凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類推桿的運(yùn)動規(guī)律凸輪輪

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1、 9-1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類 9-2 推桿的運(yùn)動規(guī)律 9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計 9-4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 第 9章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計 9-1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類 凸輪機(jī)構(gòu)是含有凸輪的一種 高副 機(jī)構(gòu),在 自動機(jī) 械和半自動機(jī)械 中得到了廣泛的應(yīng)用。 凸輪是一具有曲面輪廓的構(gòu)件,一般多為原動件 (有時為機(jī)架); 當(dāng)凸輪為原動件時,通常作等速 連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動,而從動件則按預(yù)期輸出特性要求 作連續(xù)或間歇的往復(fù)擺動、移動或平面復(fù)雜運(yùn)動。 一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)具有 結(jié)構(gòu)簡 單,可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)要求的 運(yùn)動規(guī)律等優(yōu)點(diǎn) ,因而在 工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng) 用。 如圖 3-1所示的 內(nèi)燃機(jī) 配氣

2、凸輪機(jī)構(gòu) ,原動凸輪 1 連續(xù)等速轉(zhuǎn)動,通過凸輪 高副驅(qū)動從動件 2(閥桿) 按預(yù)期的輸出特性啟閉閥 門,使閥門既能充分開啟, 又具有較小的慣性力。 圖 3 l 沖床裝卸料凸輪機(jī)構(gòu) 原動凸輪 1固定于沖 頭上 當(dāng)其隨沖頭往復(fù)上 下運(yùn)動時,通過凸輪 高副驅(qū)動從動件 2以一 定規(guī)律往復(fù)水平移動 從而使機(jī)械手按預(yù) 期的輸出特性裝卸工 件。 罐頭盒封蓋機(jī)構(gòu) 所示的罐頭盒封蓋 機(jī)構(gòu) , 亦為一凸輪機(jī) 構(gòu) 。 原動件 1連續(xù)等速 轉(zhuǎn)動 , 通過帶有凹槽 的固定凸輪 3的高副導(dǎo) 引從動件 2上的端點(diǎn) C 沿預(yù)期的軌跡 接合 縫 S運(yùn)動 從而完成罐頭盒的 封蓋任務(wù) 。 當(dāng)帶有凹槽的圓柱凸 輪 1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動時

3、 , 通 過嵌于其槽中的滾子驅(qū) 動從動件 2往復(fù)移動 凸輪 1每轉(zhuǎn)動一周 , 從 動件 2即從喂料器中推出 一塊巧克力并將其送至 待包裝位置 。 巧克力輸送凸輪機(jī)構(gòu) 從以上諸例可以看出: 凸輪機(jī)構(gòu)一般是由三個構(gòu)件、兩個低副和一個 高副組成的單自由度機(jī)構(gòu)。 凸輪機(jī)構(gòu)在對開印刷機(jī)中的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)在膠印機(jī)中的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用 二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類 在凸輪機(jī)構(gòu)中 , 凸輪可為原動件也可為機(jī)架; 但多數(shù)情況下 , 凸輪為原動件 。 從不同角度出發(fā),凸輪機(jī)構(gòu)可作如下分類。 1、 按 兩活動構(gòu)件間的相對運(yùn)動特性 分 類 (1) 平面凸輪機(jī)構(gòu) :兩活動構(gòu)件之間的相對運(yùn)動 為 平面運(yùn)動 的凸輪機(jī)構(gòu)

4、 . (2) 空間凸輪機(jī)構(gòu) :兩活動構(gòu)件之間的相對運(yùn)動 為 空間運(yùn)動 的凸輪機(jī)構(gòu), (1) 平面凸輪機(jī)構(gòu) a. 盤形凸輪 : 凸輪的基本型式 是一個 相對機(jī)架作定軸轉(zhuǎn)動 或 為機(jī)架 且 具有變化 向徑的盤形構(gòu)件 它可視為盤形 凸輪的演化型式。 是一個 相對機(jī) 架作直線移動 或 為 機(jī)架且具有變化輪 廓的構(gòu)件 b. 移動凸輪 : (1) 平面凸輪機(jī)構(gòu) (2) 空間凸 輪機(jī)構(gòu) 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)在 機(jī)械加工中的應(yīng)用 凸輪機(jī)構(gòu)在其它機(jī)器中的應(yīng)用 2、按推桿形狀分類 (1)尖頂推桿 : 尖端能與任意復(fù)雜凸輪輪廓保持接觸,因而 能實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動規(guī) 律 。 尖頂與凸輪呈點(diǎn)接觸, 易磨損 ,用于 受力不大的場

