凸轮机构申永胜ppt课件

1、 等径凸轮机构等径凸轮机构共轭凸轮机构共轭凸轮机构运动特点：连续回转运动特点：连续回转 往复运动。往复运动。优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。1. 1. 凸轮机构的特点凸轮机构的特点应用：传力不大的场合。应用：传力不大的场合。3.2 凸轮机构的特点和功能凸轮机构的特点和功能2. 2. 凸轮机构的功能自学）凸轮机构的功能自学）CB oth3trb24B1t3.3 从动件运动规律设计从动件运动规律设计h刚性冲击：刚性冲击：加速度无穷大突变引起的冲击。加速度无穷大突变引起的冲击。

2、(1)(1)等速运动等速运动 hs hv0 a s a v + +- -特点：有刚性冲击。特点：有刚性冲击。应用：低速。应用：低速。(2)(2)等加等减速运动等加等减速运动柔性冲击：柔性冲击：加速度有限值突变引起的冲击。加速度有限值突变引起的冲击。特点：有柔性冲击特点：有柔性冲击应用：中速。应用：中速。222 hs 24 hv224 hashva2 (3)(3)简谐运动简谐运动( (余弦加速运动余弦加速运动) )h sav 特点：有柔性冲击。特点：有柔性冲击。应用：中速。应用：中速。(4)(4)摆线摆线( (正弦加速正弦加速) )运动运动特点：无冲击。特点：无冲击。应用：高速。应用：高速。 s

3、av h(5)3-4-5(5)3-4-5次多项式运动次多项式运动特点：无冲击。特点：无冲击。应用：高速。应用：高速。 sav hvs a hooo 将几种运动规律组合，以改将几种运动规律组合，以改善运动特性。善运动特性。正弦改进等速正弦改进等速+-vs a hooo （1工程上对从动件运动有要求，应严格满足。工程上对从动件运动有要求，应严格满足。（2工作过程只要求从动件完成一行程，对运动规工作过程只要求从动件完成一行程，对运动规律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。作为凸轮的轮廓曲线。（3对高速或输出构件质量大的凸轮，要

4、求有较好对高速或输出构件质量大的凸轮，要求有较好的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应的动力特性，除了避免出现刚性或柔性冲击外，还应当考虑当考虑vmax和和 amax。运动规律运动规律 maxamax冲击冲击应用范围应用范围等等 速速 1.0 刚性刚性低速轻载低速轻载等加等减速等加等减速 2.0 4.0柔性柔性中速轻载中速轻载余弦加速余弦加速 1.57 4.93 柔性柔性中速中载中速中载正弦加速正弦加速 2.0 6.28 无无高速轻载高速轻载五次多项式五次多项式 1.88 5.77无无高速中载高速中载改进正弦加速改进正弦加速 1.76 5.53 无无高速重载高速重载从动件运动规律特性比

5、较从动件运动规律特性比较ss问题问题2：如何确定凸：如何确定凸轮的推程角？轮的推程角？问题问题1：如何确定凸：如何确定凸轮转过的角度？轮转过的角度？BBC rbBO1 O2v 0r0-maxmaxAB0l问题问题1：如何确定：如何确定最大摆角？最大摆角？问题问题2：如何确定：如何确定凸轮的推程角？凸轮的推程角？A”APM60r0120-1135782345 67 8910111213149090A1876543214131211109 6012090 901 3 5 7 8911 13 15s 91113121410s 911 13 151 3 5 7 8r0A120-113578911131

6、2142345 67 8910111213146090901876543214131211109理论轮廓理论轮廓实际轮廓实际轮廓 6012090 90s 911 13 151 3 5 7 8r08765432191011121314-A13578911131214123456781514131211109 6012090 90120B111r0 6012090 90s 已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径r0，角速度角速度，摆杆长度，摆杆长度l以以及摆杆回转中心与凸轮及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离回转中心的距离d，摆杆，摆杆角位移方程，设计该凸角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。轮轮廓曲线。1

7、2345 6 7 85678B1 B2B3B4B5B6B7B860 90 -dABl1 2 3 4B222B333B444B555B666B777A1A2A3A4A5A6A7A890 sincos)(cossin)(0B0Bessyessx22b0ers rbs0ss0e yxB0OBrbL 0 )cos(cos)sin(sin0B0B lLylLx注意：注意：角度角度、( (0 0) )都都是代数值，规定逆时针是代数值，规定逆时针方向为正。方向为正。 已知参数已知参数 rb rb、 、l l、L L、s ss(s() ) 凸轮轮廓曲线方程凸轮轮廓曲线方程 0 xOyA0B0lBAL( (二二

