601-凸轮机构及其设计

1、 内内 容容应用与分类应用与分类推杆的运动规律推杆的运动规律凸轮廓线曲线的设计凸轮廓线曲线的设计凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构及其设计 重重 点点几种常用运动规律的特点和应用压力角与机构尺寸、机构效率的关系盘形凸轮廓线曲线的设计一、应用一、应用配气机构配气机构绕线机构绕线机构1 应用与分类靠模机构靠模机构进刀机构进刀机构二、分类二、分类1. 1. 按凸轮的形状分：按凸轮的形状分：2. 2. 按从动杆运动形式分按从动杆运动形式分: :3. 3. 按从动杆形状分：按从动杆形状分：盘形、移动、圆柱盘形、移动、圆柱移动（直动）、摆动移动（直动）、摆动尖顶、滚子、平底尖顶、滚子、平

2、底基圆基圆r0d01d0d02shd0推程、推程角、上停程角（远休）下停程角 (近休) 回程、回程角转角、位移、升程2 推杆的运动规律d0偏置、偏距偏置、偏距 e 、偏距圆、偏距圆偏置凸轮的转角、从动杆的相对位置偏置凸轮的转角、从动杆的相对位置理论廓线、工作廓线理论廓线、工作廓线基圆半径指的是理论廓基圆半径指的是理论廓线上的最小向径线上的最小向径 .工理d01d0d0ewddw1一、等速运动规律 (直线位移运动规律、 一次多项式运动规律)sdd0hvdd0adhwd0d0特点：特点：设计简单、匀速进给、amax 最小。 始点、末点有刚性冲击。 适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况

3、。二、等加速等减速运动规律 (抛物线位移运动规律、二次多项式运动规律)sdd0hvdd0ad2hwd0d04hw2d0d0h特点特点: amax 最小最小 惯性力小。惯性力小。 起、中、末点有软性冲击起、中、末点有软性冲击.适于中低速、中轻载适于中低速、中轻载.sdad三、余弦加速度运动规律 (简谐运动位移运动规律)d0h0 1 2 3 4 5 6 7 812345678sdvd0 1 2 3 4 5 6 7 8d0phw2d0012345678p2hw22d020123456特点: 加速度变化连续平缓. 始、末点有软性冲击.适于中低速、中轻载.0 1 2 3 4 5 6 7 8d078add

4、0phw2d0201246780 1 2 3 4 5 6 7 83四、正弦加速度运动规律 vd2hwd00123468d00 1 2 3 4 5 6 7 8557hp特点：特点： 加速度变化连续加速度变化连续. a amax 最大最大. 对加工误差敏感对加工误差敏感.适于高中速、轻载适于高中速、轻载. (摆线投影位移运动规律)d01 2 3 4 5 6 7 8dh123456s700ad五、几种常用运动规律的比较h等速等速余弦余弦d0等加等加正弦正弦等速的等速的 a amax 最小最小, 省力省力.正弦的正弦的 a amax 最大最大.a等速的等速的 vmax 最小最小, 安全安全.d0等加的

5、等加的 amax 最小，惯性小最小，惯性小.等速的等速的 a .正弦的正弦的 a 连续连续.(动量动量 mvmax 最小最小, sdvd即冲力即冲力 f = mv/t 最小最小.)6. 多项式运动规律多项式运动规律 s = c0 + c1d d + c2d d2 2 + c3d d3 3 + + cnd dn .六、常用运动规律的选择 1. 没有任何要求、轻载、没有任何要求、轻载、2. 低速、轻载，要求等速、低速、轻载，要求等速、adad小行程、手动小行程、手动,可用圆弧或偏心圆可用圆弧或偏心圆.等位移等位移,3. 中低速、中轻载中低速、中轻载, 可用等加减速或余弦加速度运动规律可用等加减速或