5、合 。 (2)滾子推桿 : 它改善了從動件與凸輪輪廓間的接觸條件, 耐磨損,可承受較大載荷 , 故在工程實(shí)際中 應(yīng)用最為廣泛 。 (3)平底推桿 : 平底推桿與凸輪輪廓接觸為一平面,顯然它只能 與全部外凸的凸輪輪 廓作用 。 其優(yōu)點(diǎn)是: 壓力角小,效率高,潤滑好 ,故常用于 高速 運(yùn)動場合。 3.根據(jù)推桿運(yùn)動形式的不同 以上三種從動件還可分為: (1) 直動推桿 (2) 擺動推桿 (1) 直動推桿 : 對心 直動尖頂推桿盤 形凸輪機(jī)構(gòu) 偏置直動尖頂推桿 盤 形 凸輪機(jī)構(gòu) 對心直動滾子推桿 盤 形 凸輪機(jī)構(gòu) 對心直動平底推桿 盤 形 凸輪機(jī)構(gòu) (2) 擺動推桿 擺動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu) 擺動尖頂

6、推桿盤形凸輪機(jī) 構(gòu) 擺動平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu) 4、 按凸輪高副的鎖合方式分 (1)力鎖合 : 利用 重力、彈簧力 或其他外力 使組成凸 輪高副的兩構(gòu)件始終 保持接觸。 (2)形鎖合 : 利用 特殊幾何形狀 (虛約束)使組成凸輪高副 的兩構(gòu)件始終保持接觸。 等寬凸輪機(jī)構(gòu) 等徑凸輪機(jī)構(gòu) 共軛凸輪機(jī)構(gòu) 4、 按凸輪高副的鎖合方式分 盤形凸輪機(jī)構(gòu)在 印刷機(jī)中的應(yīng)用 等徑凸輪機(jī)構(gòu)在 機(jī)械加工中的應(yīng)用 利用分度凸輪機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) :只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?,即?使從 動件實(shí)現(xiàn)任意預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律 ,并且 結(jié)構(gòu)簡單、 緊湊、工作可靠。 缺點(diǎn) :凸輪為 高副接觸 (點(diǎn)或線),壓強(qiáng)較大,

7、容 易磨損 ,凸輪 輪廓加工比較困難 ,費(fèi)用較高。 所以通常用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu) 一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語 二、推桿常用的運(yùn)動規(guī)律 三、組合型運(yùn)動規(guī)律 四、推桿運(yùn)動規(guī)律的選擇 9-2 推桿的運(yùn)動規(guī)律 尖頂直動推桿的位移曲線 一、凸輪機(jī)構(gòu)的 基本名詞術(shù)語 基圓 基圓半徑 r0 推程 推程運(yùn)動角 0 遠(yuǎn)休 遠(yuǎn)休止角 01 回程 回程運(yùn)動角 0 近休 近休止角 02 行程 h 二、推桿常用的運(yùn)動規(guī)律 1、等速運(yùn)動規(guī)律 2. 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律 3. 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 4. 正弦加速度運(yùn)動規(guī)律 5. 3-4-5多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律 等速運(yùn)動規(guī)律 運(yùn)動線圖 推程運(yùn)動方程 從動件的運(yùn)動規(guī)律 1.等速運(yùn)動

8、規(guī)律 開始點(diǎn) 結(jié)束點(diǎn) 由于 加速度無窮大 而產(chǎn)生的沖擊稱為 剛性沖擊 。 當(dāng)然,在實(shí)際的凸輪機(jī)構(gòu)中由于構(gòu)件的彈性、阻尼 等多種因素,不可能產(chǎn)生無窮大的慣性力。 這種運(yùn)動規(guī)律通常 只適用于低速輕載的工況 下, 或是 對從動件有實(shí)現(xiàn)等速運(yùn)動要求 的場合 1. 等速運(yùn)動規(guī)律 是指在從動件的一個運(yùn)動行程中(推程或回 程), 前半段采用等加速,后半段采用等減速 其位移曲線為兩段光滑相連的反向拋物線, 故有時又稱為 拋物線運(yùn)動規(guī)律 。其運(yùn)動方程和 運(yùn)動線圖如下所示 2. 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律 速度曲線連續(xù),而加速度曲線在 運(yùn)動的起始、中間點(diǎn)和終點(diǎn)處不連 續(xù)。 將這種由于有限值的加速度突變 而產(chǎn)生的沖擊稱為