8、) ) 滚子从动件盘形凸轮机构滚子从动件盘形凸轮机构 1. 1. 滚子移动从动件盘形凸轮机构滚子移动从动件盘形凸轮机构 已 知 参 数 ：已 知 参 数 ： r b r b 、 r rr r 、 e e 、 、s ss(s() ) 分析分析滚子中心滚子中心B B的运动规律就是从的运动规律就是从动件的运动规律。将滚子中动件的运动规律。将滚子中心视为尖顶从动件的尖顶，心视为尖顶从动件的尖顶，建立凸轮轮廓曲线方程。建立凸轮轮廓曲线方程。 理论轮廓曲线理论轮廓曲线凸轮的基圆半径凸轮的基圆半径rbrb、压力角、压力角定义在理论轮廓曲线定义在理论轮廓曲线上。上。 sincos)(cossin)(0B0Be

9、ssyessx rbs0se BxyB0Orr 理论轮廓曲线方程理论轮廓曲线方程实际轮廓曲线方程实际轮廓曲线方程 cossinddddddtanBBBB yxyx曲线在曲线在B点的法线点的法线nn的斜率的斜率2B2BBddddddsin yxx2B2BBddddddcos yxyrrnn A B sincosrBArBAryyrxxAnn rbs0se BxyB0Orr 2. 滚子摆动从动件盘形凸轮机构滚子摆动从动件盘形凸轮机构已知参数已知参数 r b r b 、 r rr r 、 、 l l 、 L L 、s ss(s() ) )cos(cos)sin(sin0B0B lLylLx 凸轮理论

10、轮廓曲线方程凸轮理论轮廓曲线方程 凸轮实际轮廓曲线方程凸轮实际轮廓曲线方程 sincosrBArBAryyrxxrbL xOyA0B0l 0 AB 0 rbs Pv( (三三) ) 平底移动从动件盘形凸轮机构平底移动从动件盘形凸轮机构已知参数已知参数: rb: rb、 、s ss(s() )分析分析: :从动件的平底通常垂直于从动件的平底通常垂直于从动件移动导路，其凸轮的实从动件移动导路，其凸轮的实际轮廓曲线是平底一系列位置际轮廓曲线是平底一系列位置的包络线，通常按对心从动件的包络线，通常按对心从动件进行设计。进行设计。 凸轮的实际轮廓曲线方程凸轮的实际轮廓曲线方程vvPOP ,OPvdsd

11、sinddcos)(cosddsin)(bBbBssryssrxs0rbB0Oxy B Adsdrcrrrcrrrc刀具中刀具中心轨迹心轨迹理论轮理论轮廓曲线廓曲线实际轮实际轮廓曲线廓曲线b)刀具直径小于滚子直径刀具直径小于滚子直径刀具中刀具中心轨迹心轨迹实际轮实际轮廓曲线廓曲线a)刀具直径大于滚子直径刀具直径大于滚子直径 四、刀具中心轨迹计算四、刀具中心轨迹计算 用数控机床加工凸轮以及在凸轮磨床上磨削凸轮时，通常需要给出用数控机床加工凸轮以及在凸轮磨床上磨削凸轮时，通常需要给出刀具中心的直角坐标值。刀具中心的直角坐标值。 ( (一一) ) 滚子从动件盘形凸轮机构滚子从动件盘形凸轮机构 rr理

12、论轮理论轮廓曲线廓曲线rcrr刀具中心直角坐标方程刀具中心直角坐标方程 2B2BBrcBc2B2BBrcBcdddddddddd yxxrryydydxyrrxx一、一、 移动滚子从动件盘形凸轮机构移动滚子从动件盘形凸轮机构 orbenn FF1F2CnnO Bes0sDrb P为相对瞬心为相对瞬心ddsvOPvP22b/tanerseddsBCeOP导路和瞬心位于凸轮回转导路和瞬心位于凸轮回转中心的同侧中心的同侧pnn oss0rbe22bddtanerses 22b/tanersedds 导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧偏心式偏心式对心式对心式brsdds

13、/tan 在其它条件相同的情况下，在其它条件相同的情况下， F12 当当，使，使F12，凸轮机构将发生自锁，凸轮机构将发生自锁 此时机构的压力角记为临界压力角。此时机构的压力角记为临界压力角。 正确偏置正确偏置 OB nnPe错误偏置错误偏置BO nnPerT rT rT rTaa vCdsd s0sPv CB OP v (dsdt)ddt) dsd v OP lmax|dsd| max rbOxy B0B)75(2m ma ax xd dd ds sb b平底从动件凸轮机构的失真现象平底从动件凸轮机构的失真现象1 21 2Orbrb解决措施增大基圆半径解决措施增大基圆半径rbo2o1例题：在图示凸轮机构中，试确定：例题：在图示凸轮机构中，试确定：（1 1在图示位置从动件的位移，在图示位置从动件的位移，（2 2当凸轮转过当凸轮转过900900时从动件的位移和凸轮机构的压力角时从动件的位移和凸轮机构的压力角e rbs（1 1画出偏距园；画出偏距园；（2 2画出理论廓线；画出理论廓线；（3 3画出基园；画出基园；（4 4画出当前位置从动件的位移画出当前位置从动件的位移s s；（5 5画出从当前位置转过画出从当前位置转过