第03章凸轮机构.ppt
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1、第3章 凸轮机构,31 凸轮机构的应用和类型,32 从动件的常用运动规律,33 凸轮机构的压力角,34 图解法设计凸轮的轮廓,35 解析法设计凸轮的轮廓,31 凸轮机构的应用和类型,结构:三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。,作用:将连续回转 = 从动件直线移动或摆动。,优点:可精确实现任意运动规律,简单紧凑。,缺点:高副,线接触,易磨损,传力不大。,应用:内燃机 、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。,分类:1)按凸轮形状分:盘形、 移动、 圆柱凸轮 ( 端面 ) 。,2)按推杆形状分:尖顶、 滚子、 平底从动件。,特点: 尖顶构造简单、易磨损、用于仪表机构;,滚子磨损小,应用广;
2、,平底受力好、润滑好,用于高速传动。,实例,3).按推杆运动分:直动(对心、偏置)、 摆动,4).按保持接触方式分: 力封闭(重力、弹簧等),内燃机气门机构,机床进给机构,几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮),r1+r2 =const,等宽凸轮,优点:只需要设计适当的轮廓曲线,从动件便可获得任意的运动规律,且结构简单、紧凑、设计方便。,缺点:线接触,容易磨损。,作者:潘存云教授,主回凸轮,设计:潘存云,绕线机构,应用实例:,设计:潘存云,设计:潘存云,送料机构,设计:潘存云,32 从动件的常用运动规律,凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式;,名词术语:,一、推杆的
3、常用运动规律,基圆、,推程运动角、,基圆半径、,推程、,远休止角、,回程运动角、,回程、,近休止角、,行程。一个循环,而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。,2)推杆运动规律;,3)合理确定结构尺寸;,4)设计轮廓曲线。,推杆的运动规律,设计:潘存云,运动规律:推杆在推程或回程时,其位移S2、速度V2、 和加速度a2 随时间t 的变化规律。,形式:多项式、三角函数。,S2=S2(t) V2=V2(t) a2=a2(t),边界条件: 凸轮转过推程运动角t从动件上升h,一、多项式运动规律,一般表达式:s2=C0+ C11+ C221+Cnn1 (1),求一阶导数得速度方程: v
4、2 = ds2/dt,求二阶导数得加速度方程: a2 =dv2/dt =2 C221+ 6C3211+n(n-1)Cn21n-21,其中:1凸轮转角,d1/dt=1凸轮角速度, Ci待定系数。,= C11+ 2C211+nCn1n-11,凸轮转过回程运动角h从动件下降h,在推程起始点:1=0, s2=0,代入得:C00, C1h/t,推程运动方程: s2 h1/t,v2 h1 /t,在推程终止点:1=t ,s2=h,刚性冲击,s2 = C0+ C11+ C221+Cnn1,v2 = C1+ 2C21+nCn1n-11,a2 = 2 C221+ 6C3211+n(n-1)Cn21n-21,同理得
5、回程运动方程: s2h(1-1/h ),v2-h1 /h,a20,a2 0,1.等速运动(一次多项式)运动规律,2. 等加等减速(二次多项式)运动规律,位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。,推程加速上升段边界条件:,起始点:1=0, s2=0, v20,中间点:1=t /2,s2=h/2,求得:C00, C10,C22h/2t,加速段推程运动方程为:,s2 2h21 /2t,v2 4h11 /2t,a2 4h21 /2t,设计:潘存云,推程减速上升段边界条件:,终止点:1=t ,s2=h,v20,中间点:1=t/2,s2=h/2,求得:C0h, C14h/t , C2-2h/2t,减速段推程
6、运动方程为:,s2 h-2h(t 1)2/2t,v2 -4h1(t-1)/2t,a2 -4h21 /2t,柔性冲击,3.五次多项式运动规律,位移方程: s2=10h(1/t)315h (1/t)4+6h (1/t)5,s2,v2,a2,无冲击,适用于高速凸轮。,设计:潘存云,二、三角函数运动规律,1.余弦加速度(简谐)运动规律,推程: s2h1-cos(1/t)/2,v2 h1sin(1/t)1/2t,a2 2h21 cos(1/t)/22t,回程: s2h1cos(1/h)/2,v2-h1sin(1/h)1/2h,a2-2h21 cos(1/h)/22h,在起始和终止处理论上a2为有限值,产
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