9、 柔性沖擊 。適用 于 中、低速輕載 。 推程運(yùn)動方程 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖 2. 等加速等減速運(yùn)動規(guī)律 3、 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖 加速度曲線按余弦規(guī) 律變化,稱為 余弦加速 度運(yùn)動規(guī)律 。 該運(yùn)動規(guī)律的起始與 終點(diǎn)處加速度突變?yōu)橛?限值,因而 會產(chǎn)生柔性 沖擊 。 如果從動件的運(yùn)動僅 具有推程和回程階段, 則其加速度曲線也連續(xù), 不產(chǎn)生柔性沖擊,因而 可應(yīng)用于高速工況場合。 3、 余弦加速度運(yùn)動規(guī)律 4、 擺線運(yùn)動規(guī)律 擺線運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖 推程運(yùn)動方程 由于加速度曲線按正弦規(guī)律 變化,故又稱為 正弦加速度運(yùn) 動規(guī)律 。 該種運(yùn)動規(guī)律的 速度與加速 度曲線

10、均連續(xù),不產(chǎn)生剛性與 柔性沖擊 ,適用于 高速場合 4、 - -多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律 該種運(yùn)動規(guī)律的速度與 加速度曲線均連續(xù),因而 不產(chǎn)生剛性與柔性沖擊 , 可適用于 高速中載工況 - -多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律 從動件常用運(yùn)動規(guī)律特性比較及適用場合 三、組合型運(yùn)動規(guī)律 為滿足工程實(shí)際的需要,綜合幾種不同運(yùn) 動規(guī)律的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計出一種具有良好綜合特性 的運(yùn)動規(guī)律。這種 通過幾種不同函數(shù)組合在一 起而設(shè)計出的從動件運(yùn)動規(guī)律, 稱為組合型運(yùn) 動規(guī)律。 1.拼接原則 a.中低速運(yùn)動的凸輪 ,為 避免剛性沖擊 ,從動 件的 位移曲線和速度曲線必須連續(xù) b.中高速運(yùn)動的凸輪 ,還應(yīng) 避免柔性沖擊 ,要 求 從動件的加速度

11、曲線也必須連續(xù) 在滿足以上條件下,要求 最大速度與最大 加速度的值盡可能小 (1) 修正正弦運(yùn)動規(guī)律 該曲線在運(yùn)動起始的段和 終止的段,采用周期相同的正 弦函數(shù);在兩段中間的段則采 用一段周期較長的簡諧函數(shù)。 (2) 修正梯形運(yùn)動規(guī)律 用幾段簡諧函數(shù)使加速度 成為連續(xù)曲線。加速段和減速 段的加速度曲線是對稱的。 組合型運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖 2.組合型運(yùn)動規(guī)律舉例 四、推桿運(yùn)動規(guī)律的選擇 1、衡量運(yùn)動特性的主要指標(biāo) a、最大速度 最大速度值越大,則從動件系統(tǒng)的動量也大。 若機(jī)構(gòu)在工作中遇到需要 緊急停車 的情況,由于 從動件系統(tǒng)動量過大,會出現(xiàn) 操控失靈 ,造成 機(jī) 構(gòu)損壞 等安全事故。因此希望 從

12、動件運(yùn)動速度的 最大值越小越好 。 b、 最大加速度 最大加速度值的大小,會直接影響從動件系統(tǒng) 的慣性力,從動件與凸輪廓線的接觸應(yīng)力,從動件 的強(qiáng)度等。因此希望 從動件在運(yùn)動過程中的加速度 最大值越小越好。 c、 運(yùn)動規(guī)律的高階導(dǎo)數(shù) 。 運(yùn)動規(guī)律的高階導(dǎo)數(shù)是否連續(xù)也是衡量運(yùn)動規(guī) 律特性的主要指標(biāo)。 研究表明,為有效改善凸輪機(jī)構(gòu)的動力學(xué)特性, 減小系統(tǒng)的殘余振動,應(yīng)選取躍度連續(xù)的運(yùn)動規(guī)律 進(jìn)行凸輪廓線設(shè)計 。 2.選擇和設(shè)計運(yùn)動規(guī)律時需注意的問題 (1).根據(jù)工作要求選擇或設(shè)計運(yùn)動規(guī)律 (2).兼顧運(yùn)動學(xué)和動力特性兩方面要求 四、推桿運(yùn)動規(guī)律的選擇 在工程實(shí)際中需針對具體的設(shè)計問題,在綜 合考慮

