机械原理凸轮机构优秀PPT.ppt

机械原理凸轮机构甘肃工业大学专用你现在浏览的是第一页，共37页91 凸轮机构的应用和分类凸轮机构的应用和分类结构特点：结构特点：三个构件、盘（柱）状曲线轮廓、从动件呈杆状。三个构件、盘（柱）状曲线轮廓、从动件呈杆状。作用：作用：将凸轮的连续回转转变为从动件直线移动或摆动。将凸轮的连续回转转变为从动件直线移动或摆动。优点：优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。可精确实现任意运动规律，简单紧凑。缺点：缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。高副，线接触，易磨损，传力不大。1)按凸轮形状分：按凸轮形状分：盘形、盘形、移动、圆柱凸轮移动、圆柱凸轮(端面)。应用：应用：内燃机内燃机 、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。分类：分类：2)按推杆形状分：按推杆形状分：尖顶、尖顶、滚子、平底从动件。滚子、平底从动件。3).按推杆运动分：按推杆运动分：直动直动(对心、偏置)、摆动摆动特点：特点：尖顶构造简单、易磨损、用于仪表机构；尖顶构造简单、易磨损、用于仪表机构；滚子滚子磨损小，应用广；磨损小，应用广；平底平底受力好、润滑好，用于高速传动。受力好、润滑好，用于高速传动。4).按保持接触方式分：按保持接触方式分：力封闭力封闭（重力、弹簧等）几何形状封闭几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮)R字机构甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二页，共37页内燃机气门机构内燃机气门机构靠弹簧力封闭靠弹簧力封闭机床进给机构机床进给机构几何形状封闭几何形状封闭12刀架刀架o甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三页，共37页r1r2r1+r2=constW凹槽凸轮凹槽凸轮主主回回凸凸轮轮等等宽宽凸凸轮轮等等径径凸凸轮轮甘肃工业大学专用你现在浏览的是第四页，共37页92 推杆的运动规律推杆的运动规律凸凸轮轮机机构构设设计计的的基基本本任任务务是是根根据据工工作作要要求求选选定定凸凸轮轮机机构构的的形形式式、推推杆杆运运动动规规律律、合合理理确确定定结结构构尺尺寸寸、设设计计轮轮廓廓曲曲线线。而而根根据据工工作作要要求求选选定定推推杆杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。名词术语：名词术语：运运动动规规律律：推推杆杆在在推推程程或或回回程程时时，其其位位移移S S、速速度度V、和和加加速速度度a 随时间随时间t 的变化规律。的变化规律。分类：分类：多项式、三角函数。多项式、三角函数。S=S(t)S=S(t)V=V(t)(t)a=a(t)(t)一、一、推杆的常用运动规律推杆的常用运动规律基圆、基圆、推程运动角、推程运动角、基圆半径、基圆半径、推程、推程、远休止角、远休止角、回程运动角、回程运动角、回程、回程、近休止角、近休止角、行程。行程。一个循环r0hBots010102020000ADCB甘肃工业大学专用你现在浏览的是第五页，共37页边界条件：边界条件：凸轮转过推程运动角凸轮转过推程运动角0 0从动件上升从动件上升h凸轮转过回程运动角凸轮转过回程运动角0 0从动件下降从动件下降h1.1.多项式运动规律多项式运动规律一般表达式：一般表达式：s=C0+C1+C22 2+Cnn n (1)(1)求一阶导数得速度方程：求一阶导数得速度方程：v=ds/dt求二阶导数得加速度方程：求二阶导数得加速度方程：a=dv/dt=2=2 C22 2+6C32 2+n(n-1)Cn2 2n-2n-2其中：其中：凸轮转角凸轮转角，d/dt=d/dt=凸轮角速度凸轮角速度,C Ci i待定系数待定系数。a a)一次多项式（等速运动）运动规律一次多项式（等速运动）运动规律在推程起始点：在推程起始点：=0=0，s=0代入得：代入得：C00，C1h/h/0 0推程运动方程：推程运动方程：sh/h/0 0 v h/h/0 0 a=0s0vah在推程终止点：在推程终止点：=0 0，s=h+刚性冲击刚性冲击=C1+2C2+nCnn-1n-1甘肃工业大学专用你现在浏览的是第六页，共37页同理得回程运动方程：同理得回程运动方程：sh(1-/h(1-/0 0)b)二次多项式（等加等减速）运动规律二次多项式（等加等减速）运动规律位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。