凸轮机构基本尺寸的确定.ppt

The Theory of Machines and Mechanisms Chapter 4. Cams and Its Design,Sun Zhihong Z 62373317 62373319 Room307, No.3 Teaching Building,Todays topics,Decision of cam mechanisms basic dimension 凸轮机构基本尺寸的确定,Decision of cam mechanisms dimension,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.cam mechanisms pressure angle,2. Primary circle radius,3. Radius of the roller,4. The size l of flat-face follower,作者：潘存云教授,Pressure angle of cam mechanism,受力图中，由Fx=0，Fy=0，MB=0 得：,-Fsin(+1 )+(FR1FR2 )cos2=0,G+Fcos(+1 ) (FR1+ FR2 )sin2=0,FR2cos2 (l+b) FR1cos2 b=0,由以上三式消去R1、R2 得：,Pressure angle : the angle between the direction of motion (velocity) of the follower and the direction of the axis of transmission.,分母,F,若大到使分母趋于0，则 F ,机构发生自锁,作者：潘存云教授,称c=arctg1/(1+2b/l)tg2 - 1 为临界压力角 。,增大导轨长度l或减小悬臂尺寸b可提高c,工程上要求：max ,直动推杆：30,摆动推杆：3545,回程：7080,提问：平底推杆？,0,作者：潘存云教授,P点为相对瞬心：,由BCP得:,2.凸轮基圆半径的确定,ds/d,OP= v/,= ds/dt / d/dt,=ds/d,运动规律确定之后，凸轮机构的压力角与基圆半径r0直接相关。,=(ds/d-e)/(s0+s),tg=(OP-e)/BC,r0 , ,图示凸轮机构中，导路位于右侧。,e , ,作者：潘存云教授,设计：潘存云,同理，当导路位于中心左侧时，有：, CP = ds/d + e,=(ds/d+e)/(s0+s),tg=(OP+e)/BC,e ,OP= v/,= ds/dt / d/dt,=ds/d,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！,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,“+” 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相反的位置。,正确偏置,错误偏置,“-” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧；,设计时要求：,于是有：,对心布置有：tg=ds/d/ (r0+s）,提问：在设计一对心凸轮机构设计时，当出现 的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些措施来进行改进？,确定上述极值r0min不方便，工程上常根据诺模图来确定r0 。见下页,1)加大基圆半径r0 ，,2)将对心改为偏置，,3)采用平底从动件,tg=(ds/d-e)/(r02-e2)1/2+s,=0,r0 ,e ,作者：潘存云教授,诺模图:,应用实例：一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，045，h=13 mm, 推杆以正弦加速度运动， 要求:max 30，试确定凸轮的基圆半径r0 。,作图得：h/r00.26,r0 50 mm,作者：潘存云教授,作者：潘存云教授,设计：潘存云,a工作轮廓的曲率半径，理论轮廓的曲率半径， rT滚子半径,rT,arT0,对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使： min rT,3. 滚子半径的确定,arT,rT,arT0,轮廓正常,轮廓变尖, rT,arT,轮廓正常,外凸,可用求极值的方法求得min ,常采用上机编程求得min,工程上要求a 15,若不满足此条件时：,增大r0,减小rr,作者：潘存云教授,4.平底尺寸l 的确定,a) 作图法确定：,l=2lmax+(57)mm,作者：潘存云教授,lmax =ds/d max,P点为相对瞬心，有：,b) 计算法确定：,BC =OP,= v/,= ds/dt / d/dt,=ds/d,l=2 ds/d max +(57) mm,v = OP ,作者：潘存云教授,对平底推杆凸轮机构，也有失真现象。,可通过增大r0解决此问题。,小结： 在进行凸轮廓线设计之前，需要先确定r0 ,而在定r0时，应考虑结构条件（不能太小）、压力角、工作轮廓是否失真等因素。在条件允许时，应取较大的导轨长度L和较小的悬臂尺寸b。对滚子推杆，应恰当选取rr，对平底推杆，应确定合适的平底