机械原理》_第9章_凸轮机构及其设计ppt课件

1、JM 返回 92 推杆的运动规律 93 凸轮轮廓曲线的设计 94 凸轮机构根本尺寸确实定5)5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构摆动尖顶推杆盘形凸轮机构JM 返回12刀架刀架o 91 凸轮机构的运用和分类JM 返回 91 凸轮机构的运用和分类续JM 返回12刀架刀架o 91 凸轮机构的运用和分类续JM 返回r1r2r1+r2 =constWJM 返回 凸轮机构设计的根本义务是根据任务要求选定凸轮机构的凸轮机构设计的根本义务是根据任务要求选定凸轮机构的型式、推杆运动规律、合理确定构造尺寸、设计轮廓曲线。而型式、推杆运动规律、合理确定构造尺寸、设计轮廓曲线。而根据任务要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲

2、线的前提。根据任务要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。S=S(t)S=S(t)V=V(t)V=V(t)a=a(t)a=a(t)r0hBots010102020000ADCBJM 返回 v h/0 a=0s0vah+JM 返回 中间点：中间点：=0/2=0/2，s=h/2 s=h/2 1sva235463h/200h/22h/02h/04h2/024h2/02JM 返回 v =ds/dt = C1+ 2C2+ 3C32+ 4C43+ 5C54s svah0 0JM 返回 回程： sh1cos(/0)/2 123456av vs sh0123456Vmax=1.57h/0JM 返回s

3、v=h1-cos(2/0)/0a=2h2 sin(2/0)/02 回程： sh1-/0 +sin(2/0)/2 123456vah00r=h/2vmax=2h/0amax=6.28h2/02=2/0=2/0JM 返回hvsaooo0 0+-vsahooo0 0JM 返回JM 返回JM 返回 高速重载凸轮要选高速重载凸轮要选VmaxVmax和和amaxamax比较小的理由：比较小的理由： amaxamax 从动件常用运动规律特性比较从动件常用运动规律特性比较F=mv/tF=mv/t。JM 返回1)1)对心直动尖顶推杆盘形凸轮对心直动尖顶推杆盘形凸轮2)2)对心直动滚子推杆盘形凸轮对心直动滚子推杆

4、盘形凸轮3)3)对心直动平底推杆盘形凸轮对心直动平底推杆盘形凸轮4)4)偏置直动尖顶推杆盘形凸轮偏置直动尖顶推杆盘形凸轮5)5)摆动尖顶推杆盘形凸轮机构摆动尖顶推杆盘形凸轮机构6)6)直动推杆圆柱凸轮机构直动推杆圆柱凸轮机构7)7)摆动推杆圆柱凸轮机构摆动推杆圆柱凸轮机构JM 返回 根据此原理可以用几何作图的方根据此原理可以用几何作图的方法法设计凸轮的轮廓曲线，设计凸轮的轮廓曲线，- 给整个凸轮机构施以给整个凸轮机构施以-时，不时，不影响各构件之间的相对运动，此时，影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。的轨迹即凸

5、轮的轮廓曲线。JM 返回Ar0609090120-s12345 67 891011121314 对心直动尖顶推杆凸轮机构中，知凸对心直动尖顶推杆凸轮机构中，知凸轮的基圆半径轮的基圆半径r0，角速度，角速度和推杆的运动和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。规律，设计该凸轮轮廓曲线。 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109JM 返回r0609090120-1234567891011121314 对心直动滚子推杆凸轮机构中，知凸对心直动滚子推杆凸轮机构中，知凸轮的基圆半径轮的基圆半径r0，角速度，角速度和推杆的运动和推

6、杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。规律，设计该凸轮轮廓曲线。As 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141876543214131211109JM 返回 对心直动平底推杆凸轮机构中，对心直动平底推杆凸轮机构中，知凸轮的基圆半径知凸轮的基圆半径r0，角速度，角速度和推杆和推杆的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。123456788765432191011121314151413121110 9s 601209090135781 3 5 7 8911 13M 返回eA A-O O 偏置直动尖顶推杆凸轮机