推程加速上升段边界条件：推程加速上升段边界条件：起始点：起始点：=0=0，s=0，v0中间点：中间点：=0 0/2/2，s=h/2 求得：求得：C00，C10 0，C22h/2h/0 02 2加速段推程运动方程为：加速段推程运动方程为：s 2h2h2 2/0 02 2 推程减速上升段边界条件：推程减速上升段边界条件：终止点：终止点：=0 0，s=h，v0中间点：中间点：=0 0/2/2，s=h/2 求得：求得：C0h，C14h/4h/0 0，C2-2h/-2h/0 02 2 减速段推程运动方程为：减速段推程运动方程为：s h-2hh-2h(-(-0 0)2 2/0 02 2 1svav 4h4h/0 02 2a 4h4h2 2/0 02 2v-4h4h(-(-0 0)/0 02 2 a-4h4h2 2/0 02 2235463h/20 0h/22h/2h/0 0柔性冲击柔性冲击4h4h2 2/0 02 250分v-h/-h/0 0a0甘肃工业大学专用你现在浏览的是第七页，共37页c)五次多项式运动规律五次多项式运动规律s=C0+C1+C22 2+C33 3+C44 4+C55 5 v=ds/dt=C1+2C2+3C32 2+4C43 3+5C54 4a=dv/dt=2C22 2+6C32 2+12C42 22 2+20C52 23 3边界条件：边界条件：起始点：起始点：=0=0，s=0，v0，a0终止点：终止点：=0 0，s=h,v0，a0求得：求得：C0C1C20,0,C310h/10h/0 03 3,C415h/15h/0 04 4,C56h/6h/0 05 5位移方程：位移方程：s=10h(/0 0)3 315h(/0 0)4 4+6h(/0 0)5 5s svah0 0无冲击，适用于高速凸轮。无冲击，适用于高速凸轮。甘肃工业大学专用你现在浏览的是第八页，共37页2.2.三角函数运动规律三角函数运动规律a a)余弦加速度（简谐）运动规律余弦加速度（简谐）运动规律推程：推程：sh h 1-cos(/1-cos(/0 0)/2/2 v=hsin(/=hsin(/0 0)/2)/20 0a=2 2hh2 2 cos(/cos(/0 0)/2)/20 02 2 回程：回程：sh h 1 1cos(/cos(/0 0)/2/2 v=-hsin(/=-hsin(/0 0)/2)/20 0a=-=-2 2hh2 2 cos(/cos(/0 0)/2)/20 02 2123456av vs sh0123456Vmax=1.57h/0在在起起始始和和终终止止处处理理论论上上a为为有有限限值值，产产生柔性冲击。生柔性冲击。甘肃工业大学专用你现在浏览的是第九页，共37页sb b)正弦加速度（摆线）运动规律正弦加速度（摆线）运动规律推程：推程：sh h/0 0-sin(-sin(2/2/0 0)/2)/2 v=h1-cos(2/=h1-cos(2/0 0)/)/0 0a=2=2hh2 2 sin(2/sin(2/0 0)/)/0 02 2 回程：回程：sh h1-1-/0 0+sin(2/sin(2/0 0)/2)/2 v=hcos(2/=hcos(2/0 0)-1/)-1/0 0a=-2=-2hh2 2 sin(2/sin(2/0 0)/)/0 02 2123456vah0 0r=h/2vmax=2h/0 0amax=6.28=6.28hh2 2/0 02 2无冲击，但无冲击，但amax 较大。较大。=2/=2/0 0甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十页，共37页hvsaooo0 0+-vsahooo0 0c c)改进型运动规律改进型运动规律将几种运动规律组合，以改善运动特性。将几种运动规律组合，以改善运动特性。正弦改进等速正弦改进等速二、选择运动规律二、选择运动规律选择原则：选择原则：1 1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度机器的工作过程只要求凸轮转过一角度0 0时，推杆完成一行程时，推杆完成一行程h h（直动推杆）或（直动推杆）或（摆动推杆），对运动规律并无严格要（摆动推杆），对运动规律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。如为凸轮的轮廓曲线。如夹紧凸轮夹紧凸轮。2 2.机器的工作过程对推杆运动有要求，则机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作要求的运动规律来设计凸轮廓应严格按工作要求的运动规律来设计凸轮廓线。如线。如刀架进给凸轮刀架进给凸轮。3 3.对高速凸轮，要求有较好的动力特性，除对高速凸轮，要求有较好的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑了避免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑V Vmaxmax和和 amax。甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十一页，共37页二、选择运动规律二、选择运动规律选择原则：选择原则：1 1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度机器的工作过程只要求凸轮转过一角度0 0时，推杆完成一行程时，推杆完成一行程h h（直动推杆）或（直动推杆）或（摆动推杆），对运动规律并无严格要求。则应（摆动推杆），对运动规律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。如选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。如夹紧凸轮夹紧凸轮。2 2.机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作要求的机器的工作过程对推杆运动有要求，则应严格按工作要求的运动规律来设计凸轮廓线。