机械原理凸轮轮廓曲线设计.ppt

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1、多缸内燃机-配气机构一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理 二、二、凸轮轮廓曲线的凸轮轮廓曲线的作图法作图法4-3 4-3 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计凸轮上的观察结果凸轮上的观察结果机架上的观察结果机架上的观察结果一、凸轮廓线设计方法的基本原理一、凸轮廓线设计方法的基本原理反转原理反转原理：依依据据此此原原理理可可以以用用几几何何作作图图的方法设计凸轮的轮廓曲线。的方法设计凸轮的轮廓曲线。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动的轨迹即凸

2、轮的轮廓曲线运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。O O-3 31 12 23 33 31 11 12 22 2反转前反转前反转后反转后机架机架凸轮凸轮从动件从动件不动不动不动不动 转动转动-转动转动S移动移动S移动移动-转动转动r0 r0 A1A2A3A4S2r0 A2A3A1A4S3S4r0 A2A3A1A4r0 A1A2A3A4r0 A1A2A3A4-r0 A1A2A3A4-A1A2A3A4r0Os 1 3 5 7 8 60120909060120 1 2 90A909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 二、二、用作图法设计凸轮廓线用作图法设计凸轮廓线 1.对心尖顶

3、移动从动件盘形凸轮廓线的设计对心尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r0，凸轮角速，凸轮角速度度 和从动件的运动规律，设计该凸和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线轮轮廓曲线。选选比比例例尺尺 l，作作位位移移曲曲线线和和基圆基圆r0。等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于各等分点的从动件的位置。于各等分点的从动件的位置。3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶顶在在各等分点占据的位置。各等分点占据的位置。设计

4、步骤设计步骤 将各尖顶点连接成一条光滑将各尖顶点连接成一条光滑曲线。曲线。eA2.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计偏置尖顶移动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r0，角速度，角速度 和从动件的运动规律及偏心距和从动件的运动规律及偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。选选比比例例尺尺 l，作作位位移移曲线、基圆曲线、基圆r0和偏距圆和偏距圆e。设计步骤设计步骤 等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的的从从动动件件的的位置。位置。O 6 1 2 3 4 5 7 8 1514 13 1

5、2 11 10 9 1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8 s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 1312 14 10 确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶在各等分点占据的位置顶在各等分点占据的位置。将将各各尖尖顶顶点点连连接接成成一一条光滑曲线。条光滑曲线。r0OA 3.对心滚子移动从动件盘形凸轮廓线的设计对心滚子移动从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r0，滚子半径滚子半径rT、凸轮角速度、凸轮角速度 和和从动件的运动规律，设计该凸从动件的

6、运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。轮轮廓曲线。选选比比例例尺尺 l，作作位位移移曲曲线线和和基圆基圆rb。设计步骤设计步骤 等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的的从动件的位置。从动件的位置。理论轮廓曲线理论轮廓曲线实际轮廓曲线实际轮廓曲线s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 60120 1 2 90903 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915确确定定反反转转后后从从动动件件滚滚子子中中心心在

7、在各等分点占据的位置。各等分点占据的位置。将各点连接成一条光滑曲线。将各点连接成一条光滑曲线。作作滚滚子子圆圆族族及及滚滚子子圆圆族族的的内内包络线。包络线。实际轮廓实际轮廓凸轮与从动件直接接触的廓线称凸轮与从动件直接接触的廓线称为凸轮的工作廓线。为凸轮的工作廓线。理论轮廓理论轮廓对于滚子从动件，可把滚子圆心对于滚子从动件，可把滚子圆心看作从动件的尖点，该点的复合运动轨迹称为凸轮看作从动件的尖点，该点的复合运动轨迹称为凸轮的理论廓线。实际廓线是滚子的包络线。的理论廓线。实际廓线是滚子的包络线。基圆基圆以凸轮以凸轮理论轮廓曲线理论轮廓曲线理论轮廓曲线理论轮廓曲线上的最小半径为上的最小半径为半径所

8、画的圆。半径所画的圆。对于尖顶从动件来说，凸轮的理论轮廓和实际对于尖顶从动件来说，凸轮的理论轮廓和实际轮廓重合。轮廓重合。对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸对心直动平底推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径轮的基圆半径轮的基圆半径轮的基圆半径r r0 0，角速度，角速度，角速度，角速度和推杆的运动规律，和推杆的运动规律，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。设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：设计步骤：设计步骤：设计步骤：选比例尺选比例尺选比例尺选比例尺l l作基圆作基圆作基圆作

9、基圆r r r r0 0 0 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。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。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。作平底直线族的内包络线。作平底直线族的内包络线。4.4.4.4.对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮1234567887654321910

10、11121314151413121110 9s 601209090135781 3 5 7 8911 13 15911131214了解了解 摆动尖顶推杆凸摆动尖顶推杆凸摆动尖顶推杆凸摆动尖顶推杆凸轮机构中，已知凸轮轮机构中，已知凸轮轮机构中，已知凸轮轮机构中，已知凸轮的基圆半径的基圆半径的基圆半径的基圆半径r r0 0，角速度，角速度，角速度，角速度，摆动推杆长度，摆动推杆长度，摆动推杆长度，摆动推杆长度l l以以以以及摆杆回转中心与凸及摆杆回转中心与凸及摆杆回转中心与凸及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离轮回转中心的距离轮回转中心的距离轮回转中心的距离d d，摆杆角位移方程，设摆杆角位移方程，

11、设摆杆角位移方程，设摆杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。计该凸轮轮廓曲线。计该凸轮轮廓曲线。计该凸轮轮廓曲线。5.5.5.5.摆动尖顶从动件盘形凸轮机构摆动尖顶从动件盘形凸轮机构摆动尖顶从动件盘形凸轮机构摆动尖顶从动件盘形凸轮机构A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7-r0ABld 60120909012341 2 3 45 67 857686 6 小结小结应用反转法时应注意：应用反转法时应注意：u要能正确理解凸轮实际廓线和理论廓线的关系要能正确理解凸轮实际廓线和理论廓线的关系u要

12、正确确定推杆的反转方向要正确确定推杆的反转方向u正确确定推杆在反转运动中占据的位置正确确定推杆在反转运动中占据的位置直动推杆：推杆在反转前后两位置线的夹角应等于凸轮的转角直动推杆：推杆在反转前后两位置线的夹角应等于凸轮的转角摆动推杆：反转前后推杆摆动中心和凸轮轴心的两连线之间的夹摆动推杆：反转前后推杆摆动中心和凸轮轴心的两连线之间的夹角应等于凸轮的转角角应等于凸轮的转角u正确确定推杆的位移或摆角正确确定推杆的位移或摆角直动推杆：位移等于推杆所在位置与理论廓线的交点和与基圆交直动推杆：位移等于推杆所在位置与理论廓线的交点和与基圆交点之间的距离。点之间的距离。摆动推杆：角位移等于推杆所在位置与推杆起始位置之间的夹角。摆动推杆：角位移等于推杆所在位置与推杆起始位置之间的夹角。