凸轮机构的应用.docVIP

凸轮机构的应用 气阀杆的运动规律规定了凸轮的轮啄外形。当矢径变化的凸轮轮廓与气阀杆的平底接触时,气阀杆产生往 复运动；而当以凸轮冋转屮心为I员］心的闘弧段轮丿郭与气阀杆接触时，气阀杆将静止不动。因此，随着凸轮 的连续转动，气阀杆可获得间歇的、按预期规律的运动。 当圆柱凸轮冋转时，凹槽侧面迫使摆动从动件摆动，从而驶使与Z相连的刀架运动。至于刀架的运动规律 则完全取决于凹槽的形状。 8.1.2凸轮机构的类型 按凸轮的形状分： (1)盘形凸轮：它是凸轮的故基木型式。这种凸轮是一个绕同定轴线转动并具有变化矢径的盘形构件。 (2)移动凸轮：当盘形凸轮的冋转中心趋于无穷远时,凸轮相对机架作往复移动，这种凸轮称为移动凸轮。 ⑶圆柱凸轮：这种凸轮可认为是将移动凸轮卷成関柱体而演化成的。 盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动：而I员I柱凸轮与从动件之间的相对运动为空间运 动，所以前两者属于平面凸轮机构，后者属于空间凸轮机构。 8.1. 3凸轮机构的运动过程和基本参数 尖底偏置直动从动件盘形凸轮机构： 以凸轮轮啣Illi线最小矢径口为半径所作之L员I称为基圆，n称为基圆半径。凸轮冋转中心()点至过接触 点从动件导路之间的偏置距离为e,以()为圆心、e为半径所作之圆称为偏距圆。 图示位置为从动件开始上升的位置，这时尖底与凸轮轮鮒川线上点A (基圆与曲线AB的连接点)接触。 现凸轮逆时针转动，当矢径渐增的轮廓曲线段AB与尖底作用时，从动件以一定运动规律被凸轮推向远方， 待B转到B时,从动件上升到距凸轮冋转中心最远的位置，此过程从动件的位移h (即为最大位移)称为 行程，凸轮转过的角度F=ZB, OB(=ZAOB.)称为推程运动角：当凸轮继续冋转而以0为屮心的鬪弧BC与尖 底作用时，从动件在最远位置停留， 此过程的凸轮转角Fa=ZBOC(=ZB.OC1)称为远休止角；当矢径渐减的轮廓Illi线段CI)与尖底作用时，从 动件以一定运动规律返回初始位置， 此过程凸轮转过的角度r-ZC OI)称为回程运动角；同理，当基圆上I)A段圆弧与尖底作用时，从动件 在距凸轮回转中心最近的位置停留不动, 这时对应的凸轮转角F：称为近休止角。当凸轮继续冋转时,从动件又匝复进行升一停一降一停的运动循环。 从动件位移s与凸轮转角f之间的对应关系可用从动件位移线图來表示。山于大多数凸轮是作等速转 动，其转角与时间成正比，因此该线图的横坐标也代表时间t。 通过微分可以作出从动件速度线图和加速度线图，它们统称为从动件运动线图。 对于偏置賣动滚子从动件盘形凸轮机构，滚子半径用斤表示。 对于摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮冋转中心与从动件摆动中心之间的距离称为中心距，用“表示；从动 件长度用/表示。 8.1.4凸轮机构设计的基本问题 凸轮机构的设计主要解决如下问题： 凸轮机构类型选择，确定凸轮形状、从动件形状与运动形式及凸轮与从动件维持高副接触的方式。 从动件运动规律设计，根据应用场合对从动件行程和运动特性的要求，确定从动件运动规律。 凸轮机构基本参数设计，确定从动件行程、各运动角、凸轮基圆半径、偏距、滚子半径、屮心距、从动 件长度等。 1.凸轮轮廓曲线设计。 凸轮机构承载能力计算。 凸轮机构结构设计，绘制机构装配图和各零件的工作图。 提示： 凸轮的轮屎形状取决于从动件的运动规律。因此在设计凸轮轮郦1111线之前，应首先根据工作要求确定从动 件的运动规律。 本节以从动件运动循环为升一停一降一停的凸轮机构为例，针对凸轮以等角速冋转情况,介绍几种基本的 从动件运动规律及其特性， 最后讨论选择或设计从动件运动规律时应考虑的问题。 8.2.1多项式运动规律 8.2.2三角函数运动规律 8. 2. 3组合运动规律 8.2.4从动件运动规律的设计 一次多项式运动规律的推程运动线图及运动方程（沪1）: 在行程开始和终止位置，加速度及惯性力在理论上突变为无穷大（山于材料的弹性变形，实际上加速度 和惯性力不会达到无穷大），致使机构受到强烈的冲击,这种山于加速度发生无穷大突变而引起的冲击称 为刚性冲击。 推程运动方程（OWfWF）: V = Vo = —(D V = Vo = —(D◎ 8.2.2三角函数运动规律： 简谐运动规律： 当质点在圆周上作匀速运动时，它在直径上的投爆点的运动即为简谐运动。从动件作简谐运动时，其加 速度按余弦规律变化，故又称余弦加速度规律。山运动线图可见，在行程开始和终止位置， 加速度有突变，也会引起柔性冲击。只有当远、近休止角均为零时，才可以获得连续的加速度曲线（图屮 S =知岭） ?席 sin —(D 2? ① (D (D2t2 COS — 0 ◎ 8.2.3组合运动规律： 为了获得更好的运动特性,可以把上述五种基本运动规律组合起來加以应用（或称运动曲线的拼接）