NO.16机械原理ppt(加动画1)凸轮机构基本尺寸(1)

1、机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计凸轮机构设计的基本任务：凸轮机构设计的基本任务： 选定合适的凸轮机构型式；选定合适的凸轮机构型式； 合理选择有关的结构尺寸；合理选择有关的结构尺寸； 选定推杆的运动规律；选定推杆的运动规律； 设计凸轮轮廓曲线。设计凸轮轮廓曲线。机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计1、凸轮机构中作用力凸轮机构中作用力和凸轮机构的压力角和凸轮机构的压力角以推杆为受力分离体，推杆在推程受力：以推杆为受力分离体，推杆在推程受力： G：推杆所受载荷（包括自重）：推杆所受载荷（包括自重） F：凸轮给推杆的作用力：凸轮给推杆的作用力 FR1

2、，FR2：导轨两侧给推杆的总反力：导轨两侧给推杆的总反力 1、 2：当量摩擦角：当量摩擦角000 BMFyFx211)sin()21()cos( tglbGF 根据力的平衡条件根据力的平衡条件， ：凸轮机构的压力角（推杆所受正压力方向：凸轮机构的压力角（推杆所受正压力方向与推杆受力点的速度方向所夹的锐角）与推杆受力点的速度方向所夹的锐角）机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计211)sin()21()cos(tglbGF机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计讨论压力角：讨论压力角：（1）压力角是推杆与凸轮接触点处）压力角是推杆与凸轮接触点处凸轮法线方

3、向与推杆该点的速度凸轮法线方向与推杆该点的速度方向所夹的锐角；方向所夹的锐角；（2）当凸轮廓线的不同点与推杆接）当凸轮廓线的不同点与推杆接触时，压力角也不同；触时，压力角也不同；（3）压力角是对应于凸轮的理论廓）压力角是对应于凸轮的理论廓线的。线的。不同机构压力角的标定：不同机构压力角的标定：机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计基圆半径与压力角的关系：基圆半径与压力角的关系： P点为凸轮与推杆此时的相对瞬心点为凸轮与推杆此时的相对瞬心 220estgeddsr当凸轮型式一定（当凸轮型式一定（e一定），运动规律一

4、定（一定），运动规律一定（Op一一定），定），r0增大，增大， 减小。但减小。但r0过大，结构不紧凑，过大，结构不紧凑，工程上，满足工程上，满足 的前提下，的前提下，r0越小越好，结越小越好，结构越紧凑。构越紧凑。 由于推杆由于推杆s是变化的，是变化的，由此式算出的由此式算出的r0也不同，也不同，取其最大者为凸轮机构的取其最大者为凸轮机构的r0。将将 代入上式代入上式 ，得：，得：机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计滚子半径的选择原则：滚子半径的选择原则： 滚子的结构和强度；滚子的结构和强度； 推杆运动不失真。推杆运动不失真。0)5 . 01 . 0(rrr （2）保证

5、结构强度要求，）保证结构强度要求，一般一般 。mmrra51min （1） ，094J03凸轮轮廓曲线与滚子半径的关系.swf094J04凸轮轮廓曲线与滚子半径的关系2.swf机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 平底从动件也会出现运动失平底从动件也会出现运动失真的情况：一方面，要保证从真的情况：一方面，要保证从动件平底动件平底 与凸轮总是相切接触，与凸轮总是相切接触，则平底的尺寸需要足够大，否则平底的尺寸需要足够大，否则就会出现运动失真；另一方则就会出现运动失真；另一方面，具有平底从动件的凸轮机面，具有平底从动件的凸轮机构，其凸轮轮廓的向径不能变构，其凸轮轮廓的向径不

6、能变化太快，否则也会出现运动失化太快，否则也会出现运动失真，可加大基圆半径来消除这真，可加大基圆半径来消除这种失真。种失真。平底尺寸：平底尺寸： maxmaxmaxmax)()()75(2 ddsllmmllop 机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计主要内容：主要内容： 推杆运动规律及其特性；推杆运动规律及其特性； 凸轮轮廓曲线的设计；凸轮轮廓曲线的设计； 凸轮机构基本尺寸的确定。凸轮机构基本尺寸的确定。 （压力角、基圆半径、滚子（压力角、基圆半径、滚子半径、平底尺寸）半径、平底尺寸）难点：反转法难点：反转法 1 1。要注意推杆反转的方向（与凸。要注意推杆反转的方向（与