13、運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)等多方面因素的基礎(chǔ)上來 選擇或設(shè)計從動件的運(yùn)動規(guī)律。 無論是采用作圖法還是解析法設(shè)計凸輪廓線,所依據(jù)的基本 原理都是 反轉(zhuǎn)法原理 。 例 偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu) 9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計 1凸輪廓線設(shè)計的基本原理 當(dāng)給整個凸輪機(jī)構(gòu)加一個 公共角速度 ,使其繞凸輪軸心 轉(zhuǎn)動時 , 凸 輪將靜止不動,而推桿則一方面隨其導(dǎo)軌作反轉(zhuǎn)運(yùn)動, 另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)運(yùn)動。 推桿在這種復(fù)合運(yùn)動中, 其尖頂?shù)倪\(yùn)動軌跡即為 凸輪的輪廓曲線 。 當(dāng)根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求和結(jié)構(gòu)條件選定了其 機(jī)構(gòu)的型式、 基本尺寸、推桿的運(yùn)動規(guī)律和凸輪的轉(zhuǎn)向 之后,就可以進(jìn)行凸輪 輪廓曲線的設(shè)計了。 凸輪

14、廓線設(shè)計的方法: 作圖法和解析法 ( 1) 凸輪的輪廓曲線與推桿的相對運(yùn)動關(guān)系 相對運(yùn)動原理:對整個機(jī)構(gòu)施加一個 公共運(yùn)動時,各構(gòu)件間的相對運(yùn)動保 持不變。 1.推桿的位移 是指推桿頂端沿著移動導(dǎo)路方向 到基圓 的距離 2. 反轉(zhuǎn)過程中 推桿的反轉(zhuǎn)角度與推桿位移之間的運(yùn)動規(guī)律 與 正常運(yùn)動過程中 凸輪轉(zhuǎn)角與推桿位移的運(yùn)動規(guī)律 一樣 在設(shè)計凸輪廓線時,可假設(shè)凸輪靜止不動,而其推桿相對凸 輪作反轉(zhuǎn)運(yùn)動,同時又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期運(yùn)動, 作出推桿在這種 復(fù)合運(yùn)動中的一系列位置,則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓 線。 這就是凸輪廓線設(shè)計方法的 反轉(zhuǎn)法原理 。 2 用作圖法設(shè)計凸輪廓線 ( 1)直動推桿盤形

15、凸輪廓線的設(shè)計 結(jié)論 尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計是滾子推桿和平底推桿 盤形凸輪廓線設(shè)計的基本問題及方法。 ( 2) 凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理 1) 偏置直動尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 2) 偏置直動滾子推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 3) 對心直動平底推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 ( 2)擺動推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 1) 擺動尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 2) 擺動滾子推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 總 結(jié) 對于滾子推桿(或平底推桿)的盤形凸輪廓線的設(shè) 計,只要先將其 滾子中心點(diǎn) (或 推桿平底與其導(dǎo)路中心線的交 點(diǎn) ) 視為尖頂推桿的尖頂 ,就可用尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè) 計方法來確定出凸輪 理論廓線 上各 點(diǎn)的

16、位置 ; 然后再以這些點(diǎn) 為圓心作出一系列滾子圓(或過這些點(diǎn)作一系列平底推桿的平 底線),再作出此圓族(或直線族)的包絡(luò)線。即得所設(shè)計凸 輪的 工作廓線 。 E F A 找出從動件在此位置 時對應(yīng)的 位移量 S 9-4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 1凸輪機(jī)構(gòu)的作用力和壓力角 ( 2)凸輪機(jī)構(gòu)的 壓力角 F G/cos( +1) (1+ 2b/l)sin( +1)tan2 若 大至使 F增 至無窮大時,機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖。 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是指推桿所受 正壓力的方向 與推桿上點(diǎn) B 的 速度方向 之間所夾的 銳角 , 它是影響凸輪機(jī)構(gòu)受 力情況的一個重要參數(shù)。 常以 表示。 在其他情況不變的情況下, 愈