6、余弦加速度运动规律.可用等速运动规律可用等速运动规律.4. 较高速、轻载较高速、轻载, 可用正弦加速度运动规律可用正弦加速度运动规律.5. 组合型组合型.一、对心尖顶移动从动杆例: 已知 r0、h、w 的方向、从动杆运动规律和凸轮相应转角: 凸轮转角凸轮转角从动杆运动规律从动杆运动规律 0180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 h300 360 下停程解解: 1. 以以 m ms = 作位移曲线作位移曲线.sd03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 102. 以同样的以同样的 m ms 作凸轮廓线作凸轮廓线w0123456789103

7、 凸轮廓线曲线的设计二.对心滚子移动从动杆 已知: r0、h 、rt 、 w 的方向、 从动杆运动规律和凸轮相应转角.nn理论廓线工作廓线三、偏置尖顶移动从动杆 例. 已知: r0、h、e 、 w 的方向、凸轮转角凸轮转角从动杆运动规律从动杆运动规律 0180 等速上升 h180 210 上停程210 300 等速下降 h300 360 下停程解: 1. 以 ms = 作位移曲线.2. 以同样的 ms 作凸轮廓线w012345678910四、偏置滚子移动从动杆从动杆运动规律和凸轮相应转角:sd03600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 从动杆运动规律和凸轮相应

8、转角:例. 已知: r0、l2、l3 、 w1 的方向、五、尖顶摆动从动杆凸轮转角凸轮转角f f从动杆运动规律从动杆运动规律 01800 等速上升 ymw1l2ymr0l311800 2100 上停程2100 3000 等速下降 ym3000 3600 下停程解: 1. 以 my = 作位移曲线.2. 以 ml = 作凸轮廓线012345w1y1y2y3l223yd03600180021003000ym1 2 3 4 5 6 7 8 9 10六、滚子摆动从动杆七、摆动从动杆盘形凸轮的压力角和从动杆的相对位置nnvaw1d一、压力角一、压力角 a a 与驱动力与驱动力 p pa a p当 a 大

9、于一定值, 将自锁.一般, 推程 a = 30 (移动) 35 45 (摆动) 回程 a = 70 80 二、压力角二、压力角 a a 与效率与效率 h h a h a 过大将造成滑脱qq4 凸轮机构基本尺寸的确定1. 凸轮副的瞬心凸轮副的瞬心(同速点同速点) 运动平面平行的三个构件的运动平面平行的三个构件的三个速度瞬心（同速点），必在三个速度瞬心（同速点），必在同一条直线上。同一条直线上。 高副接触高副接触, 速度瞬心在接触点速度瞬心在接触点公法线上公法线上. 据此据此, 接触点公法线与连心线的接触点公法线与连心线的交点交点 pvp1 = vp2ab123p13p23p12三、压力角三、压力

10、角 a a 与基圆半径与基圆半径 r0即为凸轮付即为凸轮付 1、2 的瞬心的瞬心.三心定理三心定理o123pcvc1vc2o2. 压力角压力角 a a 与基圆半径与基圆半径 r0tga a = cpbc=op - - ocbc其中：其中： 据三心定理据三心定理 vp1 = vp2 oc = e bc =即即: opw w = v 得得: op = v/w ws + s0= s +r02 - - e2从而从而 tga a =v/w w - - es +r02 - - e2 cbpa123s0显然显然, r0 a a 3. 偏置方向与压力角偏置方向与压力角凸轮逆时针转动凸轮逆时针转动, 从动杆应右偏置从动杆应右偏置;凸轮顺时针转动凸轮顺时针转动, 从动杆应左偏置从动杆应左偏置. swwver0四、凸轮基圆半径的确定四、凸轮基圆半径的确定 1.诺模图2.经验法确定 rb r0 r孔 rt r毂351) 结构要求 r0 = r毂 + rt + (35) mm其中, 轮毂半径2) 验算 amaxh等速余弦dl等加正弦等速运动规律, amax 在起点处;其余运动规律, amax 在中点附近