第四章凸轮机构及其设计讲解.ppt

第四章 凸轮机构设计 §4.1 凸轮机构的应用与分类 1.凸轮机构的组成 1). 按凸轮的形状分： 3、 凸轮机构的特点 有运动规律要求的应用 （2）实现点的轨迹 （3）实现从动件的平面运动 （4）实现行程增大的凸轮机构 各种常用运动规律的特性比较及适用场合 2 对心尖端移动从动件 机构特点: 1）盘形凸轮 2）尖端从动件 3）对心式 (1) 已知凸轮机构的位移规律 ,r0 求对心移动从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。 3 滚子从动件 (1)已知位移规律 ，求凸轮廓线。 理论廓线与实际廓线 若以滚子中心 作从动件的尖点， 由 曲线求得尖 端从动件的凸轮廓 线。此廓线可使尖 端从动件按 曲线的规律运动。 称此廓线为滚子从 动件的理论廓线。 以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径为半径作一系列滚子圆，可得到一条内包络线。此包络线称为凸轮的实际廓线。 滚子半径的选取 4 偏置移动从动件 (2)已知滚子从动件凸轮机构，求位移运动规律。 此时，已知的凸轮廓线实际廓线，因此，需先求凸轮的理论廓线 以滚子半径为半 径，以凸轮实际廓线 上各点为圆心作一系 列滚子圆，所得的外 包络线即为理论廓线。 在理轮廓线上，按尖 端从动件凸轮机构的 做法，求出位移规律， 即得到相应滚子从动 件凸轮机构的位移规 律。 5 尖端摆动从动件 作图特点： 摆动从动件角位移用 表示。位移线图为 。反转法作图时，凸轮不动，机架以 转动。因此，应在 为半径的圆上进行分段等分。 以尖端点在基圆 上的位置B为起始点， 以起始点和从动件转 动中心 A 的连线BA 为计量角位移的起始 线。如，当机架OA 反转 角时，从动件 相对于起始线 的 角位移为 ，此时， 尖端点的位置4’即凸 轮廓线上的一点。 其余 各点的求 法与前面 所述相同。 6 平底从动件 §4. 4 凸轮机构基本参数的确定 1、 凸轮机构的运动特性 （1）一般 凸轮主动，作 匀速运动。从 动件作任意给 定规律的运动。 （2）组成滚滑副的两构件的相对运动是不可逆的。（高副机构不具有运动可逆性） （3）凸轮机构能实现任意轨迹。 3、压力角与基圆半径的关系 平底应有长度： 小结： 理论廓线 从动件上作为尖端的点在凸轮平面上描出 的轨迹。 对尖端从动件而言，即尖端点描出的轨迹。 对滚子从动件而言，是滚子中心所描出的 轨迹。 对平底从动件而言，则是以平底线与导路的交点作为尖端点描出的轨迹。 实际廓线 指凸轮实际具有的轮廓曲线。又称工作廓线。 对尖端从动件来说，实际廓线和理论廓线是 一致的。 对滚子从动件，实际廓线是以理论廓线上各 点为圆心作一系列滚子圆的包络线。一般来讲， 它是理论廓线的法向等距曲线。 对平底从动件，实际廓线是从动件平底的包 络线。它与理论廓线不存在等距关系。 2、凸轮机构的传力特性 压力角： 凸轮机构中，不 考虑摩擦作用时，凸 轮对从动件作用力的 方向线与从动件上力 作用点的速度方向之 间所夹的锐角，称为 从动件的压力角（简 称压力角），用α 表示。 压力角越小，从动件所受到的有效驱动力就越大，凸轮机构传力性能就越好。 当压力角大到超过它的临界值时，无论从动件受的驱动力有多大，它都不能推动推杆运动，此时，凸轮机构处于自锁状态。 凸轮机构压力 角 α是机构的位置 函数。为了保证机 构的传力性能，要 求最大压力角 不大于许用压力角。 即： 一般： ①移动从动件升程： ②摆动从动件升程： ③回程： ～ ? G-j043 由图中 可得： 临界压力角 从上面三式中，消去 有 或 —— 机构不自锁的临界压力角 根据许用 压力角确定基圆半径 （1）移动从动件盘形凸轮的最小基圆半径 （2）摆动从动件盘形凸轮的最小基圆半径 ， (1) 等速运动规律（直线运动） 运动方程式： 特点：刚性冲击，适用于 低速轻载场合。 (2) 等加速-等减速运动规律（抛物线运动） 运动方程式： 特点：柔性冲击，适用于 中速轻载场合。 ﹛ (3) 余弦加速度运动规律（简谐运动规律） 运动方程式: 特点：柔性冲击，适用于 中速中载场合。 (4) 正弦加速度运动规律（摆线运动规律） 运动方程式: 特点：无冲击，适用于 高速中、重载场合。 正