连杆凸轮机构.ppt

第3讲 连杆机构/凸轮机构 3.2 凸轮机构 盘形凸轮：结构简单，易于加工。应用最为广泛 移动凸轮：可视为盘形凸轮的回转轴心处于无穷远处时演化而成的 圆柱凸轮：空间凸轮机构 2、按从动件的形状分类 凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都相等，且等于从动件矩形框架2内侧两个平底之间的距离H。 等径凸轮机构 过凸轮轴心O所作任一径向线上与凸轮相接触的两滚子中心间的距离处处相等。 基圆：凸轮上具有最小半径ro的圆 推程与推程角：当凸轮廓线上的曲线段与从动件接触时，推动从动件沿导路由起始位置运动到离凸轮轴心最远的位置。从动件的这一运动行程称为推程。此过程对应凸轮所转过的角度称为推程角Φ，从动件沿导路移动的最大位移称为升距h。 3.刀具的中心轨迹方程 平面凸轮机构基本尺寸的确定 平底直动从动件平底尺寸的确定 平面凸轮机构基本尺寸的确定 从动件偏置方向的确定 为了减小凸轮机构推程的压力角，应使从动件导路的偏置方向与推程时的相对速度瞬心位于凸轮轴心的同一侧。 凸轮逆时针回转，从动件右偏置 凸轮顺时针回转，从动件左偏置 2、最大加速度 最大加速度值的大小，会直接影响从动件系统的惯性力，从动件与凸轮廓线的接触应力，从动件的强度等。因此希望从动件在运动过程中的加速度最大值越小越好。 从动件的运动规律 3、运动规律的高阶导数。 运动规律的高阶导数是否连续也是衡量运动规律特性的主要指标。 研究表明，为有效改善凸轮机构的动力学特性，减小系统的残余振动，应选取跃度连续的运动规律进行凸轮廓线设计。 二、特性指标的无量纲化 为在相同的条件下对各种运动规律的特性参数进行分析比较，通常需对运动规律的特性指标进行无量纲化。几种常用运动规律的无量纲化指标和适用场合如下表所示 从动件的运动规律 从动件的运动规律 从动件常用运动规律特性比较及适用场合 三、特性指标的分析与比较 高阶导数连续性较好的运动规律，如摆线、五次多项式等，其最大速度和最大加速度值一般也较大。 具有较小的最大速度和最大加速度值的运动规律，其高阶导数往往是不连续的。 在选择或设计从动件运动规律时，根据凸轮机构的实际应用场合，在综合权衡各项特性指标的基础上作具体的分析。 从动件的运动规律 选择和设计运动规律时需注意的问题 1.根据工作要求选择或设计运动规律 当工作场合对从动件运动规律有特殊要求，且凸轮转速不太高时，从动件运动规律的选择或设计，应在满足工作要求的基础上，考虑动力特性等其他因素。 从动件的运动规律 2.兼顾运动学和动力特性两方面要求 当工作场合对从动件的运动规律有特殊要求，且凸轮转速又较高时，应兼顾运动学和动力特性两方面要求，选择或设计从动件的运动规律。 3.综合考虑运动规律的各项特性指标 在满足从动件工作要求的前提下，还应在仔细权衡运动规律各项特性指标优劣的基础上，选择或设计从动件运动规律。 从动件的运动规律 在工程实际中需针对具体的设计问题，在综合考虑运动学、动力学等多方面因素的基础上来选择或设计从动件的运动规律。 组合型运动规律简介 从动件的运动规律 为满足工程实际的需要，综合几种不同运动规律的优点，设计出一种具有良好综合特性的运动规律。这种通过几种不同函数组合在一起而设计出的从动件运动规律，称为组合型运动规律。 1、修正正弦运动规律 该曲线在运动起始的段和终止的段，采用周期相同的正弦函数；在两段中间的段则采用一段周期较长的简谐函数。 从动件的运动规律 2、修正梯形运动规律 用几段简谐函数使加速度成为连续曲线。加速段和减速段的加速度曲线是对称的。 组合型运动规律运动线图 凸轮廓线设计的基本原理——反转法 用作图法设计凸轮廓线 用解析法设计凸轮廓线 3.2.3 平面凸轮廓线设计 凸轮廓线设计的基本原理——反转法 平面凸轮廓线设计 　　为了便于绘出凸轮轮廓曲线, 应使工作中转动着的凸轮与不动的图纸间保持相对静止。 　　如果给整个凸轮机构加上一个与凸轮转动角度ω数值相等、 方向相反的“-ω”角速度, 则凸轮处于相对静止状态。 从动件尖底的运动轨迹就是凸轮的廓线 １、尖底从动件盘形凸轮 已知：凸轮以等角速度 顺时针方向转动，凸轮基圆半径ro，导路与凸轮回转中心间的相对位置及偏距e,从动件的运动规律。 用作图法设计凸轮廓线 一、直动从动件盘形凸轮廓线设计 平面凸轮廓线设计 设计步骤 １、 作从动件的位移线图 ２、确定从动件尖底的初始位置 ３、确定导路在反转过程中的一系列位置 ４、确定尖底在反转过程中的一系列位置 ５、绘制凸轮廓线 ２、滚子从动件盘形凸轮 已知：凸轮以等角速度 顺时针方向转动，凸轮基圆半径ro，导路与凸轮回转中心间的相对位置及偏距e，滚子半径为r,从动件的运