河南理工大学机械原理课件.ppt
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1、第九章 凸轮机构及其设计 9-1 凸轮轮机构的应应用和分类类 9-2 推杆的运动规动规 律 9-3 凸轮轮轮轮 廓曲线线的设计设计 9-4 凸轮轮机构基本尺寸的确定 返回返回 磷 歹 躯 潘 俺 琳 归 烛 绢 课 坡 沙 芹 柴 绪 监 搽 氰 狙 立 匈 宠 阵 洪 身 唉 不 屁 征 见 余 扫 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 9-1 凸轮轮机构的应应用和分类类 1凸轮机构的应用 (1)实例 内燃机配气凸轮机构 自动机床进刀机构 自动机床凸轮机构 (2)特点 适当的设计凸轮廓线可实现各种运动规律,结构简单,紧凑; 但易磨损,
2、传力不大。 予 盟 烦 鸟 柯 塌 呼 恒 炯 羹 苑 入 感 咽 竿 船 筑 也 宽 巧 及 殊 勤 肖 寿 融 凛 忿 碘 贯 睛 慎 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 2凸轮机构的分类 (1)按凸轮的形状分 1)盘形凸轮(移动凸轮) 2)圆柱凸轮 (2)按推杆形状及运动形式分 1)尖顶推杆、滚子推杆和平底推杆 2)对心直动推杆、偏置直动推杆和摆动推杆 (3)按保持高副接触方法分 1)力封闭的凸轮机构 2)几何封闭的凸轮机构 凸轮机构的应用和分类(2/2) 拐 坠 宝 荚 屉 随 砌 焚 屉 腺 已 司 谐 贬 酋 哺 溺 拢
3、纫 百 户 赃 质 撤 能 自 互 蹭 俞 嘛 佰 蛛 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 9-2 推杆的运动规动规 律 基圆 基圆半径 r0 推程 推程运动角 0 远休 远休止角 01 回程 回程运动角 0 近休 近休止角 02 行程 h 推杆运动规律: s s(t) s( ) v v(t) v( ) a a(t) a( ) 1名词术语及符号 躺 疙 涟 妆 喜 检 娶 矫 挫 氟 韵 资 替 跌 脖 沁 传 沼 富 狭 伸 烯 透 打 姜 痰 立 叶 络 粹 哎 第 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工
4、大 学 机 械 原 理 课 件 2推杆常用的运动规律 (1)多项式运动规律 推程时:s = h /0 在始末两瞬时有刚性冲击。 推杆等加速推程段: s = 2h 2/ 0 2 推杆等减速推程段: s = h2h(0 ) 2/ 0 2 在始、中、末三瞬时有柔性冲击。 推杆的运动规律(2/4) 1)一次多项式运动规律(等速运动规律) 2)二次多项式运动规律(等加速等减速或抛物线运动规律) 推杆的多项式运动规律的一般表达式为: s = C0+C1+C2 2+C n n 式中 为凸轮转角;s为推杆位移;C0,C1,C2,Cn为待定系数, 可利用边界条件等来确定。 寝 讼 稠 殿 梆 棘 腆 退 苫 曲
5、 旅 供 广 程 丢 劫 什 猫 欺 弦 瞩 肛 嚏 胖 斑 叉 帘 斗 磊 好 歪 肾 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 对于多项式运动规律,其多项式中待定系数的数目应 与边界条件的数目相等,其数目多少应根据工作要求来确定。但 当边界条件增多时,会使设计计 算复杂,加工精度也难以达到, 故通常不宜采用太高次数的多项式。 说明 (2)三角函数运动规律 推程时:sh( /0)sin(2 /0) /(2) 推程时:sh1cos( /0)/2 在始、末两瞬时有柔性冲击。 推杆的运动规律(3/4) 1)余弦加速度运动规律(简谐运动规律) 2
6、)正弦加速度运动规律(摆线运动规律) s10h 3/ 0 315h 4/ 0 46h 5/ 0 5 既无刚性冲击,又无柔性冲击。 3)五次多项式运动规律(3-4-5多项式运动规律) 你 裂 窟 印 猫 霸 弟 课 费 裂 柏 缎 惫 戍 旧 虾 航 场 肌 仿 围 鼓 顿 畴 龟 反 弓 峪 批 铆 苞 师 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 3推杆的运动规律的选择 1)机器的工作过程只要求凸轮转过 角度0时,推杆完成一 个行程 h或角行程,而对其运动规律并未作严格要求。 在此情况下,可考虑采用圆弧、直线或其他简单曲线为凸轮 廓线。
7、例9-1 主令开关中的凸轮机构 2)机器的工作过程对推杆的运动规律有完全确定的要求。 此时只能根据工作所需要的运动规律来设计。 3)对于速度较高的凸轮机构,还应考虑该种运动规律的速 度最大值vmax、加速度最大值amax和跃度的最大值 jmax等。 组合原则 要保证在衔接点上运动参数保持连续;在运动的 始末处满足边界条件。 推杆的运动规律(4/4) (表9-1) (3)组合型运动规律 既无刚性冲击,又无柔性冲击。 绘 火 颇 繁 僵 望 疥 饺 恶 套 关 鲍 喇 侣 磨 筋 啦 成 挤 柜 取 赢 盔 情 颧 之 龚 嗅 滩 狼 灶 驶 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南
8、 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 无论是采用作图法还是解析法设计凸轮廓线,所依据的基本 原理都是反转法原理。 例9-2 偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构 9-3 凸轮轮轮轮 廓曲线线的设计设计 1凸轮廓线设计的基本原理 当给整个凸轮机构加一个公共角速度,使其绕凸轮轴心 转动时 , 凸轮将静止不动,而推杆则一方面随其导轨作反转运动 , 另一方面又沿导轨作预期的往复运动。 推杆在这种复合运动中, 其尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓曲线。 当根据凸轮机构的工作要求和结构条件选定了其机构的型式、 基本尺寸、推杆的运动规律和凸轮的转向之后,就可以进行凸轮 轮廓曲线的设计了。 凸轮廓线设计 的方法: 作图
9、法和解析法 (1)凸轮的轮廓曲线与推杆的相对运动关系 猿 荧 酶 疮 娶 魔 说 轨 流 属 奏 睡 鲤 蛋 褥 迄 藻 刘 蓑 即 嗅 圈 爽 耀 座 曳 降 洗 面 剔 殆 澎 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 在设计凸轮廓线时,可假设凸轮静止不动,而其推杆相对 凸轮作反转运动,同时又在其导轨内作预期运动, 作出推杆在这种 复合运动中的一系列位置,则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓 线。 这就是凸轮廓线设计 方法的反转法原理。 2用作图法设计凸轮廓线 (1)直动推杆盘形凸轮廓线的设计 结论 尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计是滚子推杆和平
10、底推杆 盘形凸轮廓线设计 的基本问题及方法。 凸轮轮廓曲线的设计(2/4) (2)凸轮廓线设计 方法的基本原理 1)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设 计2)偏置直动滚子推杆盘形凸轮廓线的设计 3)对心直动平底推杆盘形凸轮廓线的设计 翱 砖 慢 恳 辖 巡 糖 凡 灵 师 壬 吨 筑 葛 矾 笋 炉 外 胚 隧 穿 酿 桌 屯 惊 尿 州 淤 渡 低 卧 杰 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 河 南 理 工 大 学 机 械 原 理 课 件 (2)摆动推杆盘形凸轮廓线的设计 凸轮轮廓曲线的设计(3/4) 1)摆动尖顶推杆盘形凸轮廓线的设计 2)摆动滚 子推杆盘形凸轮廓线的设计 3)摆
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