮分为以下几种： 力锁合 形锁合 按照从动件的形式分为以下几种： 尖端从动件 滚子从动件 平底从动件 3－1 凸轮机构的应用和分类 2．凸轮机构的分类 （1）按凸轮的形状分 1）盘形凸轮（移动凸轮） 2）圆柱凸轮 （2）按推杆形状及运动形式分 1）尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆 2）对心直动推杆、偏置直动推杆和摆动推杆 （3）按保持高副接触方法分 1）力封闭的凸轮机构 2）几何封闭的凸轮机构 三、凸轮和滚子的材料 凸轮的主要失效形式为磨损和疲劳点蚀。 对凸轮和滚子的材料要求： 工作表面硬度高 耐磨 有足够的表面接触强度 凸轮芯部有较强的韧性 常用的凸轮材料： 40Cr、 20Cr、 40CrMnTi 常用的滚子材料： 20Cr或者滚动轴承 3－1 凸轮机构的应用和分类 凸轮机构设计的基本任务是根据工作要求选定凸轮机构的形式、推杆运动规律、合理确定结构尺寸、设计轮廓曲线。而根据工作要求选定从动件（推杆）运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。 名词术语： 运动规律：推杆在推程或回程时，其位移S、速度V、和加速度a 随时间t 的变化规律。 分类：多项式、三角函数。 S=S(t) V=V(t) a=a(t) 基圆、 推程运动角、 基圆半径r0、 推程、 远休止角、 回程运动角、 回程、 近休止角、 行程。 r0 h B’ o t δ s δ01 δ01 δ02 δ02 δ0 δ0 δ’0 δ’0 ω A D C B 3－2 从动件的常用运动规律 基本术语 基圆：从凸轮轮廓的最小向径r0为半径的圆。 推程：从动件被凸轮推动，以一定运动规律由距离回转中心最近位置A到达最远位置B’所走过的距离AB’。与推程对应的凸轮转角δt为推程运动角。 远休止角：当凸轮继续回转δs角，从动件在最远位置停止不动。 回程：当凸轮继续回转δh角，从动件在弹簧或重力作用下，以一定运动规律回到起始位置所走过的距离。 δh称为回程运动角。 近休止角：当凸轮继续回转δ’s角，从动件在最近位置停止不动。 3－2 从动件的常用运动规律 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