凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)(1)(3)(已修改)
2025-01-19 03:57 本頁(yè)面
【正文】 第 6章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 結(jié)構(gòu) ： 三個(gè)構(gòu)件 、 盤(pán) (柱 )狀曲線輪廓 、 從動(dòng)件呈桿狀 。 作用： 將連續(xù)回轉(zhuǎn) ?從動(dòng)件 直線移動(dòng) 或 擺動(dòng) 。 優(yōu)點(diǎn)： 可精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 簡(jiǎn)單緊湊 。 缺點(diǎn)： 高副 ， 線接觸 ， 易磨損 ， 傳力不大 。 應(yīng)用： 內(nèi)燃機(jī) 、 補(bǔ)鞋機(jī) 、 配鑰匙機(jī) 等 。 分類(lèi)： 1)按凸輪形狀分： 盤(pán)形 、 移動(dòng) 、 圓柱凸輪 ( 端面 ) 2)按從動(dòng)件形狀分： 尖頂 、 滾子 、 平底 從動(dòng)件 特點(diǎn)： 尖頂 ——構(gòu)造簡(jiǎn)單 、 易磨損 、 用于儀表機(jī)構(gòu)； 滾子 ——磨損小 ， 應(yīng)用廣； 平底 ——受力好 、 潤(rùn)滑好 ， 用于高速傳動(dòng) 。 實(shí)例 作者：潘存云教授 作者：潘存云教授 1 2 刀架 o 3)按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng) (對(duì)心 、 偏置 )、 擺動(dòng) 4)按保持接觸方式分： 力封閉 （ 重力 、 彈簧等 ） 內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)機(jī)構(gòu) 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu) 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(diǎn)： 只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。 缺點(diǎn)： 線接觸，容易磨損。 作者：潘存云教授 繞線機(jī)構(gòu) 3 作者：潘存云教授 1 2 A 線 應(yīng)用實(shí)例： 作者：潘存云教授 3 皮帶輪 5 卷帶輪 錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu) 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(jī)構(gòu) 作者：潘存云教授 δ’0 δ’0 o t δ s 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù) : 1)根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式 。 凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語(yǔ) 基圓 、 推程運(yùn)動(dòng)角 、 基圓半徑 、 推程 、 遠(yuǎn)休止角 、 回程運(yùn)動(dòng)角 、 回程 、 近休止角 、 行程 。 一個(gè)循環(huán) r0 h ω A 而根據(jù)工作要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前提。 2)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 3)合理確定凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸 。 4)設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在推程或回程時(shí) ， 其位移 S、 速度 V、 和加速度 a 隨時(shí)間 t 的變化規(guī)律 。 形式： 多項(xiàng)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(zhuǎn)過(guò)推程運(yùn)動(dòng)角 δ 0—— 從動(dòng)件上升 h 1. 多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律 一般表達(dá)式： s=C0+ C1δ + C2δ 2+… +Cnδ n (1) 求一階導(dǎo)數(shù)得速度方程： v = ds/dt 求二階導(dǎo)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(zhuǎn)角 ， dδ /dt=ω —— 凸輪角速度 , Ci—— 待定系數(shù) 。 = C1ω + 2C2ωδ +… +nCnωδ n1 凸輪轉(zhuǎn)過(guò)回程運(yùn)動(dòng)角 δ ’0—— 從動(dòng)件下降 h 從動(dòng)件基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 作者：潘存云教授 在推程起始點(diǎn)： δ =0， s=0 代入得： C0＝ 0， C1＝ h/δ 0 推程運(yùn)動(dòng)方程： s ＝ hδ/δ0 v ＝ hω /δ0 s δ δ 0 v δ a δ h 在推程終止點(diǎn)： 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(yùn)動(dòng)方程： s＝ h(1－ δ/δ0 ) v＝ － hω /δ0 a＝ 0 a ＝ 0 （ 1） 一次多項(xiàng)式 （ 等速運(yùn)動(dòng) ） 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 s = C0+ C1δ （ 2） 二次多項(xiàng)式 （ 等加等減速 ） 運(yùn)動(dòng)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(diǎn)： δ =0， s=0， v＝ 0 中間點(diǎn)： δ =δ 0 /2， s=h/2 求得： C0＝ 0， C1＝ 0， C2＝ 2h/δ20 加速段推程運(yùn)動(dòng)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(diǎn)： δ =δ 0 ， s=h， v＝ 0 中間點(diǎn)： δ =δ 0/2， s=h/2 求得： C0＝－ h， C1＝ 4h/δ0 C2＝－ 2h/δ20 減速段推程運(yùn)動(dòng)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(xiě)加速段推程運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)方程為： s ＝ h－ 2hδ2/δ’20 v ＝－ 4hωδ/δ’20 a ＝－ 4hω2/δ’20 回程等
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