如运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮刀架进给凸轮。3 3.对高速凸轮，要求有较好的动力特性，除了避免出现刚性或对高速凸轮，要求有较好的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑柔性冲击外，还应当考虑V Vmaxmax和和 amax。甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十二页，共37页甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十三页，共37页 高速重载凸轮要选高速重载凸轮要选V Vmaxmax和和amax比较小的理由：比较小的理由：amaxmax等加等减速等加等减速 2.0 4.02.0 4.0 柔性柔性 中速轻载中速轻载五次多项式五次多项式 1.88 5.771.88 5.77 无无 高速中载高速中载余弦加速度余弦加速度 1.57 4.931.57 4.93 柔性柔性 中速中载中速中载正弦加速度正弦加速度 2.0 6.282.0 6.28 无无 高速轻载高速轻载改进正弦加速度改进正弦加速度 1.76 5.531.76 5.53 无无 高速重载高速重载100分钟 从动件常用运动规律特性比较从动件常用运动规律特性比较运动规律运动规律 V Vmaxmax amaxmax 冲击冲击 推荐应用范围推荐应用范围 (h/(h/0 0)(h/(h/0 02 2)等等 速速 1.0 1.0 刚性刚性 低速轻载低速轻载动量动量mv,mv,若机构突然被卡住，则冲击力将很大若机构突然被卡住，则冲击力将很大（F=mv/tF=mv/t）。）。对重载凸轮，则适合选用对重载凸轮，则适合选用V Vmaxmax较小的运动规律。较小的运动规律。惯性力惯性力F=-mF=-ma对强度和耐磨性要求对强度和耐磨性要求。对高速凸轮，希望对高速凸轮，希望amaxmax 愈小愈好。愈小愈好。V Vmaxmax,P,Pn n甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十四页，共37页1.1.凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮廓线设计方法的基本原理93 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计2.2.用用作图法作图法设计凸轮廓线设计凸轮廓线1)1)对心直动尖顶推杆盘形凸轮对心直动尖顶推杆盘形凸轮2)2)对心直动滚子推杆盘形凸轮对心直动滚子推杆盘形凸轮3)3)对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮4)4)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮偏置直动尖顶推杆盘形凸轮5)5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构摆动尖顶推杆盘形凸轮机构6)6)直动推杆圆柱凸轮机构直动推杆圆柱凸轮机构7)7)摆动推杆圆柱凸轮机构摆动推杆圆柱凸轮机构3.3.用用解析法解析法设计凸轮的轮廓曲线设计凸轮的轮廓曲线甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十五页，共37页1.1.凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮廓线设计方法的基本原理93 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计反转原理：反转原理：依据此原理可以用几何作图的方法依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线，例如：设计凸轮的轮廓曲线，例如：-给给整整个个凸凸轮轮机机构构施施以以-时时，不不影影响响各各构构件件之之间间的的相相对对运运动动，此此时时，凸凸轮轮将将静静止止，而而从从动动件件尖尖顶顶复复合合运运动动的的轨轨迹迹即即凸凸轮轮的的轮廓曲线轮廓曲线。2.2.用作图法设计凸轮廓线用作图法设计凸轮廓线尖顶凸轮绘制动画尖顶凸轮绘制动画滚子凸轮绘制动画滚子凸轮绘制动画甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十六页，共37页Ar0609090120-s12345 67 891011121314对心直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮的对心直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径基圆半径r0，角速度角速度和推杆的运动规律，和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤小结：设计步骤小结：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1)1)对心直动尖顶推杆盘形凸轮对心直动尖顶推杆盘形凸轮 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十七页，共37页r0609090120-1234567891011121314对心直动滚子推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆对心直动滚子推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径半径r0，角速度角速度和推杆的运动规律，设计该和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。