四章节凸轮机构.ppt
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1、第四章 凸轮机构,第一节 凸轮机构的基本类型及应用,第二节 从动件的常用运动规律,第三节 图解法绘制凸轮轮廓,第四节 凸轮机构基本尺寸的确定,第五节 凸轮机构的材料与结构,1,1,3,2,第一节 凸轮机构的基本类型及应用,一、组成和应用,1,1,3,2,1,1,3,2,1,1,3,2,1,1,3,2,1,3,2,1,3,2,1,3,2,1,3,2,1,3,2,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,1,3,2,h,3机架,2从动件,h,1凸轮,高副,h,凸轮机构 由凸轮,从动件和机架构成的三
2、杆高副机构。,h,弹簧力锁合 力封闭的凸轮机构,h,冲压机,内燃机气门机构,机床进给机构,h,摆动从动件,凹槽凸轮,滚子,直动从动件,1.按从动件的运动分类,二、凸轮机构的分类,滚子从动件凸轮机构,e,e,尖顶从动件凸轮机构,平底从动件凸轮机构,2.按从动件的结构分类,3.按凸轮的形状分类,L,L,等宽,等宽凸轮机构,几何锁合,4、按锁合方式分类,d,d,等径,等径凸轮机构,槽凸轮机构,等宽凸轮机构,等径凸轮机构,主回凸轮机构,槽凸轮机构,几何锁合凸轮机构的型式,内燃机气门机构 靠弹簧力封闭,力锁合凸轮机构的型式,按凸轮的形状分类,凸轮机构的分类,第二节 从动件常用运动规律,凸轮机构设计的基本
3、任务是根据工作要求选定凸轮机构的形式、推杆运动规律、合理确定结构尺寸、设计轮廓曲线。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。,名词术语:,运动规律:推杆在推程或回程时,其位移S、速度V、和加速度a 随时间t 的变化规律。,分类:多项式、三角函数。,S=S(t) V=V(t) a=a(t),一、凸轮机构运动概述,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,升停回停型 (RDRD),升回停型 (RRD),升停回型 (RDR),升回型 (RR),运动循环的类型,从动件的运动规律的数学方程式为,位移,速度,加速度,跃动度,二
4、 、从动件的常用位移线图,边界条件: 凸轮转过推程运动角0从动件上升h 凸轮转过回程运动角0从动件下降h,1.多项式运动规律,一般表达式:s=C0+ C1+ C22+Cnn (1),求一阶导数得速度方程:v=ds/dt,求二阶导数得加速度方程: a =dv/dt =2 C22+ 6C32+n(n-1)Cn2n-2,其中:凸轮转角,d/dt=凸轮角速度, Ci待定系数。,a)一次多项式(等速运动)运动规律,在推程起始点:=0, s=0,代入得:C00, C1h/0,推程运动方程: sh/0,v h/0 a=0,在推程终止点:=0,s=h,刚性冲击,= C1+ 2C2+nCnn-1,同理得回程运动
5、方程: sh(1-/ 0 ),b)二次多项式(等加等减速)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:=0, s=0, v0,中间点:=0/2,s=h/2,求得:C00, C10,C22h/02,加速段推程运动方程为:,s 2h2/02,推程减速上升段边界条件:,终止点:=0, s=h, v0,中间点:=0/2,s=h/2,求得:C0h, C14h/0,C2-2h/02,减速段推程运动方程为:,s h-2h(-0)2/02,v 4h/02,a 4h2/02,v -4h(-0)/02,a -4h2/02,柔性冲击,50分,v-h/0,a0,2.三角函数运动
6、规律,a)余弦加速度(简谐)运动规律,推程: sh1-cos(/0)/2,v=hsin(/0)/20,a=2h2 cos(/0)/202,回程: sh1cos(/0)/2,v=-hsin(/0)/20,a=-2h2 cos(/0)/202,在起始和终止处理论上a为有限值,产生柔性冲击。,b)正弦加速度(摆线)运动规律,推程: sh/0-sin(2/0)/2,v=h1-cos(2/0)/0,a=2h2 sin(2/0)/02,回程: sh1-/0 +sin(2/0)/2,v =hcos(2/0)-1/0,a =-2h2 sin(2/0)/02,无冲击,但amax 较大。,c)改进型运动规律,将几
7、种运动规律组合,以改善运动特性。,正弦改进等速,二、选择运动规律,选择原则:,1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度0时,推杆完成一行程h(直动推杆)或(摆动推杆),对运动规律并无严格要求。则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲线。如夹紧凸轮。,2. 机器的工作过程对推杆运动有要求,则应严格按工作要求的运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮。,3. 对高速凸轮,要求有较好的动力特性,除了避免出现刚性或柔性冲击外,还应当考虑Vmax和 amax。,高速重载凸轮要选Vmax和amax比较小的理由:,amax,等加等减速 2.0 4.0 柔性 中速轻载,五次多项式 1.88 5.77 无 高
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