汽车机械基础 课件9-10 凸轮轮廓曲线设计实验

盘状凸轮轮廓曲线图解法设计主

要

内容1反转法基本原理2对心直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计3偏置直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计4对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计5对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓设计6摆动从动件盘形凸轮轮廓设计凸轮机构设计:2、选定从动件运动规律;4、设计轮廓曲线。1、凸轮机构的选型;凸轮轮廓曲线从动件运动规律决定设计3、合理确定结构尺寸;给机构加一个绕凸轮转动中心O的公共角速度(-ω)

，构件间的相对运动不改变。

反转后从动件尖端的复合运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。

凸轮将固定不动，从动件一方面随导路以-ω绕O点转动，同时又按已知运动规律在导路中相对移动。基本原理凸轮反转原理13121110987654321图解法设计盘形凸轮轮廓一、反转法基本原理r0esB0BosB1S-

S-基本原理一、反转法基本原理反转法动画一、反转法基本原理对心直动尖端从动件盘形凸轮二、对心直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计rb

O

360°S75°180º75°二、对心直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计试设计该凸轮轮廓曲线。已知：

基圆半径rb；从动件的运动规律；凸轮以ω顺时针转动。rb

O

360°S75°180º75°-二、对心直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计试设计凸轮轮廓曲线。eAωO偏距圆已知：从动件运动规律；基圆半径rb

；角速度ω逆时针回转。偏距e；三、偏置直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计eA1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’sφ-ωωO1’2’3’4’5’6’7’8’15’14’13’12’11’10’9’1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8KΦΦS

Φ’ΦS’

60°120°90°90°偏距圆分区间与对心直动尖顶从动件：从动件在反转过程中它的运动方向线。

反转过程中的运动方向线不再是通过凸轮的回转中心了，而是始终与偏距圆相切的。三、偏置直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计eAωOK0一线：运动方向线——始终与偏距圆相切！两点：动点（尖顶）

、起始点。三、偏置直动尖端从动件盘形凸轮轮廓设计四、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计已知：从动件的运动规律；基圆半径rb，滚子半径rr；以角速度ω顺时针回转。试设计该凸轮轮廓曲线。

Brb

O

360°S75°180º75°四、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计rb

O

360°S75°180º75°-从动件滚子中心将滚子中心看成尖端从动件的尖顶！

四、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计r060°90°90°120°-ωω1’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’

对心直动滚子推杆凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：①选比例尺μl作基圆r0。②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件滚子中心在各等份点的位置。④将各中心点连接成一条光滑曲线。A⑤作各位置滚子圆的内(外)包络线(中心轨迹的等距曲线)。sδ60°120°90°90°1’3’5’7’8’1357891113159’11’13’12’14’理论轮廓实际轮廓1876543214131211109四、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计rb

O-理论轮廓线理论廓线和实际廓线为两条法向等距的曲线，其法向距离为滚子半径rr。（1）实际轮廓线基圆半径rb是理论轮廓曲线上的最小向径。（2）将滚子中心看成尖端从动件的尖顶！

四、对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计已知：从动件的运动规律；基圆半径rb；以角速度ω顺时针回转。试设计该凸轮轮廓曲线。

360°S75°180º75°Brb

O五、对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓设计r0B8B0B7B1B2B4B3B5B6mOl

用垂足点Bi点表示平底的位置，B0为推程开始的最低位置；沿

方向，过O作径向射线，对基圆进行周向分割；从基圆开始向外截取从动件位移，得平底位置Bi；作一系列平底位置线的包络线，便得凸轮的实际轮廓。平底宽度：保证与凸轮轮廓相切接触，平底左、右两侧的宽度必须分别大于导路至左、右最远切点的距离m和l。五、对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓设计平底只能相切接触于外凸的轮廓曲线，不允许轮廓曲线有内凹。当无法作出与所有平底位置线相切的包络线时，如图2位置的平底，则不能实现从动件的预期运动规律，也即出现运动失真。此时可增大基圆半径r0重新设计，如图。五、对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓设计B12

1

对于平底移动从动件盘型凸轮，只要运动规律相同，偏置从动件和对心从动件具有相同的轮廓。五、对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓设计已知：从动件角位移线图

(

)，凸轮与摆动从动件的中心距lOA，摆动从动件的长度lAB，凸轮的基圆半径r0，凸轮以等角速度ω逆时针回转。要求绘出此凸轮的轮廓。六、摆动从动件盘形凸轮轮廓设计反转法设计步骤：

(1)选取适当的长度比例尺

l，根据lOA定出O点与A0点的位置，以O点为圆心、r0为半径作基圆，再以A0点为中心、lAB为半径作圆弧交基圆于B0点，该点即为从动件尖顶的起始位置。

0B0r0A0

O六、摆动从动件盘形凸轮轮廓设计

(2)选取纵、横坐标角度比例尺

=

，绘制从动件的角位移线图

-

，将推程运动角和回程运动角分别进行若干等分（图中各为4等分）。

117524561503578003

1

2

3

4

5

6

7

max六、摆动从动件盘形凸轮轮廓设计B0A0O

0A8A7A6A5A4A3A2A1r0175

150

35

-

(3)以O为圆心、OA0为半径画圆

，并沿-ω的方向取推程运动角175

、回程运动角150、近休止角35

，在圆

上得点A4、A8。将推程运动角和回程运动角分成与位移曲线对应的等分，得A1、A2、A3和A5、A6、A7诸点。

六、摆动从动件盘形凸轮轮廓设计B0A0OA1A2A3A4A5A6A7A8

0B8B7B6B5B4B3B2B1r0175

150

35

0+1

0+2

0+3

0+4

0+5

0+6

0+7

0

-

(4)由位移线图求得各等分点的摆角值

1、

2、

3…，据此画出摆动从动件相对于机架的一系列位置A1B1、A2B2、A3B3…，即

OA1B1=

0+

1、

OA2B2=

0+

2、OA3B3=

0+

3…。

六、摆动从动件盘形凸轮轮廓设计B0A0OA1A2A3A4A5A6A7A8

0B8B1B2B3B4B5B6B7

0+1

0+2

0+3

0+4

0+5

0+6

0+7

0r0175

150

35

-