凸轮轮廓曲线。设计步骤：设计步骤：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件滚子中心在各等份点的位置。确定反转后，从动件滚子中心在各等份点的位置。将各中心点连接成一条光滑曲线。将各中心点连接成一条光滑曲线。A作各位置滚子圆的内作各位置滚子圆的内(外外)包络线包络线(中心轨迹的等距曲线中心轨迹的等距曲线)。2)2)对心直动滚子推杆盘形凸轮对心直动滚子推杆盘形凸轮s 601209090135781 3 5 7 8911 13 15911131214理论轮廓理论轮廓实际轮廓实际轮廓1876543214131211109甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十八页，共37页对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸轮的对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径基圆半径r0，角速度角速度和推杆的运动规和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：设计步骤：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。确定反转后，从动件平底直线在各等份点的位置。作平底直线族的内包络线。作平底直线族的内包络线。3)3)对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮123456788765432191011121314151413121110 9s 601209090135781 3 5 7 8911 13 15911131214甘肃工业大学专用你现在浏览的是第十九页，共37页eA A-O O偏置直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮偏置直动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径的基圆半径r0，角速度角速度和推杆的运动规和推杆的运动规律和偏心距律和偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。4)4)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮偏置直动尖顶推杆盘形凸轮s 601209090135781 3 5 7 8911 13 1591113121412345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k15123456781514131211109甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十页，共37页摆动尖顶推杆凸摆动尖顶推杆凸轮机构中，已知轮机构中，已知凸轮的基圆半径凸轮的基圆半径r0，角速度角速度，摆动推杆长度摆动推杆长度l以以及摆杆回转中心与及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距凸轮回转中心的距离离d，摆摆杆角位移杆角位移方程，方程，设计该凸设计该凸轮轮廓曲线。轮轮廓曲线。5)5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构摆动尖顶推杆盘形凸轮机构A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7-r0ABld 60120909012341 2 3 45 67 85768甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十一页，共37页2RV=RvRV6)6)直动推杆圆柱凸轮机构直动推杆圆柱凸轮机构思路：思路：将圆柱外表面展开，得一长度为将圆柱外表面展开，得一长度为2R的平面移动凸轮机构，的平面移动凸轮机构，其移动速度为其移动速度为V=R，以以V反向移动平面凸轮，相对运动不变，反向移动平面凸轮，相对运动不变，滚滚子子反反向向移移动动后后其其中中心心点点的的轨轨迹迹即即为为理理论论轮轮廓廓，其其内内外外包包络络线线为为实实际际轮轮廓廓。Bv甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十二页，共37页123456787654321V=RV2Rs6)6)直动推杆圆柱凸轮机构直动推杆圆柱凸轮机构已已知知：圆圆柱柱凸凸轮轮的的半半径径R ，从从动动件件的的运运动动规规律律，设设计计该该圆圆柱柱凸凸轮轮机机构。构。