17、大, F愈大, 此時 機(jī)構(gòu)的壓力角稱為臨界壓力 角 c, 即 c arctan1/(1 2b/l )tan2 1 ( 1) 凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn), 應(yīng)使其最大壓力角 max小于臨 界壓力角 c, 增大 l, 減小 b, 可以使 c值提高。 通常 規(guī)定:凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角 max應(yīng)小于某一 許用壓力角 , 生產(chǎn)實(shí)際中,為了提高機(jī)構(gòu)的效率,改善其受力情況, 即 max (c) 許用壓力角 的一般取值為 推程時: 直動推桿 30 擺動推桿 35 45 回程時: 70 80 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 試在下列凸輪機(jī)構(gòu)簡圖上標(biāo)出圖示位置的壓力角 。 F v =0 F v 1 2

18、3 1 2 3 4 O D C e 對圖示凸輪機(jī)構(gòu) ,求 (1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱; (2)畫出該凸輪的基圓; (3)畫出從升程開始到圖示位置時推桿的位移, 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 , D點(diǎn)的壓力角 ; (4)畫出推桿的行程 h。 解:( 1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱 命名:推桿的運(yùn)動形式 +推桿的形式 +凸輪的形式 偏置直動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu) O D C 以為圓心, D為半徑畫 理論輪廓曲線,連接 OC并延 長交理論輪廓曲線于 D0 點(diǎn),在以轉(zhuǎn)動中心 C為圓心, 以 CD0為半徑畫圓得基圓, 其半徑為 r0。 D0 解: 對圖示凸輪機(jī)構(gòu) ,求 (1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱; (2)畫出該凸輪的基圓;

19、(3)畫出從升程開始到圖示位置時推桿的位移, 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 , D點(diǎn)的壓力角 ; (4)畫出推桿的行程 h。 r0 (2)畫出該凸輪的基圓; O D C D 0 解: 對圖示凸輪機(jī)構(gòu) ,求 (1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱; (2)畫出該凸輪的基圓; (3)畫出從升程開始到圖示位置時推桿的位移 S, 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 , D點(diǎn)的壓力角 ; (4)畫出推桿的行程 h。 s (3)畫出從升程開始到圖示位置 時推桿的位移 S,相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn) 角 , B點(diǎn)的壓力角 O D C D 0 解: 以 D0點(diǎn)即為推桿的起點(diǎn),圖示 位置時推桿的位移和相應(yīng)的凸 輪轉(zhuǎn)角分別為 S、 , B點(diǎn)的壓 力角 =0。 對圖示凸輪機(jī)

20、構(gòu) ,求 (1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱; (2)畫出該凸輪的基圓; (3)畫出從升程開始到圖示位置時推桿的位移 S, 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 , D點(diǎn)的壓力角 ; (4)畫出推桿的行程 h。 s (3)畫出從升程開始到圖示位置 時推桿的位移 S,相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn) 角 , B點(diǎn)的壓力角 =0 O D C D 0 以 D0點(diǎn)即為推桿的起點(diǎn),圖示 位置時推桿的位移和相應(yīng)的凸 輪轉(zhuǎn)角分別為 S、 , D點(diǎn)的壓 力角 =0。 對圖示凸輪機(jī)構(gòu) ,求 (1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱; (2)畫出該凸輪的基圓; (3)畫出從升程開始到圖示位置時推桿的位移 S,相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 , D點(diǎn)的壓力角 ; (4)畫出推桿的行程 h。 解

21、: D點(diǎn)的壓力角 O D C D 0 解( 4) : CO連線與凸輪理論輪廓曲線的另 一交點(diǎn)為 D1,過 D1作偏距圓的切線 交基 圓于 D1點(diǎn),因此 D1E1為行程 h。 D1 E1 h 對圖示凸輪機(jī)構(gòu) ,求 (1)寫出該凸輪機(jī)構(gòu)的名稱; (2)畫出該凸輪的基圓; (3)畫出從升程開始到圖示位置時推桿的位移, 相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 , D點(diǎn)的壓力角 。 (4)畫出推桿的行程 h 2 凸輪基圓半徑的確定 ( 1) 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與基圓半徑的關(guān)系 22 0 0 d s /dta n O P e ePD ssBD r e s ja = = = + -+ 在偏距一定,推桿的運(yùn)動規(guī)律已知的條件下, 可減小

