凸輪機構及其設計(8學時)(精)-文庫吧
2025-06-14 21:38 本頁面
【正文】 子直動推桿盤形凸輪機構的推桿有對心和偏心之分，且凸輪與推桿相對位置的布局及凸輪的轉向也有不同，講授時有所交待，實際上是偏心的特例。 第四、由于凸輪輪廓曲線設計的基本方法是根據(jù)“反轉法”來進行的，因此，無論講授哪種凸輪輪廓曲線，都應著重講清楚反轉法，只有學生真正掌握反轉法，才能靈活應用到凸輪機構的設計中。凸輪廓線設計方法的基本原理凸輪輪廓曲線設計方法有圖解法和解析法。無論用哪種方法，其所依據(jù)的原理是相同的。凸輪廓線設計的基本方法是反轉法，所依據(jù)的是相對運動原理。以對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構為例，在設計凸輪輪廓線時，設想給整個凸輪機構以一個與凸輪角速度大小相等而方向相反（即）的角速度，使其繞軸心O轉動。這時凸輪將靜止不動，而推桿一方面隨機架相對凸輪以角速度反轉運動，另一方面又以原有的運動規(guī)律（即）相對于機架運動。由于推桿的尖頂始終與凸輪的輪廓保持接觸，所以推桿在這種復合運動中，其尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪輪廓曲線。根據(jù)這一方法，求出推桿尖頂在推桿作這種復合運動中所占據(jù)的一系列位置點，并將它們連接成光滑曲線，即得所求的凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓線設計的反轉法原理用作圖法設計凸輪輪廓線（1）、對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構凸輪輪廓線設計，用圖解法設計的具體步驟如下：① 適當選取尺寸比例尺，做出基圓及推桿的初始位置；② 根據(jù)推桿的運動規(guī)律按選定的分度值（通常在之間選取，當凸輪精度要求高時取小值）計算出推桿各分點的位移值；③ 求出推桿在反轉運動中依次占據(jù)的各個位置；④ 反轉法求出推桿尖頂在復合運動中依次占據(jù)的位置；⑤ 將推桿尖頂?shù)母魑恢命c連成一條光滑曲線，即為所要設計的凸輪輪廓線。（2）、其他類型凸輪機構的凸輪輪廓線設計特點① 偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機構凸輪輪廓線的設計特點為：首先根據(jù)已知的偏距e作出偏距圓；其推桿在反轉運動中依次所占據(jù)的各位置不再是過凸輪軸心的徑向線，而始終是偏距圓的切線；推桿的位移則是沿著這些切線，并從基圓上開始向外量取。② 擺動尖頂推桿盤形凸輪機構凸輪輪廓線的設計特點為：其推桿運動規(guī)律要用角位移來表達，即需將相應直動推桿的位移方程中位移s改為角位移，行程h改為角行程；其推桿在反轉運動中的復合運動是轉動加擺動，擺動推桿的回轉軸心A，將沿著以凸輪軸心O為圓心，以為半徑的圓上作圓周運動。擺桿的角位移是以擺桿軸心A的各反轉位置點為頂點，以擺桿相應反轉位置為起始邊向外轉量取一對應的擺動量。至于滾子推桿和平底推桿盤形凸輪機構凸輪輪廓線的設計，可首先將滾子中心或推桿導路的中心線與推桿平底的交點視為尖頂推桿的尖頂，按尖頂推桿凸輪機構的設計方法，求出尖頂推桿的凸輪輪廓線，以此為理論廓線，在理論廓線上的各點作一系列滾子圓或作一系列垂直于各導路的平底，最后做出其包絡線，便可求得相應的凸輪工作曲線。用解析法設計凸輪輪廓線用解析法設計凸輪輪廓線的關鍵是根據(jù)反轉法原理建立凸輪理論廓線和工作廓線的方程式。解析法的特點是從凸輪機構的一般情況入手來建立其廓線方程的。如：對心直動推桿可看作是偏置直動推桿偏距e=0的情況；尖頂推桿可看作是滾子推桿其滾子半徑為零的情況。建立凸輪輪廓線直角坐標方程的一般步驟為：（1）、畫出基圓及推桿起始位置，即可標出滾子推桿滾子中心B的起始位置點，并取直角坐標系（或極坐標系）。（2）、根據(jù)反轉法原理，求出推桿反轉角時其滾子中心B點的坐標方程式，即為凸輪理論廓線方程式。（3）、作理論廓線在B點處的法線nn，標出凸輪實際廓線上與B對應的點的位置，并求出其法線傾角與的求解關系式。（4）、求出凸輪實際廓線上點的坐標方程式，即為凸輪實際廓線方程式。（四）、凸輪機構基本尺寸的確定本講要解決的問題是如何正確地選擇凸輪機構地基本尺寸，講授時要注意不要孤立地去講各個基本尺寸如何確定，而應把它們之間地相互關系自始至終地貫穿起來，并進一步闡述在凸輪機構設計中如何全面地考慮這些因素。使學生能較全面地掌握一般凸輪機構各基本尺寸的選擇問題。（1）、在講述時可先提出：在講述凸輪廓線設計時，都假定凸輪的基圓半徑、滾子半徑等是已知的，對于平底推桿平底的確定、直動推桿導軌的長度等尺寸卻未加以討論，但是具體進行凸輪機構設計使，這些尺寸顯然都是必須加以確定的。那么這些尺寸彼此之間有什么關系，在設計時應該根據(jù)什么條件和原則，考慮哪些因素，采用什么方法確定？（2）、提出：在確定凸輪機構尺寸時，首先要考慮凸輪機構中的作用力，下面就分析凸輪機構的作用力和尺寸的關系，“凸輪機構的作用力與凸輪機構的壓力角”，可用一尖底直動推桿盤形凸輪機構來進行分析。（3）、上面講到，凸輪機構的壓力角對凸輪機構受力有較大的影響，而且凸輪廓線上不同點處的壓力角的大小一般也不相同，那么如何計算凸輪廓線上任一點處的壓力角，壓力角又取決于哪些因素呢？凸輪機構的壓力角推桿與凸輪接觸點處所受正壓力的方向（即凸輪輪廓線在
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