《chap凸轮机构》PPT课件.ppt

第3章 凸轮机构,教学内容,“反转法” 基圆半径与压力角关系,应用和类型 从动件运动规律 机构参数 凸轮机构设计,本章重点,1、凸轮 具有曲线轮廓或凹槽 的机构。 2、从动件 被凸轮直接推动的构件。 3、机架 固定不动的构件。,一 凸轮机构的组成,3-1 凸轮机构的应用和类型,二、凸轮机构的类型和应用 1 按凸轮形状分: (1) 盘形凸轮 ：内燃机配气机构、绕线机构 (2) 移动凸轮 ：录音机卷带机构 (3) 圆柱凸轮：送料机构 2 、按从动件形状分： （1）尖顶从动件：仪表等低速低负荷工况。 （2）滚子从动件：应用最广，传递较大动力 （3）平底从动件：受力平稳，润滑较好，常 被用于高速传动,3 按从动件运动形式分： （1）对心直动从动件 （2）偏置直动从动件 （3）摆动从动件,三、凸轮机构的特点,优点：设计凸轮轮廓即可得到从动件运动 规律， 结构简单、紧凑 缺点：通常是点或线接触，易磨损，常用 于传力不大的场合。,一、从动件运动规律与凸轮轮廓曲线之间的关系 从动件运动规律： s(t), v(t) , a(t),3-2 从动件的常用运动规律,1 基 圆 以盘形凸轮回转中心为圆心,凸轮理论轮廓最小向径rmin为半径所作的圆. 尖顶从动件盘形凸轮机构的理论轮廓就是其实际轮廓.,2 从动件与凸轮的运动过程,(1) 推程 ： 推程运动角t ： (2)远休 远休止角s (3)回程 回程运动角h: (4) 近休 近休止角s：,分析： t +s+h+s=2,1 等速运动规律 推程：从动件速度： 从动件加速度： 从动件位移：,二、从动件常用运动规律,回程计算方法类似。 特性 ：刚性冲击，冲击力在理论上趋于无穷大的惯性冲击。,2 等加速等减速运动规律,设前半行程为等加速，后半行程为等减速。 从动件加速度：a=C1 从动件速度: 从动件位移:,边界条件：s(0)=0, v(0)=0, s(t/2 )=h/2,特性: 柔性冲击，冲击力在理论上为有限值的惯性冲击 应用：中速，轻载,等减速求解方法类似。,3 简谐运动规律,点在圆周上做匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动。 以h 为直径作半圆，由图得：,当=时,1=t,故= 1/ t, 从动件推程作简谐运动的运动方程：,4 从动件运动规律的选择,(1) 对于只要求从动件实现一定的位移，行程中运动规律无严格要求的低速凸轮传动，只需保证位移要求，运动规律的确定宜从便于凸轮加工出发来考虑。如等速运动规律，盘形凸轮选择阿基米德线，圆柱凸轮选择普通螺旋线。 从动件的运动规律有特殊要求的，要按其运动规律设计，如刀架进刀机构。 在高速运动转下工作的凸轮机构，选择从动件运动规律时要考虑动力特性、加速度变化情况。如选择正弦加速度运动规律。,3-2 凸轮机构的压力角,一、压力角与作用力的关系 F=Ftg F一定时，压力角越小， F越小， 凸轮机构的传动性也就越好。 压力角是机构的位置函数。 自锁 ： 当压力角太大，当fF F时，无论所受的 驱动力有多大 ，都不能被推动的现象。,为保证凸轮机构的传动性能要求其最大压力角 max不大于许用压力角，即 max (1)直动从动件推程：=30 (2)摆动从动件推程：=30 40 (3)回程：=7080 设计时需校核推程压力角。,二、压力角与凸轮机构尺寸的关系,“-”用于导路与瞬心同侧，可使减小 “+”用于导路与瞬心异侧， 将增大 分析:() 减小rmin，增大，rmin增大 结构太大,(2) 导路偏置可减小推程压力角，但会增大回程压力角， e不宜太大。,3-4 图解法设计凸轮轮廓,设计过程：从动件运动规律空间和具体要求 rmin凸轮轮廓 方 法 ：图解法_反转法 原理： 推杆尖顶的轨迹,就是所要设计的凸轮轮廓曲线. 一、 直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计 1 对心尖端直动从动件盘形凸轮 已知:从动件的位移曲线，e=0， rmin,1 设计：凸轮轮廓 方法: 反转法：,设计步骤： （1）以rmin为半径作基圆。此基圆与导路的交点A0便是从动件尖顶的起始位置。 （2）自OA0沿的1相反方向取角度t，h，s,并将它们各分成与图(b)对应的若干等分；得A1,A2,A3,A4 点。连结OA1,OA2,OA3,OA4 即反转后从动件导路的各个位置,（3）量取各个位移量，即取A1A1=11， A2A2 = 22， 得反转后尖顶的一系列位置A1，A2，A3 （4）A1，A2，A3 连成光滑的曲线便得到所要求的凸轮轮廓。,从动件运动规律并进行等分,分析,2 偏心尖端直动从动件盘形凸轮,与对心情况步骤基本相同 区别： 从动件导路始终与凸轮轴心保持偏距e。 注意： （1）以e为圆心作偏距圆，并与从动件导路相切。 （2）从动件的位置在基圆的偏距线上量取。 B1C1=11， B2C2 = 22， ,3 滚子直动从动件盘形凸轮,设计过程： （1）以滚子中心当作尖顶从动件的尖端，可设计出其理论轮廓曲0 (2) 以0上各点为中心，以滚子半径 rT作一系列圆 (3) 作滚子的包路线，即得实际轮廓曲线。,滚子半径的选择： 外凸轮廓：min= min - rT min rT 时， min0,实际轮廓为光滑曲线； min =rT 时， min=0，出现尖点； min 15mm,(1)把平底和导路的交点作尖顶从动 件的尖端，可得到该假象尖点端 的一系列位置。 (2) 作代表平底的直线以及它们的包 络线, 即得凸轮廓线。 (3) 检验凸轮廓线没有产生失真.否则, 增大基