vRs s123456786543217甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十三页，共37页AR7)7)摆动推杆圆柱凸轮机构摆动推杆圆柱凸轮机构已知：已知：圆柱凸轮的半径圆柱凸轮的半径R R，滚子，滚子半半径径r rr r从从动动件件的的运运动动规规律律，设设计计该该凸凸轮机构。轮机构。2”3”4”5”6”7”8”9”0”0”-V2 2R R2rr1”AV=RA5A6A7A8A9A2A3A4A1A050分钟012345 6 7 8 9 02 2R RA0中线中线4,5,632 10879甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十四页，共37页yxB0yxs0s3.3.用解析法设计凸轮的轮廓曲线用解析法设计凸轮的轮廓曲线3.1 3.1 偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构由图可知：由图可知：s0(r(r0 02 2-e-e2 2)1/21/2实际轮廓线实际轮廓线为理论轮廓的等距线为理论轮廓的等距线。曲线任意点切线与法线斜率互为负倒数：曲线任意点切线与法线斜率互为负倒数：(1)(1)求导得：求导得：dx/d(ds/d-e)sin+(s0+s)cos dy/d(ds/d-e)cos-(s0+s)sin原理：原理：反转法。反转法。设计结果：设计结果：轮廓的参数方程。轮廓的参数方程。式中式中“”对应于内等距线，对应于内等距线，“”对应于外等距线。对应于外等距线。实际轮廓为实际轮廓为B点的坐标：点的坐标：x=y=x=(s0+s)sin+ecosy=(s0+s)cos-esinetg=-dx/dy=(dx/d)/(-dy/d)=sin/cos(1)x-rrcos(x,y)rrnn(x,y)(x,y)s0er r0 0可得：可得：sin=(dx/d)/(dx/d)2+(dy/d)2 cos=-(dy/d)/(dx/d)2+(dy/d)2-rrr0y-rrsinnn甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十五页，共37页s0r0B0Ox-y3.2 3.2 对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮OP=v/y=x=ds/ds0sP建立坐标系如图：反转建立坐标系如图：反转后，推杆移动距离为后，推杆移动距离为S S，P P点为相对瞬心，点为相对瞬心，(r0+s)sin+(ds/d)cos(r0+s)cosds/d)sinv推杆移动速度为：推杆移动速度为：=(ds/dt)/(d/dt)=(ds/dt)/(d/dt)=ds/d=ds/d100分钟v=vp=OP(x,y)B甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十六页，共37页3.3 3.3 摆动滚子推杆盘形凸轮机构摆动滚子推杆盘形凸轮机构式中式中：a中心距中心距，l摆杆长度摆杆长度理论廓线方程：理论廓线方程：实际轮廓方程的求法同前。实际轮廓方程的求法同前。x=asinl sin(+0 0)y=acosl cos(+0 0)yxa对应点对应点B 的坐标为：的坐标为：x=x rrcosy=y rrsinasinacosl sin(+0 0)0 xr0B0O-ylA0B0A甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十七页，共37页94 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定上述设计廓线时的凸轮结构参数上述设计廓线时的凸轮结构参数r0、e、rr等，是预先给定的。等，是预先给定的。实际上，这些参数也是根据机构的受力情况是否良好、动作实际上，这些参数也是根据机构的受力情况是否良好、动作是否灵活、尺寸是否紧凑等因素由设计者确定的。是否灵活、尺寸是否紧凑等因素由设计者确定的。1.凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角2.凸轮基圆半径的确定凸轮基圆半径的确定3.滚子半径的确定滚子半径的确定4.平底尺寸平底尺寸l 的确定的确定甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十八页，共37页1.凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角受力图中，由受力图中，由F Fx x=0=0，F Fy y=0=0，M MB B=0=0 有有：lbR2R1Pttnn1 12 22 2Bd-Psin(+1 1 )+(R1R2)cos2 2=0Q+Pcos(+1 1 )(R1+R2)sin2 2=0R2cos2 2(l+b)R1cos2 2 b=0由以上三式消去由以上三式消去R1、R2 得：得：vQP=cos(+1 1)(1+2b/l)sin(+1 1 )tg2 2Q正压力方向与推杆上正压力方向与推杆上B点速度方向之间的夹角点速度方向之间的夹角分母分母PP，若若大到使分母趋于大到使分母趋于0 0，则则P,P,机构发生自锁机构发生自锁。甘肃工业大学专用你现在浏览的是第二十九页，共37页称称c=arctg1/(1+2b/l)tg2 2 -1 1 为为临界压力角临界压力角 。增大导轨长度增大导轨长度l或减小悬臂尺寸或减小悬臂尺寸b可提高可提高c工程上要求：工程上要求：max 直动推杆直动推杆：30摆动推杆摆动推杆：354545回程回程：708080提问：平底推杆提问：平底推杆？