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1、第九章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類,凸輪機構(gòu)特點：機構(gòu)簡單緊湊，推桿能達到各種預(yù)期的運動規(guī)律。 但凸輪廓線與推桿之間為點、線接觸，易磨損。,凸輪--通常作等速回轉(zhuǎn)、往復(fù)擺動或移動。 從動件----直動、擺動 。,2、凸輪機構(gòu)的分類,按凸輪形狀分：盤形凸輪、平板凸輪、圓柱凸輪 按推桿形狀分：尖頂推桿、滾子推桿、平底推桿,,,封閉方式：力封閉（如彈簧）、幾何封閉,9-2 推桿運動規(guī)律名詞介紹：,基圓---- 以凸輪最小半徑ro為半徑所作的圓。 ro----基圓半徑 推程運動角o 遠休止角 o1 回程運動角o 近休止角o2 運動線圖 位移線圖 速度線圖 加速度線圖 推桿運動規(guī)
2、律：是指推桿在運動時，其位移S、速度V、速度a隨時間變化的規(guī)律,,1、常用運動規(guī)律 11 多項式運動規(guī)律,----凸輪轉(zhuǎn)角 ； S----推桿位移 ； C0、C1、C2待定系數(shù)（常數(shù)），由邊界條件確定。,,（1）一次多項式運動規(guī)律 凸輪以等角速轉(zhuǎn)動，推程時，凸輪運動角0，行程h,,確定邊界條件： 起始點： =0 ，h=0 終點： =0 ， S=h 則有：C0=0 ，C1=h/0,得推桿推程運動規(guī)律：,等速運動規(guī)律有剛性沖擊。（加速度有無窮大值的突變）,,同理可推得等速運動回程時運動規(guī)律：,（2）二次多項式運動規(guī)律 二次多項式表達式：,,此時加速度為常數(shù) 通常將運動行程分為二段，先作加速運動
3、，后作減速運動 。,則：推程等加速段邊界條件始點：S=0 ，=0，=0終點：=0 /2 ， S=h /2 代入式（9-4）得： C0=0 ，C1=0 ，C2=2h / 0 2推程等加速段運動規(guī)律：,,推程等減速段邊界條件：始點：=0 /2，S=h/2終點：=0 ， S=h v=0 代入式（9-4）得： C0=-h ，C1=4h/0 ，C2= -2h / 0 2推程等減速段運動規(guī)律：,,等加速等減速運動規(guī)律在兩端點及中間有加速度突變，故有柔性沖擊（加速度有有限值的突變）。,回程時的等加速等減速運動規(guī)律運動方程：等加速回程：,等減速回程：,,(3) 五次多項式運動規(guī)律,邊界條件為： 在始點處 =0
4、 ， s=0 ，v=0， a=0 在終點 =0 ，s=h ，v=0， a=0,,,無剛性沖擊和柔性沖擊。,1.2 三角函數(shù)運動規(guī)律（1）余弦加速度運動規(guī)律（簡諧運動規(guī)律）其推程時的運動方程：,回程時的運動方程：,,,在首、末兩點加速度有突變，故有柔性沖擊而無剛性沖擊。,（2）正弦加速度運動規(guī)律（又稱擺線運動規(guī)律）其推程時的運動方程：,回程時的運動方程：,,無剛性沖擊及柔性沖擊,1.3 組合運動規(guī)律例如：可在等速運動規(guī)律的兩端點進行修正，用其它規(guī)律連接，以避免剛性沖擊。,,9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計1、 設(shè)計的基本原理和方法 基本原理：反轉(zhuǎn)法; 基本方法：作圖法、解析法,2、作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲
5、線（偏置）直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)（e=0則為對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)）,0120o 等速上升h=16mm 120o180o 推桿遠休 180o270o 正弦加速度下降h=16mm 270o360o 推桿近休,直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)（e=0則為對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)）,步驟： 1）首先選滾子中心A視為尖頂推桿的尖端，按上述方法作出A點的理論廓線。 2）理論廓線上作一系列滾子圓。 3）作滾子圓的包絡(luò)線-----凸輪的工作廓線（實際廓線）。,直動平底推桿盤形凸輪機構(gòu) 作圖方法與直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)相同。,（由于作平底的包絡(luò)線不容易作，因此等分點要取得密一些）,擺動尖頂推桿
6、盤形凸輪機構(gòu),步驟： 1）將位移曲線表示為角位移 2）確定擺動推桿軸心A在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的各個位置 3）確定擺動推桿的尖頂在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的各個位置 4）確定擺動推桿的尖頂在復(fù)合運動中依次占據(jù)的各個位置 5）過點B、B1，、B2，、B3，連成光滑曲線即為所要求的凸輪廓線。,3、解析法設(shè)計凸輪輪廓曲線 偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu),建立oxy坐標(biāo)系，B0點為凸輪推程段廓線起始點。 rr -----滾子半徑,,此式為凸輪理論廓線方程式。 e偏心距,沿理論廓線法線(n-n)方向取距離為 rr , 即得工作廓線上的相應(yīng)點B（x , y）B點處法線n-n的斜率為：,（由理論廓線方
7、程求導(dǎo)得）,,,,,“-”用于內(nèi)等距曲線；“+”用于外等距曲線。,式（9-15）中e為代數(shù)值，其正、負的規(guī)定：若凸輪逆時針轉(zhuǎn)，推桿處于右側(cè)，e為正，反之為負；若凸輪順時針轉(zhuǎn)，情況則相反。, 對心平底推桿盤形凸輪機構(gòu)解析法設(shè)計（圖9-21）（略） 擺動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)解析法設(shè)計（圖9-22）（略）,9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定1 壓力角問題,---凸輪機構(gòu)的壓力角（為推桿所受正壓力的方向與推桿上點B的速度方向之間所夾的銳角）,推程： =30o， 直動推桿 =35o45o 擺動推桿 回程：=70o 左右。,2. 凸輪基圓半徑確定（凸輪機構(gòu)壓力角與基圓半徑有關(guān) ）,討論 （1）max< （2）偏距e也影響 ，應(yīng) 注意推桿的位置 （3）ro， ，但尺寸 變大，應(yīng)合理確定ro,,,,3. 推桿滾子半徑的選擇和推桿平底尺寸的確定(1) 滾子推桿滾子半徑確定,(2)推桿平底尺寸的確定 (略),內(nèi)凹凸輪： 外凸凸輪：,當(dāng) ， 變尖 失真,應(yīng)使： 一般,,,,
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