機(jī)械原理講義之凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)(參考版)
2025-01-27 14:31本頁(yè)面
【正文】 ● 熟練掌握應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線 ， 學(xué)會(huì)凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法 。 ● 掌握從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合 ， 了解不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線的拼接原則與方法 。 《 機(jī)械原理 》講義 基本要求 ● 了解凸輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 、 類型及應(yīng)用 ， 學(xué)會(huì)根據(jù)工作要求和使用場(chǎng)合選擇凸輪機(jī)構(gòu) 。對(duì)滾子從動(dòng)件 ， 應(yīng)恰當(dāng)選取滾子半徑 rr；對(duì)平底從動(dòng)件 ， 應(yīng)確定合適的平底寬度 l。 在確定 rb時(shí) ， 應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)條件 、 壓力角 ?、 工作輪廓是否失真等因素 。? lmax?|ds?d?| max l?2 |ds?d?| max ?(5?7) mm |ds?d?| max根據(jù)推程和回程分別計(jì)算，取其最大值。 《 機(jī)械原理 》講義 二 、 從動(dòng)件滾子半徑及平底寬度的確定 1. 滾子半徑的確定 ? ? rr ?a?? ? rr? 0 結(jié)論 對(duì)于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應(yīng)使 ?min? rr。 一 、 從動(dòng)件高副元素形狀的選擇 平面凸輪可以采用尖頂 、 滾子 、 平底等形狀的從動(dòng)件 ，空間凸輪通常只能采用滾子從動(dòng)件 。 (一 ) 滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) rr 理論輪廓曲線 rc?rr 《 機(jī)械原理 》講義 刀具中心直角坐標(biāo)方程 ??????????????????????????????????????????????????2B2BBrcBc2B2BBrcBcdddddddddd??????yxxrryydydxyrrxx?《 機(jī)械原理 》講義 (二 )平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪既可以用砂輪的端面磨削 ，也可以用銑刀 、 砂輪或鉬絲的外圓加工 。 凸輪的實(shí)際輪廓曲線方程 v?vP?OP 理論輪廓曲線 ? 凸輪的基圓半徑 rb、 壓力角 ?定義在理論輪廓曲線 ?上 。 已知參數(shù) rb、 ?、 l、 L、 s?s(?) 凸輪輪廓曲線方程 ?0 ? x O y A0 B0 l B A L 《 機(jī)械原理 》講義 (二 ) 滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 1. 滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 已知參數(shù) rb、 rr、 e、 ?、 s?s(?) 分析 滾子中心 B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 。 規(guī)定凸輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ， 轉(zhuǎn)角 ??0， 否則 ， ??0。 《 機(jī)械原理 》講義 ? (一 ) 尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 1. 尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 已知參數(shù) rb、 e、 ?、 s?s(?) ?? rb s0 s s0 e ? ? ? 凸輪輪廓曲線方程 ?????????????s i nc os)(c oss i n)(0B0Bessyessx22b0 ers ?? yB xB y x B0 O B 注意 e為代數(shù)量 ， 若從動(dòng)件導(dǎo)路偏在 y軸的右側(cè) ， 則e?0 ；否則 ， e?0 。 解析法的優(yōu)點(diǎn) 計(jì)算精度高 、 速度快 ， 適合凸輪在數(shù)控機(jī)床上加工 。 設(shè)計(jì)步驟 ④ 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑 曲線。 ② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角 ， 確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸 A的位置 。 90186。 1? 2? 3? 4? 5? 6? 7? 120186。 90186。 120186。 ④ 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線 。 90186。 120186。 ② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角 ， 確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置 。 《 機(jī)械原理 》講義 e A 4. 偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì) 已知凸輪的基圓半徑 rb， 角速度?和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距 e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。 9 11 13 15 1? 3? 5? 7? 8? 9? 11? 13? 12? 14? 10? ?? 11? ③ 確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn) A在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置 。 90186。 s ? 1 3 5 7 8 60186。 ① 選比例尺 ?l， 作位移曲線和基圓 rb。 ⑤ 作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)(外 )包絡(luò)線 。 9 11 13 15 1? 3? 5? 7? 8? 9? 11? 13? 12? 14? 10? ?? ? 11? ③ 確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件滾子中心在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置 。 90186。 理論輪廓曲線 實(shí)際輪廓曲線 s ? 1 3 5 7 8 60186。 ① 選比例尺 ?l， 作位移曲線和基圓 rb。 設(shè)計(jì)步驟 ④ 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線 。 ② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角 ， 確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置 。 ?? ? A 9 11 13 15 1? 3? 5? 7? 8? 9? 11? 13? 12? 14? 10? 二 、 用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線 1. 對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì) 已知凸輪的基圓半徑 rb， 凸輪 角速度 ?和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線 。 90186。 2b2 rLl ?? lr /t an b0 ??及 n n ? Q ? ?0?? L rb B O1 ? O2 P l v 《 機(jī)械原理 》講義 第五節(jié) 平面凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 一、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理 (一 ) 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法 作圖法 解析法 基本原理 反轉(zhuǎn)法原理 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法的基本原理 《 機(jī)械原理 》講義 O s ? 1 3 5 7 8 60186。 《 機(jī)械原理 》講義 n n ? Q ? ?0?? (二 ) 擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì) )t a n (1)s i n ()dd1(t a n00 ????????????Ll凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)取“ ?”號(hào)；順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)取“ ?”號(hào)。 壓力角還與 ds?d?有關(guān) ， 在 工作升距 (Lift)h確定后 ， ds?d?則與推程角 ? 有關(guān) 。 作圖得 h?rb?， rb?19?? 正弦加速度運(yùn)動(dòng)《 機(jī)械原理 》講義 確定凸輪基圓半徑的通常做法 根據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的需要 ， 按經(jīng)驗(yàn)公式 rb?(?2)rS初步選定凸輪基圓半徑 rb， 然后校核壓力角 ， 以滿足 ?max?[?]的條件 。h?19mm， 推程時(shí)從動(dòng)件 以正弦加速度 規(guī)律 運(yùn)動(dòng) ， 推程壓力角 ? ? 30186。 借助于諾模圖既可以近似確定凸輪的最大壓力角 ， 也可以根據(jù)所選擇的基圓半徑來(lái)校核最大壓力角 。 當(dāng)要求機(jī)構(gòu)具有緊湊的尺寸時(shí) ， 應(yīng)當(dāng)按許用壓力角 [?]來(lái)確定凸輪的基圓半徑 rb。 確定 e可用圖解法或解析法 。 《 機(jī)械原理 》講義 ? 2. 偏置方位和偏距 e的確定 偏置方位的選擇應(yīng)有利于減小凸輪機(jī)構(gòu)推程時(shí)的壓力角 。 P為相對(duì)瞬心 ??? dd/dd/dd sttsvOP ???由 ?BCP得 22b0 ers
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