7、构中，偏置直动尖顶推杆凸轮机构中，知凸轮的基圆半径知凸轮的基圆半径r0，角速度，角速度和推杆和推杆的运动规律和偏心距的运动规律和偏心距e，设计该凸轮轮，设计该凸轮轮廓曲线。廓曲线。s 601209090135781 3 5 7 8911 13 1591113121412345678k1k2k3k5k4k6k7k81514131211109k9k10k11k12k13k14k15123456781514131211109JM 返回 摆动尖顶推摆动尖顶推杆凸轮机构中，杆凸轮机构中，知凸轮的基圆半知凸轮的基圆半径径r0，角速度，角速度，摆动推杆长度摆动推杆长度l以及摆杆回转中以及摆杆回转中心与凸轮回

8、转中心与凸轮回转中心的间隔心的间隔d，摆，摆杆角位移方程，杆角位移方程，设计该凸轮轮廓设计该凸轮轮廓曲线。曲线。A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B111B222B333B444B555B666B777-r0ABld 60120909012341 2 3 45 67 85768JM 返回2RV=RvRV 思绪：将圆柱外外表展开，得一长度为思绪：将圆柱外外表展开，得一长度为2R2R的平面挪动凸轮机构，的平面挪动凸轮机构，BvJM 返回123456787654321V=RV2Rs 知：圆柱凸轮的半径知：圆柱凸轮的半径R R ，从，从动件的运动规律，设

9、计该圆柱凸动件的运动规律，设计该圆柱凸轮机构。轮机构。vRs s123456786543217JM 返回AR2 34 5 678900-V-V2R2R2rr1AV=RA5A6 A7A8A9A2A3A4A1A0012345 6 7 8 9 02R2RA0中线中线4,5,632 10879JM 返回yxB0yxs0sx= (s0+s)sin + ecosy=(s0+s)cos - - esinesinetg= -dx/dy=(dx/d)/(- dy/d)=sin/cos(1)x - rrcos(x, y)rrnn(x,y)(x,y)s0er0r0可 得 ：可 得 ： s i n = ( d x /

10、 d ) / s i n = ( d x / d ) / ( dx/d)2+( dy/d)2 ( dx/d)2+( dy/d)2 cos= -( dy/d) / ( dx/d)2+( dy/d)2 - - rrr0y - rrsinnnJM 返回s0r0B0Ox-yOP= v/y=x=ds/ds0sP 建立坐标系如图：反转建立坐标系如图：反转后，推杆挪动间隔为后，推杆挪动间隔为S S，(r0+s)sin +(ds/d)cos(r0+s)cosds/d)sinv=(ds/dt)/(d/dt)=(ds/dt)/(d/dt)= ds/d= ds/d (x, y)BJM 返回 x= asinl sin

11、 (+0 ) y= acosl cos (+0 )yxaasinacosl sin (+0 )0 xr0B0O-ylA0B0AJM 返回 上述设计廓线时的凸轮构造参数上述设计廓线时的凸轮构造参数r0、e、rr和平底尺寸等，和平底尺寸等，是预先给定的。实践上，这些参数也是根据机构的受力情况能是预先给定的。实践上，这些参数也是根据机构的受力情况能否良好、动作能否否良好、动作能否灵敏、尺寸能否紧凑等要素由设计者确定的。灵敏、尺寸能否紧凑等要素由设计者确定的。1.凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角2.凸轮基圆半径确实定凸轮基圆半径确实定3.滚子半径确实定滚子半径确实定4.平底尺寸平底尺寸l 确实定确实定

12、JM 返回lbR2R1Fttnn112222Bd-Fsin(+1 )+(R1R2 )cos2=0Q+Fcos(+1 ) (R1+R2 )sin2=0R2cos2 (l+b)R1cos2 b=0vQF=cos(+1 )(1+2b/l) sin(+1 )tg2QJM 返回nnvOr r0 0JM 返回220)/(estgeddsrds/dnnPeOCBvvr r0 0= ( d s / d - e ) / ( r 0 2 -= ( d s / d - e ) / ( r 0 2 -e2)1/2+se2)1/2+ss0sDtg=(OP-e)/BCtg=(OP-e)/BCJM 返回max凸轮转角凸轮转角0余弦加速度运动余弦加速度运动正弦加速度运动正弦加速度运动h/r0h/r0凸轮转角凸轮转角0等速运动等速运动等加等减速运动等加等减速运动h/r0h/r0maxJM 返回aarr rr rr rr aarr rr rr rr aarrrr0 0rr rr aarr0rr0aarrrraarrrrJM 返回)/()(2322xyyxyx 2222/,/,/dydydxdxddyyddxx 和JM 返回1234567887654321910111