凸轮轮廓曲线的设计

1、 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,工作要求 运动规律位移曲线 +其它条件 设计凸轮廓线 一、 设计原理：,起始位置，凸轮与从动件A点接触， 凸轮以1逆时针转过,工作要求 运动规律位移曲线 +其它条件 设计凸轮廓线 一、 设计原理：, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置，凸轮与从动件A点接触， 凸轮以1逆时针转过,A,3,2,1,从动件上升 s,将整个机构沿 - 1转过 角, A A, B 接触,工作要求 运动规律位移曲线 +其它条件 设计凸轮廓线 一、 设计原理：, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置，凸轮与从动件A点接触， 凸轮以1逆时针转过,从动件上升 s,将整个机构沿 - 1转过 角,

2、A A, B 接触, 凸轮未动，从动、导路反转， 运动规律不变。,反转法： 假定凸轮不动，使推杆反转并在导路中作预期的运动，则尖顶的轨迹 凸轮廓线。,工作要求 运动规律位移曲线 +其它条件 设计凸轮廓线 一、 设计原理：, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置，凸轮与从动件A点接触， 凸轮以1逆时针转过,从动件上升 s,将整个机构沿 - 1转过 角, A A, B 接触, 凸轮未动，从动、导路反转， 运动规律不变。,反转法： 假定凸轮不动，使推杆反转并在导路中作预期的运动，则尖顶的轨迹 凸轮廓线。,（4）量取相应位移量,（2）作基圆，取起始点B0,（3）沿 -1分基圆为0 、 01、0 、02

3、,且等分0 、 0,01,02,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构 1、对心凸轮机构 已知：s2 = s2 （ ）、r0 、1（ 逆时针） 设计凸轮廓线 步骤： （1）作位移线图s2 -，且等分0 、 0 (或列表计算),（4）量取相应位移量,（2）作基圆，取起始点B0,（3）沿 -1分基圆为0 、 01、0 、02,且等分0 、 0,01,02,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构 1、对心凸轮机构 已知：s2 = s2 （ ）、r0 、1（ 逆时针） 设计凸轮廓线 步骤： （1）作位移线图

4、s2 -，且等分0 、 0(或列表计算),（4）量取相应位移量,（2）作基圆，取起始点B0,（3）沿 -1分基圆为0 、 01、0 、02,且等分0 、 0,01,02,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构 1、对心凸轮机构 已知：s2 = s2 （ ）、r0 、1（ 逆时针） 设计凸轮廓线 步骤： （1）作位移线图s2 -，且等分0 、 0(或列表计算),（5）光滑连接B0 、 B1 、B2 B0 凸轮廓线。,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、偏置凸轮机构 已知：s2 = s2 （ ）、r0 、1（ 逆时针） 设计凸

5、轮廓线,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构,分析：,推杆与凸轮回转中心始终保持距离e 偏距圆以O为圆心、e 为半径的圆,推杆的运动方向总是与偏距圆相切,所以从动件的位移量应该在各切线 上量取，其余步骤与对心从动件盘形凸轮设计方法雷同。,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、偏置凸轮机构 已知：s2 = s2 （ ）、r0 、1（ 逆时针） 设计凸轮廓线,（一）直动尖底推杆盘形凸轮机构,分析：,推杆与凸轮回转中心始终报纸距离e 偏距圆以距离e 为半径作的圆,推杆的运动方向总是与偏距圆相切,所以从动件的位移量应该在各切线 上量取，其余步骤与对心从动件判刑凸 设计方法雷同。,二、用

6、作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（二）滚子推杆盘形凸轮机构,分析：,滚子中心 从动件的运动规律 中心轨迹与凸轮廓线 等距曲线 中心 尖顶 凸轮廓线 理论廓线,以理论廓线为圆心，以滚子半 径 rr为半径作一系列小圆包 络线实际廓线,r0一理论廓线的基圆半径,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（二）滚子推杆盘形凸轮机构,分析：,滚子中心 从动件的运动规律 中心轨迹与凸轮廓线 等距曲线 中心 尖顶 凸轮廓线 理论廓线,以理论廓线为圆心，以滚子半 径 rr为半径作一系列小圆包 络线实际廓线,r0一理论廓线的基圆半径,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲

7、线的设计,（三）平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点 从动件的运动规律 交点 尖顶，一系列平底位置 包络线 凸轮廓线,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（三）平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点 从动件的运动规律 交点 尖顶，一系列平底位置 包络线 凸轮廓线,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（三）平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点 从动件的运动规律 交点 尖顶，一系列平底位置 包络线 凸轮廓线,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,分析:,尖顶推杆,运动规律： s (t) (t

8、) 或 s () () 设计原理与直动从动件类似反转法,摆杆长AB、中心距AO不变 初始角 0 不变,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,分析:,尖顶推杆,运动规律： s (t) (t) 或 s () () 设计原理与直动从动件类似反转法,摆杆长AB、中心距AO不变 初始角 0 不变,B,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,注意： 1）位移线图纵坐标为角度参量。 2）若以 s =L 作为纵坐标，通过截取作图，其解为近似解。 3）若从动件为滚子或平底，其解 同前述。,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3

