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机械设计基础 第2版 教学课件 ppt 机械设计基础第4章_图文

机械设计基础 第四章 凸轮机构 第一节 凸轮机构的特点及类型 第二节 从动件的常用运动规律 第三节 设计凸轮的轮廓曲线 第四节 凸轮机构设计中的几个问题 4 第一节 凸轮机构的特点及类型 在要求从动件的位移、速度或加速度按照预定的规律变 化,特别是按复杂运动规律运动时,通常采用凸轮机构。 4 4 凸轮结构的优点是: ? 只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使从动件得到 各种预期的运动规律; ? 结构简单、紧凑,运动可靠。 凸轮结构的缺点是: ? 由于凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触,故压强较 大,容易磨损,而且凸轮轮廓曲线的加工比较困难。 4 一、按凸轮形状分 ⒈盘形凸轮机构 4 ⒉移动凸轮机构 4 ⒊圆柱凸轮机构 4 二、按从动件的结构型式分 ⒈尖顶从动件 4 ⒉滚子从动件 4 ⒊平底从动件 4 第二节 从动件的运动规律 从动件的运动规律是指从动件的位移s、速度v和加速度 a的变化规律。 从动件的运动规律取决于凸轮轮廓的曲线形状。 尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构 4 一、从动件常用运动规律 ㈠等速运动规律 ?0 h? v? ?0 a?0 s? h ? 等速运动规律 4 实际应用中,为了避免等速运动在运动的起点和终点所 产生的刚性冲击,可对位移曲线进行修正。 4 ㈡等加速等减速运动规律 s? v? a? 2h ?0 ? ? 2 2 s ? h? v? 4h 2h ? 02 (? 0 ? ? ) 2 4h 2 0 ?? 2 ? 2 0 ? (? 0 ? ? ) 2 ? 2 4h ?0 ? 2 a?? 4h ?0 等加速运动方程 等减速运动方程 4 4 ㈢简谐运动规律 h? ? ? s? ? 1 ? cos ? ? ? 2? ?0 ? ? ? h?? ? ? v?? ? 2? sin ? ? ? ? 0 ? 0 ? h? 2? 2 ? a? cos ? 2 2? 0 ?0 4 4 ㈣摆线运动规律 ?? 1 2? ? s ? h? ? ? ? 2? sin ? ? ? ? 0 ? 0 ? h? ? 2? ? ? v? 1 ? cos ? ? ? ?0 ? ?0 ? ? 2?h? 2 2? a? sin ? 2 ?0 ?0 4 4 第三节 设计凸轮的轮廓曲线 在设计凸轮轮廓曲线前,首先要根据工作要求选择适当 的从动件运动规律,然后再考虑凸轮安装空间的大小及其具 体条件初步确定凸轮的基圆半径。 一、作图法设计凸轮轮廓曲线——反转原理 4 ㈠ 移动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计 对心移动尖顶从动件盘形凸轮作图法 4 对心移动滚子从动件盘形凸轮作图法 4 对心移动平底从动件盘形凸轮作图法 4 偏置移动尖顶从动件盘形凸轮作图法 ㈡摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线设计 尖顶(滚子)摆动从动件盘形凸轮作图法 4 4 平底摆动从动件盘形凸轮作图法 4 二、解析法设计凸轮轮廓曲线 理论廓线上A点的极坐标方程为 r ? rb ? s ? ?? B点的向径为 2 rB ? r 2 ? rG ? 2rrG cos ? B点的极角为 ? B ? ? ? ? 4 理论廓线I即为刀具中心运动的轨迹,其方程即为刀具中 心运动的轨迹方程。 第四节 凸轮机构设计中的几个问题 一、滚子半径的确定 4 滚动半径与凸轮廓线间的关系 4 凸轮廓线上的最小曲率半径可用作图法近似估算。 4 二、凸轮机构的压力角及其许用值 F1 ? F cos? F2 ? F sin ? ? F1的方向与从动件运动方向一致, 是克服载荷Q并推动从动件运动 的有效分力; ? F2的方向与运动方向垂直,是将 从动件紧压在导路上产生磨擦阻 力的有害分力。 推程时:移动从动件 [α]=30° ~40° 摆动从动件 [α]=40° ~50° 回程时:压力角可大些 [α]=70° ~80° 4 三、基圆半径的确定 二、凸轮机构的压力角及其许用值 基圆半径与压力角间的关系可由速度分析中求得。 由速度多边形可知 4 v2 ? v1 tan? ? r? tan? 基圆半径 v2 rb ? ?s ? tan ? 设计时,基圆半径可按结构要求初步选定或经验公式确定 rb ? (0.8 ~ 1)d s 4



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