精密机械设计基础第06章

1、参考文献张策主编，机械原理与机械设计（上册），机械工业出版社，2004黄锡恺等，机械原理，高等教育出版社，1997其他机械原理的相关书籍第一节 概述第二节 从动件常用运动规律第三节 图解法设计平面凸轮轮廓第四节 解析法设计平面凸轮轮廓第五节 凸轮机构基本尺寸的确定本章重点 1. 平面凸轮轮廓曲线的设计 2. 凸轮机构基本尺寸的确定主要内容一、凸轮机构组成：凸轮、从动件和机架凸轮：是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动。从动件：按预定运动规律作间歇（或连续）直线往复移动或摆动。特点：从动件可按任意给定规律运动，结构简单、紧凑；凸轮轮廓加工困难，从动件易磨损。第一节 概述 内燃机 二、

2、凸轮机构类型按凸轮的形状分 1. 盘形凸轮 a） 移动凸轮 b） 2. 圆柱凸轮 c）按从动件的形状分 1. 尖底从动件 a） 2. 滚子从动件 b） 3. 平底从动件 c）第二节 从动件常用运动规律回程推程停程盘形凸轮机构基圆rb 行程h推(回)程运动角、 远(近)程休止角s、 s从动件运动规律是从动件在整个工作循环中，运动参数（位移、速度和加速度）随凸轮转角变化的规律。从动件的运动规律与一定的凸轮轮廓形状相对应。一.等速运动规律 刚性冲击适用于低速凸轮机构 二.等加速等减速运动规律 等加速 等减速 柔性冲击适用于中、低速凸轮机构 三.简谐运动规律在运动始末点（A、E点），加速度有变化柔性冲

3、击，只适于中速；当从动件作连续升-降循环运动时， 加速度曲线连续，无 冲击，可用于高速凸 轮机构。第三节 图解法设计平面凸轮轮廓已知：从动件的运动规律 凸轮的基圆半径 方法：反转法 原理：设想凸轮固定不动，从动件一方面随导路绕凸轮轴心反方向转动，同时又按给定的运动规律在导路中作相对运动，从动 件尖底的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。一. 直动从动件盘形凸轮轮廓 1、尖底从动件 已知： 从动件导路与凸轮回转中心的偏距e 凸轮基圆半径rb 凸轮以等角速度逆时针方向转动 从动件的位移线图 步骤：以o为圆心作基圆和偏距圆确定从动件起始位置C。使从动件中心线与偏距圆切于A点，并与基圆交于C点。将运动线图分成

4、若干等分，并将偏距圆自A点沿顺时针方向分成对应的等分A1、A2。erbCAO过分点A1、A2作偏距圆切线，交基圆于B1、B2等点。从动件尖底从B1点沿切线方向移动S1到C1点，从B2移动S2到C2点，用光滑曲线连接C-C1-C2，此曲线为凸轮轮廓曲线。2、滚子从动件以滚子中心作为上述从动件尖底，依上述方法画出凸轮轮廓理论廓线。以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径为半径，沿理论廓线作一系列圆。这些圆的内包络线即为滚子从动件凸轮的实际轮廓曲线。二. 摆动从动件盘形凸轮轮廓 已知： 凸轮轴心与从动件的回转中心距a 凸轮基圆半径rb，从动件长 L 凸轮以等角速度逆时针方向转动 从动件的位移线图 步骤：以

5、凸轮中心o为圆心，以rb、a为半径作基圆及中心圆。在中心圆上取一点o1为从动件转动中心的起始位置，以o1为圆心以l为半径画弧交基圆于Ao，则o1Ao为摆动从动件的起始位置。将运动线图的横坐标分成若干等分（如图）。以o1为起点沿顺时针方向把中心圆分成与运动线图对应的等分o1、o2。以o1为圆心，以L为半径画弧，交基圆于C1，作 C1 o1A1=1，交弧于A1点，A1为凸轮廓线上一点。同理可求出A2、A3等点。平滑联结A0、A1、A2成曲线，此曲线为所求凸轮的轮廓曲线。 第四节 解析法设计平面凸轮轮廓一、尖底直动从动件盘形凸轮轮廓 已知：偏距e、基圆半径rb 、 从动件运动规律sf（） 求：凸轮轮

6、廓曲线上各点坐标 设计原理反转法 极点极轴极坐标系向径极角二、摆动从动件盘形凸轮轮廓 已知：基圆半径rb，摆杆长度 ， 凸轮以等角速度逆时针转动 中心距OO1=a 摆杆运动规律 f（） 求：凸轮轮廓曲线上各点坐标 设计原理反转法极点极轴极坐标系向径极角第五节 凸轮机构基本尺寸的确定一、凸轮机构压力角的确定压力角：不考虑摩擦时，凸轮对从动件的正压力（沿nn方向）与从动件上力作用点的速度方向所夹的锐角。压力角越小，推动从动件的有效分力越大，机构受力情况越好，效率越高。为改善凸轮受力情况，在结构允许条件下，尽可能导轨长度lb和悬臂尺寸la。 若其它条件不变， ，则推力F 。 lim 机构自锁， 许用压力角 lim 工作行程：移动从动件 30， 摆动从动件 45 回 程： 7080二、基圆半径的确定 知： rb rb 三、滚子半径的确定 滚子半径rr、实际廓线曲率半径c、 理论廓线曲率半径对于内凹的理论轮廓曲线 不论滚子半径多大，实际轮廓曲线总可以作出来。 对于外凸的理论轮廓曲线 1. rr0 ，实际轮廓曲线可以作出。 2. rr= 、c =0 ，实际轮廓曲线