9、 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,注意： 1）位移线图纵坐标为角度参量。 2）若以 s =L 作为纵坐标，通过截取作图，其解为近似解。 3）若从动件为滚子或平底，其解 同前述。,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（五）直动推杆圆柱凸轮机构,若取作图比例与原机构相同，则位移运动线图就是凸轮 理论廓线的展开图。,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（五）直动推杆圆柱凸轮机构,若取作图比例与原机构相同，则位移运动线图就是凸轮 理论廓线的展开图。,二、用作图法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（六）摆动推杆圆柱凸轮机构,三、用解析法设

10、计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,建立 B 点封闭矢量方程,向x 、y轴投影，得凸轮理论廓线：,三、用解析法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,建立 B 点封闭矢量方程,向x 、y轴投影，得凸轮理论廓线：,实际廓线：,“ - ” 用于内包络，“+” 用于外包络,三、用解析法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,建立 B 点封闭矢量方程,向x 、y轴投影，得凸轮理论廓线：,实际廓线：,“ - ” 用于内包络，“+” 用于外包络,注意：偏距 e 是有符号的。偏于接触点处凸轮速

11、度的反方向为正，反之为负。,三、用解析法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,实际廓线：,刀具轨迹中心方程式，只要将包络线方程中的 rr 换成 |rr-rc|即可。,三、用解析法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、对心平底推杆盘形凸轮机构,凸轮与推杆的瞬心 P,建立封闭矢量方程,投影得凸轮实际廓线(so= ro)坐标：,三、用解析法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构,建立 B 点封闭矢量方程,投影得凸轮廓线B点坐标：,三、用解析法设计凸轮廓线, 9-3 凸轮轮廓曲线的设计,3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构,建

12、立 B 点封闭矢量方程,投影得凸轮廓线B点坐标：, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸：基圆半径，滚子半径，平底长度，中心距,一、凸轮机构的压力角与作用力,定义：推杆受力方向与其运动方向的夹角为压力角 (不考虑摩擦）。,推杆受力：G、F、FR1、FR2,平衡条件：Fx=0、Fy=0、 MB=0, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸：基圆半径，滚子半径，平底长度，偏心距,一、凸轮机构的压力角与作用力,定义：推杆受力方向与其运动方向的夹角为压力角 (不考虑摩擦）。,推杆受力：G、F、FR1、FR2,平衡条件：Fx=0、Fy=0、 MB=0,讨论：,1、 F 传力性能 2、 分母

13、为零时 F 自锁 临界压力角c ：,3、不同位置处压力角不同,通常 max,推程： =30 40 (直动从动件) =40 50(摆动从动件) 回程： =70 80, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸：基圆半径，滚子半径，平底长度，偏心距,二、凸轮基圆半径的确定,1、压力角与基圆半径r0和偏置的关系,P 点为凸轮与推杆的相对瞬心,（1）压力角 与偏置的关系 （a）推杆偏于接触点处凸轮速度反向（速度瞬 心侧） 正偏置 （b）推杆偏于接触点处凸轮速度同向负偏置 （c）正偏置 ；负偏置 （d）正偏置时，e 推程 ，但回程 , 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸：基圆半径，滚子半径

14、，平底长度，偏心距,二、凸轮基圆半径的确定,1、压力角与基圆半径r0和偏置的关系,P 点为凸轮与推杆的相对瞬心,（2）压力角 与基圆半径r0的关系 r0 ，但结构 r0 结构紧凑，但 , 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,二、凸轮基圆半径的确定,2、基圆半径r0的确定,（1）根据结构和强度要求确定 r0,凸轮与轴做成一体： r0 rs+(3 5) mm,凸轮单独制造： r0 rh+ (3 5) mm,凸轮廓线：min 1 5 mm, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,二、凸轮基圆半径的确定,2、基圆半径r0的确定,（2）根据许用压力角 确定 r0,ds/d,推杆运动规律确定，lOP= ds

15、/d 是定值 O取在m-m上 P 必在n-n上， 不变； O取在m-m左侧 P必在n-n左侧， 变小； O取在m-m右侧 P必在n-n右侧， 变大。, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,二、凸轮基圆半径的确定,2、基圆半径r0的确定,（2）根据许用压力角 确定 r0,ds/d,推杆运动规律确定，lOP= ds/d 是定值 O取在m-m上 P 必在n-n上， 不变； O取在m-m左侧 P必在n-n左侧， 变小； O取在m-m右侧 P必在n-n右侧， 变大。,O点应取在m-m线的左侧 同理回程: O 点应取在m-m线的右侧 已知推杆运动规律时，求出各点 ds/d 图解r0 min, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,二、凸轮基圆半径的确定,2、基圆半径r0的确定,（2）根据许用压力角 确定 r0,ds/d,推杆运动规律确定，lOP= ds/d 是定值 O取在m-m上 P 必在n-n上， 不变； O取在m-m左侧 P必在n-n左侧， 变小； O取在m-m右侧 P必在n-n右侧， 变大。,O点应取在m-m线的左侧 同理回程: O 点应取在m-m线的右侧 已知推杆运动规律时，求出各点 ds/d 图解r0 min, 9 - 4 凸轮机构基本尺寸的确定,三