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60° r0 120° -ω ω 1’ 已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。 设计步骤小结： ①选比例尺μl作基圆r0。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。 1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮 1’ 3’ 5’ 7’ 8’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7’ 8’ 9’ 10’ 11’ 12’ 13’ 14’ 90° 90° A 1 8 7 6 5 4 3 2 14 13 12 11 10 9 9.3.2 图解法设计凸轮轮廓 60° 120° 90° 90° 1 3 5 7 8 9 11 13 15 s δ 9’ 11’ 13’ 12’ 14’ 10’ §9－4 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r0、e、rr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 2.凸轮基圆半径的确定 3.滚子半径的确定 4.平底尺寸l 的确定 l b B ω d 1.凸轮机构的压力角 受力图中，由∑Fx=0，∑Fy=0，∑MB=0 得： FR2 FR1 t t n n φ1 φ2 φ2 α -Fsin(α+φ1 )+(FR1－FR2 )cosφ2=0 －G+Fcos(α+φ1 )－ (FR1+ FR2 )sinφ2=0 FR2cosφ2 (l+b)－ FR1cosφ2 b=0 由以上三式消去FR1、FR2 得： v G F= cos(α+φ1 )－(1+2b/l) sin(α+φ1 )tanφ2 G 压力角——正压力与推杆上B点速度方向之间的夹角α α↑ ?分母↓ ?F↑ 若α大到使分母趋于0，则 F ? ∞ ?机构发生自锁 F 对B点取矩 称αc=artan[1/(1+2b/l)tanφ2 ]-φ1 为临界压力角 。 增大导轨长度l或减小悬臂尺寸b可提高αc 工程上要求：αmax ≤[α] 直动推杆：[α]＝30° 摆动推杆：[α]＝35°～45° 回程：[α]’＝70°～80° 提问：平底推杆α＝？ n n 0 v O ω r0 B O ω s0 s D P点为相对瞬心： 由△BCP得: 2.凸轮基圆半径的确定 ds/dδ OP= v/ω = [ds/dt] / [dδ/dt] =[ds/dδ] 运动规律确定之后，凸轮机构的压力角α与基圆半径r0直接相关。 =(ds/dδ-e)/(s0+s) tanα=(OP-e)/BC n n P v v r0 α ∴ tanα = s + r20 - e2 ds/dδ- e 其中： s0= r20 - e2 r0 ↑ ? α↓ 图示凸轮机构中，导路位于右侧。 e ↑ ? α↓ e C 作者：潘存云教授 α O B ω ds/dδ ∴ tanα = s + r20 - e2 ds/dδ + e n n 同理，当导路位于中心左侧时，有： ∴ CP = ds/dδ + e e P C r0 s0 s D =(ds/dδ+e)/(s0+s) tanα=(OP+e)/BC 其中： s0= r20 - e2 e ↑ ?α↑ OP= v/ω = [ds/dt] / [dδ/dt] =[ds/dδ] 此时，当偏距e增大时，压力角反而增大。 对于直动推杆凸轮机构存在一个正确偏置的问题！ 综合考虑两种情况有： tanα= s + r20 - e2 ds/dδ ± e “+” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧； 显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。 注意：用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回 程压力角，故偏距 e 不能太大。 正确偏置：导路位于与凸轮旋转方向ω相反的位置。 α o B ω 设计：潘存云 n n P e B 0 ω n n P e 正确偏置 错误偏置 α “-” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧； 3、压力角与推杆偏置关系 偏置方向： 由凸轮回转中心做推杆轴线的垂线，得垂足C，该点速度方向： 与推杆推程方向同—正偏置，e为正； 与推杆推程方向反—反偏置，e为负。 正偏置→ 推程?↓，回程?↑； 负偏置→ 推程?↑，回程? ↓。 凸轮逆时针回转时，推杆的轴线偏于凸轮轴心右侧； 凸轮顺时针回转时，推杆的轴线偏于凸轮轴心左侧。 设计时要求： α≤[α] 于是有： 对心布置有：tanα=ds/dδ/ (r0+s） 提问：在设计一对心凸轮机构设计时，当出现α≥[α] 的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些