凸輪機構及其設計(1)(3)(已修改)
2025-01-19 03:57 本頁面
【正文】 第 6章 凸輪機構及其設計 凸輪機構的應用和分類 從動件的運動規(guī)律 凸輪輪廓曲線的設計 凸輪機構基本尺寸的確定 凸輪機構的應用和分類 結構 ： 三個構件 、 盤 (柱 )狀曲線輪廓 、 從動件呈桿狀 。 作用： 將連續(xù)回轉 ?從動件 直線移動 或 擺動 。 優(yōu)點： 可精確實現(xiàn)任意運動規(guī)律 ， 簡單緊湊 。 缺點： 高副 ， 線接觸 ， 易磨損 ， 傳力不大 。 應用： 內燃機 、 補鞋機 、 配鑰匙機 等 。 分類： 1)按凸輪形狀分： 盤形 、 移動 、 圓柱凸輪 ( 端面 ) 2)按從動件形狀分： 尖頂 、 滾子 、 平底 從動件 特點： 尖頂 ——構造簡單 、 易磨損 、 用于儀表機構； 滾子 ——磨損小 ， 應用廣； 平底 ——受力好 、 潤滑好 ， 用于高速傳動 。 實例 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 1 2 刀架 o 3)按從動件運動分：直動 (對心 、 偏置 )、 擺動 4)按保持接觸方式分： 力封閉 （ 重力 、 彈簧等 ） 內燃機氣門機構 機床進給機構 幾何形狀封閉 (凹槽、等寬、等徑、主回凸輪 ) 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 r1 r2 r1+r2 =const W 作者：潘存云教授 凹槽凸輪 主回凸輪 等寬凸輪 等徑凸輪 優(yōu)點： 只需要設計適當?shù)妮喞€，從動件便可獲得任意的運動規(guī)律，且結構簡單、緊湊、設計方便。 缺點： 線接觸，容易磨損。 作者：潘存云教授 繞線機構 3 作者：潘存云教授 1 2 A 線 應用實例： 作者：潘存云教授 3 皮帶輪 5 卷帶輪 錄音機卷帶機構 1 放音鍵 摩擦輪 4 1 3 2 4 放音鍵 卷帶輪皮帶輪 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 1 3 2 送料機構 作者：潘存云教授 δ’0 δ’0 o t δ s 從動件的運動規(guī)律 凸輪機構設計的基本任務 : 1)根據(jù)工作要求選定凸輪機構的形式 。 凸輪機構的基本名詞術語 基圓 、 推程運動角 、 基圓半徑 、 推程 、 遠休止角 、 回程運動角 、 回程 、 近休止角 、 行程 。 一個循環(huán) r0 h ω A 而根據(jù)工作要求選定推桿運動規(guī)律，是設計凸輪輪廓曲線的前提。 2)從動件運動規(guī)律 。 3)合理確定凸輪機構結構尺寸 。 4)設計凸輪輪廓曲線 。 δ01 δ01 δ02 δ02 D B C B’ δ0 δ0 作者：潘存云教授 δ’0 δ’0 o t δ s r0 h ω A δ01 δ01 δ02 δ02 D B C B’ δ0 δ0 運動規(guī)律：從動件在推程或回程時 ， 其位移 S、 速度 V、 和加速度 a 隨時間 t 的變化規(guī)律 。 形式： 多項式 、 三角函數(shù) 。 S=S(t) V=V(t) a=a(t) 位移曲線 邊界條件： 凸輪轉過推程運動角 δ 0—— 從動件上升 h 1. 多項式運動規(guī)律 一般表達式： s=C0+ C1δ + C2δ 2+… +Cnδ n (1) 求一階導數(shù)得速度方程： v = ds/dt 求二階導數(shù)得加速度方程： a =dv/dt =2 C2ω 2+ 6C3ω 2δ … +n(n1)Cnω 2δ n2 其中： δ —— 凸輪轉角 ， dδ /dt=ω —— 凸輪角速度 , Ci—— 待定系數(shù) 。 = C1ω + 2C2ωδ +… +nCnωδ n1 凸輪轉過回程運動角 δ ’0—— 從動件下降 h 從動件基本的運動規(guī)律 作者：潘存云教授 在推程起始點： δ =0， s=0 代入得： C0＝ 0， C1＝ h/δ 0 推程運動方程： s ＝ hδ/δ0 v ＝ hω /δ0 s δ δ 0 v δ a δ h 在推程終止點： δ =δ 0 ， s=h +∞ － ∞ 剛性沖擊 s = C0+ C1δ + C2δ 2+…+C nδ n v = C1ω + 2C2ωδ +… +nCnωδ n1 a = 2 C2ω2+ 6C3ω2δ… +n(n1)Cnω2δn2 同理得回程運動方程： s＝ h(1－ δ/δ0 ) v＝ － hω /δ0 a＝ 0 a ＝ 0 （ 1） 一次多項式 （ 等速運動 ） 運動規(guī)律 s = C0+ C1δ （ 2） 二次多項式 （ 等加等減速 ） 運動規(guī)律 位移曲線為一拋物線 。 加 、 減速各占一半 。 推程加速上升段邊界條件： 起始點： δ =0， s=0， v＝ 0 中間點： δ =δ 0 /2， s=h/2 求得： C0＝ 0， C1＝ 0， C2＝ 2h/δ20 加速段推程運動方程為： s ＝ 2hδ2 /δ20 v ＝ 4hωδ /δ20 a ＝ 4hω2 /δ20 s = C0+ C1δ + C2δ 2 作者：潘存云教授 δ a h/2 δ 0 h/2 推程減速上升段邊界條件： 終止點： δ =δ 0 ， s=h， v＝ 0 中間點： δ =δ 0/2， s=h/2 求得： C0＝－ h， C1＝ 4h/δ0 C2＝－ 2h/δ20 減速段推程運動方程為： s ＝ h2h(δ0 － δ)2/δ20 1 δ s v ＝ － 4hω(δ0－ δ)/δ20 a ＝ － 4hω2 /δ20 2 3 5 4 6 2hω /δ 0 柔性沖擊 4hω 2/δ 20 重寫加速段推程運動方程為： s ＝ 2hδ2 /δ20 v ＝ 4hωδ /δ20 a ＝ 4hω2 /δ20 δ v 同理可得回程等加速段的運動方程為： s ＝ h－ 2hδ2/δ’20 v ＝－ 4hωδ/δ’20 a ＝－ 4hω2/δ’20 回程等
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