機械原理計算機輔助教與學習-第4章凸輪機構(gòu)及其設計(文件)
【正文】 151413121110 99 11 13 151 3 5 7 81’3’5’7’8’ 9’11’13’12’14’s φ 60176。設計步驟小結(jié)：步驟 ① ~⑤ 與尖頂從動件凸輪機構(gòu)完全一樣。作圖過程按以下動畫進行。 90176。ωωdABlB’2 ψ2B’3ψ3B’4ψ4B’5ψ5B’6ψ6B’7ψ7A1A2A3A4A5A6A7A8 5)用解析法設計凸輪的輪廓曲線原理： 反轉(zhuǎn)法設計結(jié)果： 求解輪廓的參數(shù)方程 x=x(φ) y= y(φ)① 偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)已知： r0、 rT、 e、 ω、 s=s(φ)由圖中白三角形可知： s0＝ (r20e2)而滾子中心坐標 x為紅、黃 三角形一 組邊長之和， 而 y 為另一組邊長 之差，有 x=(s0+s)sinφ+ ecosφ y=(s0+s)cosφ esinφ實際輪廓線為理論輪廓的等距線 。反轉(zhuǎn)法的理論依據(jù)就是理論力學中的相對運動不變性原理。 本章重點、難點 作者：潘存云教授δ 1s2作者：潘存云教授10 30 ω 1 ω1150? 180? 300? 360? 例題 設計一偏置直動滾子 從動件盤形凸輪機構(gòu)，已知凸輪的基圓半徑 rmin=60mm角速度 ω 1, 偏心距 e=10mm，滾子半徑rT=10mm,從動件的運動規(guī)律 :推程作簡諧運動回程作等加等減速運動，且h=30mm,δ t = 150? δ s = 30? δ h = 120? δ s’ = 60? 右邊的動畫詳細描述了該題目的作圖求解過程。此時，凸輪靜止，而從動件一邊繞凸輪中心反向旋轉(zhuǎn)，一邊相對于凸輪作移動（或擺動），那么，凸輪的輪廓曲線就是從動件在各位置時的包絡線。對應點 B’ 的坐標為： x’=xrrcosθ y’=yrrsinθ作者：潘存云教授φ0xr0OyωlA0B0yxa Aδ ωBl sin (φ+ ψ+ψ0 )φ0φasinφφaacosφ 重點① 了解從動件運動規(guī)律，特性及幾何作圖法繪制運動曲線；② 弄清楚理論輪廓與實際輪廓的關系；③ 能推導凸輪壓力角 α 與基圓半徑 r0之間的關系；④ 掌握用圖解法設計凸輪輪廓曲線的步驟與方法；⑤ 掌握解析法在凸輪輪廓設計中的應用。B’1ψ1r0B1 B2 B3B4B5B6B7B860 176。120176。⑦ 作一系列平底直線的內(nèi)包絡線， 即得凸輪的實際輪廓曲線。 90176。如果是槽形凸輪，則還 需要作外 包絡線。ω實際輪廓設計步驟小結(jié)：步驟 ① ~⑥ 與上例完全一樣。18 7654321413121110 9理論輪廓9 11 13 151 3 5 7 81’3’5’7’8’ 9’11’13’12’14’s φ 60176。設計：潘存云r0A120176。r0ω1’ 2’ 3’4’5’ 6’7’ 8’9’10’11’12’13’14’ 90176。120176。⑥ 用曲線板將各尖頂點連接成一條光滑曲線。③ 等分推程、回程線圖以及對應的運動角。 凸輪設計反轉(zhuǎn)法的基本原理： 在凸輪機構(gòu)中，如果對整個機構(gòu)繞凸輪轉(zhuǎn)動中心疊加一個與凸輪轉(zhuǎn)動角速度 ω 大小相等、方向相反的公共角速度 (ω )，此時凸輪與從動件之間的相對運動關系并不改變，而站在地面的觀察者將看到凸輪固定不動，從動件一方面將隨導路一起以等角速度 (ω )繞凸輪中心旋轉(zhuǎn)，同時又按已知的運動規(guī)律在導路中作往復移動（對于移動凸輪機構(gòu)），或者繞其擺動中心擺動（對于擺動凸輪機構(gòu)）。② 從動件的最大加速度 amax盡量小，且無突變。④ 各段不同的運動規(guī)律要有較好的動力性能和工藝性。若將正弦運動規(guī)律與等速運動規(guī)律組合，既可以滿足工藝要求，又可以避免剛性沖擊和柔性沖擊。svah φφφΦ Φ’ 三角函數(shù)運動規(guī)律4）余弦加速度 (簡諧 )運動規(guī)律推程 運動方程 s＝ h[1cos(πφ/Φ)]/2 v ＝ πhωsin(πφ/ Φ)/2 Φ a ＝ π2hω2 cos(πφ/Φ)/2 Φ2回程 運動方程 s＝ h[1＋ cos(πφ/Φ’)]/2 v＝ πhωsin(πφ/Φ’)/2Φ’ a＝ π2hω2 cos(πφ/Φ’)/2Φ’2特點：在起始和終止處理論上加速度 a為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。 1） 一次多項式（等速運動）運動規(guī)律邊界條件在推程起始點： φ =0， s=0在推程終止點： φ =δ0 ， s=h代入得： C0＝ 0， C1＝ h/Φ推程運動方程： s ＝ h φ/Φ v ＝ hω/Φ a ＝ 0同理得回程運動方程： s＝ h(1φ/Φ’) v＝ hω/Φ’ a＝ 0運動線圖如右圖所示。即 s=s(t) v=v(t) a=a(t)常用的運動規(guī)律有 多項式 和 三角函數(shù) 兩類。對于滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)有當壓力角為許用值，并選取正確偏置，可得最小基圓半徑的設計公式
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