机械原理_凸轮.

（推杆）组成凸轮机构及其设计从动件(推杆)—往复移动或摆动凸轮—具有曲线轮廓或凹槽的构件，运动时，通过高副接触使从动件能够准确地获得各种预期的运动规律。凸轮轮廓形状取决于从动件的运动规律。凸轮机构及其设计组成1适当的设计凸轮廓线，从动件可实现任意复杂的运动规律；2结构简单、紧凑、设计方便，构件数少；3点、线接触的高副机构，易于磨损，多用于传力不大的场合；4凸轮轮廓加工较困难；5从动件的行程不宜过大，否则凸轮笨重。凸轮机构及其设计凸轮机构的特点凸轮机构的应用凸轮机构及其设计圆柱凸轮输送机凸轮机构及其设计凸轮机构的应用凸轮机构及其设计凸轮机构的应用此外还有配钥匙机等凸轮机构及其设计凸轮机构的应用凸轮机构的分类凸轮机构及其设计对心和偏置凸轮机构及其设计凸轮机构的分类按凸轮与推杆维持高副接触的方法分凸轮机构及其设计凸轮机构的分类等径凸轮等宽凸轮dddBB凸轮机构及其设计凸轮机构的分类推杆的运动规律凸轮的轮廓曲线形状，完全取决于从动件的运动规律。机构中各参数名称凸轮机构设计的基本任务：根据工作要求选定合适的凸轮机构的型式推杆的运动规律有关的基本结构尺寸设计凸轮轮廓曲线凸轮机构及其设计根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构δδ02δ0'δ0δ01δ0(推程运动角)δ0'(回程运动角)δ01(远休止角)δ02sF行程—hδ02(近休止角)r0—基圆半径δ=ωt机构中各参数名称偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构δ0δ0偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构δδ02δ0'δ0δ01δ0(推程运动角)δ0'(回程运动角)δ01(远休止角)δ02δ0F行程—hδ02(近休止角)r0—基圆半径δ=ωt机构中各参数名称偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构Esδ0多项式运动规律三角函数运动规律推杆的常用运动规律分为两大类：组合运动规律凸轮机构及其设计推杆的运动规律多项式运动规律(高次多项式型)nnCCCCCS332210个边界条件求出。由个待定系数，为、、其中11210nnCCCCn。差敏感度增加，常用则凸轮的加工误越大但可任意取。动规律，即运实现任意给定的从动件理论上可用多项式方程律不同，则不同，相应的运动规边界条件不同，7~5,nnnCidtdddadtddtddds1342321432nnnCCCCC凸轮机构及其设计推杆的运动规律223252242322)1(201262nnCnnCCCCa多项式运动规律(高次多项式型)nnCCCCCS332210dtdddadtddtddds1342321432nnnCCCCC凸轮机构及其设计推杆的运动规律223252242322)1(201262nnCnnCCCCa000lim0tdtdat000lim0tdtdatn=1时haS多项式运动规律(高次多项式型)凸轮机构及其设计推杆的运动规律由凸轮在某位置时从动件的位移S速度υ加速度a加速度的变化率j(跃度)加速与减速区间比最大正、负加速度a之比等条件确定nCCCC210、、对从动件运动要求越多，则边界条件越多，则n越大余弦加速度运动规律(简谐运动)—加速度方程为1／2个周期的余弦曲线质点在圆周上作匀速运动时，在圆直径上的投影所构成的运动为简谐运动。三角函数运动规律正弦加速度运动规律(摆线运动)—加速度方程为整个周期的正弦曲线当滚圆沿纵坐标轴作匀速滚动时，圆周上一点的轨迹为一摆线。此时该点在纵坐标轴上的投影随时间变化的规律称摆线运动。凸轮机构及其设计推杆的运动规律组合运动规律等加等减等速组合可将前面五种基本运动规律组合应用,以获得更好的运动特性和动力特性刚性冲击变柔性冲击凸轮机构及其设计推杆的运动规律推杆运动规律的选择高速重载凸轮要选Vmax和amax比较小的理由：amax↑→动量mv↑,若机构突然被卡住，则冲击力将很大（F=mv/t）。→惯性力F=-ma↑对强度和耐磨性要求↑。对高速凸轮，希望amax愈小愈好。Vmax↑,Fn↑凸轮机构及其设计凸轮轮廓曲线的设计凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮机构及其设计凸轮轮廓曲线的设计1直动推杆盘形凸轮机构用作图法设计凸轮廓线已知凸轮的等角速度ω和转向，r0、rT、h、从动件导路偏距e和推杆运动规律，试设计凸轮廓线。