凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)(6)(已修改)
2025-01-19 03:59 本頁面
【正文】 第六章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì) 167。 6－ 1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 167。 6－ 2 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 167。 6－ 3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 167。 6－ 4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 167。 6－ 5* 力封閉凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 ① 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 、 特點(diǎn) 、 適用范圍，尤其是位移線圖的繪制； ② 凸輪理論輪廓曲線與實(shí)際輪廓曲線的關(guān)系； ③ 凸輪壓力角 α 與基圓半徑 r0的關(guān)系； ④ 圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線及主要尺寸的確定。 本章重點(diǎn)和難點(diǎn)： 凸輪機(jī)構(gòu)主要是由 凸輪 、 從動(dòng)件 和 機(jī)架 所組成的一種高副機(jī)構(gòu) 。 167。 6－ 1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和組成 凸輪 從動(dòng)件 機(jī)架 A B 凸輪機(jī)構(gòu) .exe 在凸輪機(jī)構(gòu)中 ， 一般是以 凸輪為原動(dòng)件 (且作等速轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng) ) ，通過凸輪的輪廓與從動(dòng)件始終直接接觸，從而推動(dòng)從動(dòng)件作來回的移動(dòng)或往復(fù)的擺動(dòng)。 齒凸連組合壓力機(jī) .exe 內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu) .exe 凸輪機(jī)構(gòu)是一種常用的機(jī)構(gòu)，被廣泛地用于 自動(dòng)、半自動(dòng)機(jī)械 中。 等速運(yùn)動(dòng)凸輪繞線機(jī) .exe 1)盤形凸輪 機(jī)構(gòu) 凸輪是繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且向徑變化的盤形零件。 最基本形式，應(yīng)用最廣 二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類 (五種 ) 內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu) 由于凸輪與從動(dòng)件在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng) ， 故它是一種 平面凸輪機(jī)構(gòu)。 2)移動(dòng)凸輪 機(jī)構(gòu) 凸輪可以看作是回轉(zhuǎn)半徑無限大的盤形凸輪，凸輪作往復(fù)移動(dòng)。 靠模車削機(jī)構(gòu) 由于凸輪與從動(dòng)件在同一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng) ， 故 它是一種平面凸輪機(jī)構(gòu)。 3)圓柱凸輪 機(jī)構(gòu) 將移動(dòng)凸輪卷成圓柱體所形成的凸輪 ， 由于凸輪與從動(dòng)件在不同的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng) ,故 它是一種空間凸輪機(jī)構(gòu) 。 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 擺動(dòng)圓柱凸輪 .exe 1） 尖頂從動(dòng)件 凸輪機(jī)構(gòu) 2）滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 3）平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 由于不計(jì)摩擦?xí)r，該機(jī)構(gòu)壓力角恒為零，故傳力性能最好 ；另外由于凸輪輪廓與平底的接觸面間容易于形成楔形油膜，故潤(rùn)滑情況較好，常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)中。 因尖頂易于磨損，故只適宜于傳力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)中。 由于從動(dòng)件與凸輪輪廓之間為滾動(dòng)摩擦，故耐磨損，可承受較大的載荷，應(yīng)用最廣。 1） 直動(dòng)從動(dòng)件 凸輪機(jī)構(gòu) 2）擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu) 2) 偏置 (或偏心 ) 凸輪機(jī)構(gòu) (其中 e為偏心距 ) 1)對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)： 若導(dǎo)路中心線通過凸輪回轉(zhuǎn)中心 O點(diǎn) 1） 力封閉凸輪機(jī)構(gòu) 封閉 方式可分 利用重力、彈簧力或其他外力使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸的凸輪機(jī)構(gòu)。 靠模車削機(jī)構(gòu) 2）幾何封閉凸輪機(jī)構(gòu) 利用凸輪或從動(dòng)件本身的特殊幾何形狀使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸的凸輪機(jī)構(gòu)。 對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) ,如圖（ a） 偏置尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) ,如圖（ b） 偏置滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) ,如圖（ c） 滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) ,如圖（ d） …… 三、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ； 凸輪機(jī)構(gòu)被廣泛地應(yīng)用于 自動(dòng)機(jī)械、半自動(dòng)機(jī)械中，且 傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合 。 2）從動(dòng)件可以實(shí)現(xiàn)任意設(shè)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 3）凸輪輪廓形狀復(fù)雜 ,制造困難； 4）由于點(diǎn)、線接觸，壓強(qiáng)大，易磨損。 167。 6－ 2 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 一 、 凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語 基圓 :以 O點(diǎn)為園心 ， 以凸輪理論輪廓曲線 上的最小向徑為半徑所作的圓 ,基圓半徑用 r0表示 。 推程角 :δ0 推程 :AB段 遠(yuǎn)休止角 :δ01 回程角 :δ0′ 回程 : CD段 近休止角 :δ02 下面以 對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 為例來進(jìn)行說明。 行程 :h 2）在凸輪機(jī)構(gòu)中，其從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律與凸輪輪廓曲線形狀密切相關(guān)。也就是說從動(dòng)件需要有什么樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出與之相適應(yīng)的凸輪輪廓曲線，所以在設(shè)計(jì)凸輪輪廓時(shí)，首先要確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 結(jié)論： 1）由位移線圖可知 ,凸輪轉(zhuǎn)過一周時(shí)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)過程是：升 —停 —降 —停 ，此運(yùn)動(dòng)過程稱為一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。須注意的是：一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中不一定都有以上四個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，但至少都有 升程 和 回程 兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程。 因此凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是： 首先根據(jù)工作要求和條件選定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后繪制凸輪的輪廓曲線。 位移方程 )(?fS ?速度方程 ???? ddsdtdddsdtdsv ????加速度方程 222???? dsddtdddvdtdva ????類速度 類加速度 二、從動(dòng)件的基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 所謂從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其位移、速度和加速度隨時(shí)間 t（或凸輪轉(zhuǎn)角 δ ）變化的規(guī)律。其方程分別為 : 將上述方程分別用圖形來表示 ,此圖形分別稱為從動(dòng)件的位移、速度和加速度線圖 。 作者：潘存云教授 δ a h/2 δ 0 h/2 1 δ s 2 3 5 4 6 2hω /δ 0 4hω 2/δ 20 δ v 位移線圖 速度線圖 加速度線圖 目前，工程上可采用的從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律越來越多，也越來越復(fù)雜，這里只介紹幾種最簡(jiǎn)單和常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 邊界條件： 凸輪轉(zhuǎn)過推程運(yùn)動(dòng)角 δ 0－ 從動(dòng)件上升 h 位移方程 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 ， ω － 凸輪角速度 (一般為 常數(shù)
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