22、壓力角 , 加大基圓半徑 r0, 從而改善機(jī)構(gòu)的傳力特性, 但機(jī)構(gòu)的尺寸會增大。 ( 2)凸輪基圓半徑的確定 凸輪基圓半徑的確定的原則是 :應(yīng)在滿足 max的條件下, 合理地確定凸輪的基圓半徑,使凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸不至過大。 先按滿足推程壓力角 的條件來確定基圓半徑 r0, 即 r0(ds/d e)/tan s2+e21/2 用上式計算得 r0隨凸輪廓線上各點(diǎn)的 ds/d、 s值的不同而不 同, 故 需確定 r0 的極小值,即為凸輪基圓半徑的最小半徑值 。 2 凸輪基圓半徑的確定 3 滾子推桿滾子半徑的選擇 采用滾子推桿時,滾子半徑的選擇,要考慮滾子的結(jié)構(gòu)、強(qiáng) 度及凸輪輪廓曲線的形狀等多方面的因素

23、。 ( 1)凸輪輪廓曲線與滾子半徑的關(guān)系 則 a rr。 此時,無論滾子半徑大小如何,凸輪的工作廓線總是可以平 滑地作出來的。 則 a rr。 若 rr時, 則 a 0,即工作廓線出現(xiàn) 變尖現(xiàn)象 。 若 rr時, 則 a 0, 即工作廓線出現(xiàn) 交叉 , 推桿運(yùn) 動規(guī)律出現(xiàn) 失真現(xiàn)象 。 1) 當(dāng)凸輪理論廓線內(nèi)凹時 , 2) 當(dāng)凸輪理論廓線外凸時 , ( 2)滾子半徑的選擇 首先,應(yīng)使 滾子半徑 rr小于理論廓線的最小曲率半徑 min。 而 min的大小則可用解析法或作圖法確定。 其次,要求凸輪 工作廓線的最小曲率半徑 amin一般不應(yīng)小于 1 5mm。 若不滿足此要求時, 就應(yīng)增大 r0,或減

24、小 rr,或修改 s(),或使其工作廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)的地方代以合適曲線。 此外,滾子半徑受其強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)限制而不能太小。一般應(yīng)取 rr (0.1 0.5)r0 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 4平底推桿平底尺寸的確定 l 2lmax (5 7) mm ( a) 1)用作圖法確定: 2)用計算公式確定: l 2|ds/d|max (5 7) mm ( b) 當(dāng)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失真現(xiàn)象時,可適當(dāng)增大凸輪的基 圓半徑 r0來消除失真現(xiàn)象。 ( 1) 平底長度的確定 ( 2) 平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)的失真現(xiàn)象 O s 1 3 5 7 8 60 120 90 90 A 9 11 13 15 1 3 5 7 8 9 11

25、 13 12 14 10 對心直動尖頂推桿盤形凸輪廓線的 設(shè)計 已知凸輪的基圓半徑 r0, 凸輪 角速 度 和從動件的運(yùn)動規(guī)律 , 設(shè)計該凸 輪輪廓曲線 。 選比例尺 l, 作位移曲線和 基圓 r0。 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動角 , 確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng) 于各等分點(diǎn)的從動件的位置 。 11 確定反轉(zhuǎn)后從動件尖頂在 各等分點(diǎn)占據(jù)的位置 。 設(shè)計步驟 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線 。 r0 O 1 2 3 4 5 6 7 8 60 120 90 90 擺動尖頂推桿盤形凸輪廓線的 設(shè)計 1 2 3 4 5 6 7 A B 5. 擺動推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu) r0 r0 r0 O 1 2 3 4 5 6 7 8

26、 60 120 90 90 擺動尖頂推桿盤形凸輪廓線的 設(shè)計 已知凸輪的基圓半徑 r0,逆時針 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 d, 擺 桿角位移曲線, 設(shè)計該凸輪輪廓曲線。 1 2 3 4 5 6 7 120 B1 1 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 60 90 d B2 2 B 3 3 B 4 4 B5 5 B6 6 B7 7 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A B l 選比例尺 , 作 位移曲線 , 作基圓 rb和轉(zhuǎn) 軸圓 OA。 等分位移曲線及 反向等分各運(yùn)動角 , 確 定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分 點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸 A的位置 。 確定反轉(zhuǎn)后從動件尖 頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置 。 設(shè)計步驟 將各尖頂點(diǎn)連接成一條 光滑 曲線。

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