機械原理講義之凸輪機構(gòu)及其設(shè)計-wenkub.com
2025-01-23 14:31 本頁面
【正文】 ● 掌握凸輪機構(gòu)基本尺寸設(shè)計的原則 ， 學(xué)會根據(jù)這些原則確定移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的基圓半徑 、 滾子半徑和偏置方向 ， 擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的擺桿長 、 中心距以及移動平底從動件平底寬度 。 此外 ， 還應(yīng)注意滿足強度和工藝性要求 。 rb O x y ? B0 B 《 機械原理 》講義 3. 平底從動件凸輪機構(gòu)的失真現(xiàn)象 O rb rb 解決措施 增大基圓半徑 rb 《 機械原理 》講義 小結(jié) 在進行凸輪輪廓曲線設(shè)計之前 ， 需要先確定基圓半徑 rb。 從動件高副元素形狀應(yīng)根據(jù)凸輪機構(gòu)的應(yīng)用場合確定 。?,OP?v???ds?d? ??????????????????s i nddc os)(c osdds i n)(bBbBssryssrxs0 rb B0 O x y ? B ? A ds?d? 《 機械原理 》講義 rc rr rc rr?rc 刀具中心軌跡 理論輪廓曲線 實際輪廓曲線 b)刀具直徑小于滾子直徑 刀具中心軌跡 實際輪廓曲線 a)刀具直徑大于滾子直徑 四 、 刀具中心軌跡計算 用數(shù)控機床加工凸輪以及在凸輪磨床上磨削凸輪時 ， 通常需要給出刀具中心的直角坐標(biāo)值 。 將滾子中心視為尖頂從動件的尖頂 ， 建立凸輪輪廓曲線方程 。 為對心移動從動件 ， e?0。 《 機械原理 》講義 三 、 用解析法設(shè)計凸輪廓線 作圖法的缺點 繁瑣 、 誤差較大 。 ? d B?2 ?2 B?3 ?3 B?4 ?4 B?5 ?5 B?6 ?6 B?7 ?7 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 ?? A B l ① 選比例尺 ??， 作位移曲線 ， 作基圓 rb和轉(zhuǎn)軸圓 OA。 ? 5. 尖頂擺動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計 已知凸輪的基圓半徑rb， 角速度 ?， 擺桿長度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離 L， 擺桿角位移曲線， 設(shè)計該凸輪輪廓曲線。 設(shè)計步驟 k1 k2 k3 k5 k4 k6 k7 k8 k9 k10 k11 k12 k13 k14 k15 9 10 11 12 13 14 15 《 機械原理 》講義 rb O 1 2 3 4 5 6 7 8 60186。 90186。 ① 選比例尺 ?l， 作位移曲線 、 基圓 rb和偏距圓 e。 90186。 設(shè)計步驟 ② 等分位移曲線及反向等分各運動角 ， 確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點的從動件的位置 。 ④ 將各點連接成一條光滑曲線 。 120186。 《 機械原理 》講義 O A 2. 對心滾子移動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計 已知凸輪的基圓半徑 rb，滾子半徑 rr、凸輪 角速度 ?和從動件的運動規(guī)律，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。 ① 選比例尺 ?l， 作位移曲線和基圓 rb。 120186。 若推程角沒有因多個運動協(xié)調(diào)關(guān)系而受到嚴格限制 ， 也可以通過適當(dāng)增大 ? 來獲得較好的動力特性 。 確定凸輪基圓半徑 rb。 步驟 ● 確定凸輪轉(zhuǎn)動軸心的位置 ● 確定 從動件的正確偏置方位以及偏距 e ● 將 [?]代入前式 22]t an [dd esesrb ????????? ????? ● 確定 s?s(?)， 求出 ds?d?