(2)直动滚子推杆盘形凸轮机构(3)直动平底推杆盘形凸轮机构(1)直动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮机构及其设计凸轮轮廓曲线的设计1直动推杆盘形凸轮机构用作图法设计凸轮廓线凸轮机构及其设计已知凸轮的等角速度ω和转向，r0、rT、Φ、从动件转轴与凸轮轴心之间的中心距a和推杆运动规律，推杆长l，试设计凸轮廓线。(2)摆动滚子推杆盘形凸轮机构(3)摆动平底推杆盘形凸轮机构(1)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构2摆动推杆盘形凸轮机构r0—理论廓线的最小半径理论轮廓曲线Tr滚子半径等距曲线，距离为为法向——注意：例题1在图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，要求：1）画出该凸轮机构的理论轮廓曲线和基圆；2）标出图示位置推杆的位移S1和压力角α1;3）标出推杆的行程h;4）标出凸轮机构自图示位置转过60°时,机构的压力角α2和从动件的位移S2。Oω-ωr0α1S1S2α2h1）画出该凸轮机构的理论轮廓曲线和基圆；2）标出图示位置推杆的位移S1和压力角α1;3）标出推杆的行程h;4）标出凸轮机构自图示位置转过60°时,机构的压力角α2和从动件的位移S2。例题2在图示摆动滚子推杆盘形凸轮机构中，已知圆盘半径R、圆心与转轴中心的距离lOA=R/2，滚子半径rT。现要求：1）画出该凸轮机构的理论轮廓曲线和基圆；2）标出图示位置的压力角α、摆杆的摆角;3）标出摆杆的最大摆角;4）标出凸轮机构自图示位置转过60°时的压力角α。5）当α[α]时，对凸轮机构有何影响？如何使压力角减小？BC2AO31ω1r0ααB00ω2-ω160°当α[α]时，有效分力减小，传动效率降低，当α过大时机构会自锁；增大r0可减小α。1）画出该凸轮机构的理论轮廓曲线和基圆；2）标出图示位置的压力角α、摆杆的摆角;3）标出摆杆的最大摆角;4）标出凸轮机构自图示位置转过60°时的压力角α。5）当α[α]时，对凸轮机构有何影响？如何使压力角减小？0用解析法设计凸轮廓线解析法—根据工作所要求的从动件运动规律和已知的机构参数，求出凸轮廓线方程，以便精确地计算出凸轮廓线上各点的坐标值，并用线切割机床、数控铣床、数控磨床等先进加工方法加工。凸轮轮廓曲线的设计用作图法设计凸轮廓线凸轮机构及其设计δcossin)(0essxsincos)(0essyOωeEυE在推程段υE方向与从动件运动方向一致为正偏置，反之为负偏置正偏置：υE沿从动件的推程方向凸轮机构及其设计δδcos)(sin)(0ddssrxsin)(cos)(0ddssry)sin(sin0lax)cos(cos0lay)(1800凸轮机构基本尺寸的确定前面设计凸轮廓线时，均假定r0、e、a、rT等为已知。凸轮机构及其设计实际上这些机构参数应在设计凸轮廓线前，根据凸轮机构的传动受力情况是否良好结构尺寸是否紧凑运动是否失真等条件先确定。凸轮机构中的作用力和机构压力角压力角α—不计惯性力、重力和摩擦时，机构中输出构件所受驱动力方向线与受力点速度方向线间所夹锐角。α—凸轮接触点法线与从动件上受力点速度方向线间所夹锐角（在理论廓线上测量）自锁—无论驱动力多大，由于摩擦力的作用，而使机构不能运动的现象。自锁与机构死点位置不同，机构死点位置与摩擦无关凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构及其设计Ffα增大，F增大Ff增大,则需增大F。当α增大到某一值时，FfF'机构自锁。αc—机构开始出现自锁的临界压力角凸轮机构在传动中各处的压力角不同，应使αmax≤[α]45~3305＝摆动从动件＝直动从动件通常推程80~70＝力锁合式凸轮机构回程凸轮基圆半径的确定凸轮机构及其设计凸轮机构中的作用力和机构压力角凸轮机构基本尺寸的确定OωeEυE在推程段υE方向与从动件运动方向一致为正偏置，反之为负偏置正偏置：推程压力角小，回程压力角大负偏置：与之相反正偏置：υE沿从动件的推程方向滚子推杆滚子半径的选择和平底推杆平底尺寸的确定凸轮机构及其设计凸轮基圆半径的确定凸轮机构中的作用力和机构压力角凸轮机构基本尺寸的确定