nn0 0vOr r0 0甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十页，共37页P点为相对瞬心：点为相对瞬心：由由BCPBCP得得:2.2.凸轮基圆半径的确定凸轮基圆半径的确定ds/dnnPeOCBOP=v/vv=ds/dt/d/dt=ds/dr r0 0运动规律确定之后，凸轮机构的压力角运动规律确定之后，凸轮机构的压力角与基圆半径与基圆半径r r0 0直接相关。直接相关。=(ds/d-e)=(ds/d-e)/(r(r0 02 2-e-e2 2)1/21/2+s+ss0sD设计时要求：设计时要求：提提问问：在在设设计计一一对对心心凸凸轮轮机机构构设设计计时时，当当出出现现 的的情情况况，在在不不改改变变运运动动规规律的前提下，可采取哪些措施来进行改进？律的前提下，可采取哪些措施来进行改进？确定上述极值确定上述极值r r0 0minmin不方便，工程上常根据不方便，工程上常根据诺模图诺模图来确定来确定r r0 0 见P2311)1)加大基圆半径加大基圆半径r r0 02)2)将对心改为偏置，将对心改为偏置，3)3)采用平底从动件。采用平底从动件。于是有：于是有：对心布置有：对心布置有：tgtg=ds/d=ds/d/(r(r0 0+s+stgtg=(OP-e)/BC=(OP-e)/BC甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十一页，共37页max凸轮转角凸轮转角0余弦加速度运动余弦加速度运动正弦加速度运动正弦加速度运动h/r0h/r0凸轮转角凸轮转角0等速运动等速运动等加等减速运动等加等减速运动h/r0h/r0max诺模图诺模图应用实例：应用实例：一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，045，h=13 mm,推杆以正弦加速度运推杆以正弦加速度运动动，要求，要求max 30，试试确定凸确定凸轮轮的基的基圆圆半径半径r0。作图得：作图得：h/r00.26r0 50 mm甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十二页，共37页3.滚子半径的确定滚子半径的确定a工作轮廓的曲率半径，工作轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径，rr滚子半径滚子半径arr rr arr rr arr0rr arr rr 轮廓失真轮廓失真arrrrarrrr甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十三页，共37页可用求极值的方法求得可用求极值的方法求得min ,工程上要求工程上要求a 15,当不满足时，应增大当不满足时，应增大r r0 0或减小或减小rr。曲线之曲率半径：曲线之曲率半径：(x2+y2)3/2/(xy-yx)式中：式中：x=dx/d,y=dy/d,x=,y=dy/d,x=d d2 2x/dx/d2 2,y=,y=d d2 2y/dy/d2 2 常采用上机编程求得常采用上机编程求得min甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十四页，共37页123456788765432191011121314151413121110 94.平底尺寸平底尺寸l 的确定的确定lmax a)作图法确定：作图法确定：l=2lmax+(57)mm甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十五页，共37页ds/d lmax=ds/d max 对平底推杆凸轮机构，也有对平底推杆凸轮机构，也有失真现象。失真现象。P点为相对瞬心，有：点为相对瞬心，有：b)计算法确定：计算法确定：BC=OP=v/=ds/dt/d/dt=ds/d l=2 ds/d max+(57)mmOr0r0s0sP可通过增大可通过增大r r0 0解决此问题。解决此问题。v=OP v-yxBOr0B0vC甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十六页，共37页小结：小结：在进行凸轮廓线设计之前，需要先确定在进行凸轮廓线设计之前，需要先确定r r0 0,而在定而在定r r0 0时，应考虑时，应考虑结结构条件构条件（不能太小）、（不能太小）、压力角压力角、工作轮廓是否、工作轮廓是否失真失真等因素。在条件允等因素。在条件允许时，应取较大的导轨长度许时，应取较大的导轨长度L和较小的悬臂尺寸和较小的悬臂尺寸b。对滚子推杆，应。对滚子推杆，应恰当选取恰当选取r rr r，对平底推杆，应确定合适的平底长度，对平底推杆，应确定合适的平底长度l。还要满足强。还要满足强度和工艺性要求。度和工艺性要求。本章重点：本章重点：从动件运动规律：特性及作图法；从动件运动规律：特性及作图法；理论轮廓与实际轮廓的关系；理论轮廓与实际轮廓的关系；凸轮压力角凸轮压力角与基圆半径与基圆半径r r0 0的关系；的关系；掌握用图解法设计凸轮轮廓曲线的步骤与方法；掌握用图解法设计凸轮轮廓曲线的步骤与方法；掌握解析法在凸轮轮廓设计中的应用。掌握解析法在凸轮轮廓设计中的应用。甘肃工业大学专用你现在浏览的是第三十七页，共37页