， 代入上式 求出一系列 rb值 ， 選取其中的最大值作為凸輪的基圓半徑 《 機械原理 》講義 工程上常常借助于 諾模圖 (Nomogram)來確定凸輪的最小基圓半徑 。 應(yīng)當(dāng)使從動件偏置在推程時瞬心 P 的位置的同一側(cè) 正確偏置 ? O B ? n n P e 錯誤偏置 需要注意的是 ， 若推程壓力角減小 ， 則回程壓力角將增大 。 《 機械原理 》講義 C n n 22bddt anerses??? ???O ? B e s0 s D rb ? ds?d? 三 、 盤形凸輪機構(gòu)基本尺寸的設(shè)計 (一 ) 移動從動件盤形凸輪機構(gòu)基本尺寸的設(shè)計 1. 壓力角與凸輪基圓的關(guān)系 壓力角對凸輪機構(gòu)的受力狀況有直接影響 ， 在運動規(guī)律選定之后 ，它主要取決于凸輪機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)尺寸 。 v s a ?,t ?,t ?,t h O O O ? ?? ?? a 正弦加速度曲線與直線組合 《 機械原理 》講義 ? (三 ) 選擇或 設(shè)計從動件運動規(guī)律時應(yīng)考慮的問題 ⑴ 當(dāng)機器的工作過程對從動件的運動規(guī)律有特殊要求 ， 而凸輪的轉(zhuǎn)速不太高時 ， 應(yīng)首先從滿足工作需要出發(fā)來選擇或設(shè)計從動件的運動規(guī)律 ， 其次考慮動力特性和便于加工 。345次運動規(guī)律適用于高速中載場合 。 余弦加速度運動規(guī)律適用于中速中載場合 。等速運動規(guī)律適用于低速輕載場合。 常用運動規(guī)律 — 工程實際中經(jīng)常用到的運動規(guī)律 。 360186。 回程 夾緊 0186。 送帽 壓帽 0186。 342186。 240186。 回程 [? ?] ?70186。?40186。 FR2 FR1 ?1 ?2 ?2 ? v G F 壓力角 ?— 不計摩擦?xí)r ， 凸輪對從動件作用力方向線 nn與從動件上力作用點的速度方向之間所夾的銳角 。 躍度線圖線 (Jerk diagram)—反映了從動件的躍度 j 隨時間 t 或凸輪轉(zhuǎn)角 ? 變化的規(guī)律 。 《 機械原理 》講義 二 ． 凸輪機構(gòu)的分類 (一 ) 按凸輪的形狀分 盤形凸輪 Plate cam 移動凸輪 Wedge cam 《 機械原理 》講義 圓柱凸輪 Cylindrical cam 《 機械原理 》講義 (二 ) 按從動件運動副元素的形狀分 尖頂從動件 Knifeedge follower 滾子從動件 Roller follower 《 機械原理 》講義 平底從動件 Flatface follower 《 機械原理 》講義 (三 ) 按從動件的運動形式分 擺動從動件 Oscillating follower 移動從動件 Reciprocating follower 《 機械原理 》講義 (四 )按凸輪與從動件維持高副接觸 (封閉 )的方式分 力封閉型凸輪機構(gòu) Forceclosed cams 彈簧力封閉 Forceclosed by preloaded spring 重力封閉 Forceclosed by gravity 《 機械原理 》講義 形封閉型凸輪機構(gòu) Formclosed cams 凹槽凸輪機構(gòu) Plategroove cam mechanism 等寬凸輪機構(gòu) Constantbreadth cam mechanism 《 機械原理 》講義 形封閉型凸輪機構(gòu) Formclosed cam mechanism 等徑凸輪機構(gòu) Conjugate yoke radial cam mechanism 共軛凸輪機構(gòu) Conjugate cam mechanism 《 機械原理 》講義 rb 三 ． 凸輪機構(gòu)的工作循環(huán)與運動學(xué)設(shè)計參數(shù) h ?S? ?S? ?S ?S ? ? ? ? ? ? ? D D0 B0 B s O ?,t 36
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