7、凸轮转动方向相反）；轮转动方向相反）； 2 2。要注意推杆在反转运动中占据。要注意推杆在反转运动中占据的位置（推杆在反转时，前后两位的位置（推杆在反转时，前后两位置的夹角与凸轮的转角相等）；置的夹角与凸轮的转角相等）； 3 3。要注意推杆在反转时的位移。要注意推杆在反转时的位移（是指从基圆向外量起的到理论廓（是指从基圆向外量起的到理论廓线的线段）。线的线段）。 机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计1。在设计直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若。在设计直动推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线时，若机构的最大压力角超出了许用值，试问可采用哪机构的最大压力角超出了许用值，试问可采用哪几

8、种措施来减小最大压力角或增大许用压力角？几种措施来减小最大压力角或增大许用压力角？2。设计凸轮基圆半径时应考虑哪些因素？。设计凸轮基圆半径时应考虑哪些因素？3。若用滚子推杆的凸轮机构，当出现运动失真时，。若用滚子推杆的凸轮机构，当出现运动失真时，应采取哪些措施？应采取哪些措施？4。同一个凸轮廓线，采用尖顶从动件、滚子从动件。同一个凸轮廓线，采用尖顶从动件、滚子从动件及平底从动件，所实现的从动件的运动规律是否及平底从动件，所实现的从动件的运动规律是否相同？相同？5。同一理论廓线，采用不同的滚子半径的推杆，所。同一理论廓线，采用不同的滚子半径的推杆，所实现的运动规律是否相同？实现的运动规律是否相同

9、？6。凸轮实际廓线的最小向径即为基圆半径，对否？。凸轮实际廓线的最小向径即为基圆半径，对否？机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计7。图示为平底从动件盘形凸。图示为平底从动件盘形凸轮机构：轮机构：（1）图示位置机构的瞬心？）图示位置机构的瞬心？（2）图示位置时凸轮的转角？）图示位置时凸轮的转角？（3）图示位置时推杆位移？）图示位置时推杆位移？8。图示为摆动滚子推杆盘形。图示为摆动滚子推杆盘形凸轮机构：凸轮是一个半凸轮机构：凸轮是一个半径为径为R的偏心圆盘，滚子半的偏心圆盘，滚子半径为径为r, （1）基圆半径）基圆半径r0? (2)当滚子从当滚子从C到到D点接触过点接触过程

10、中，凸轮转过多大角度？程中，凸轮转过多大角度？机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计9。为什么要对凸轮机构的压力角加以限制（应对推程和。为什么要对凸轮机构的压力角加以限制（应对推程和回程分别讨论）？回程分别讨论）？10。当直动尖顶推杆盘形凸轮机构发生自锁现象时，应。当直动尖顶推杆盘形凸轮机构发生自锁现象时，应采取哪些措施？采取哪些措施？11。如何保证平底推杆运动不失真？。如何保证平底推杆运动不失真？机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计 12.图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘，其直图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏

11、心圆盘，其直径径D=42mm，滚子半径，滚子半径 rr=5 mm，偏距，偏距 e=6 mm，（1）确定基圆半径，并画出基圆；）确定基圆半径，并画出基圆；（2）画出凸轮的理论轮廓曲线；图示位置压力角，推杆位移；）画出凸轮的理论轮廓曲线；图示位置压力角，推杆位移；（3）求出从动件的行程）求出从动件的行程 h；推杆在最高位置时的压力角；推杆在最高位置时的压力角；（4）确定从动件的推程运动角）确定从动件的推程运动角 及回程运动角及回程运动角 ；（5）说明该机构在运动中有无失真现象，为什么？）说明该机构在运动中有无失真现象，为什么？机械原理机械原理第第9章章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计13。在图示摆动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮为偏心圆盘，且逆时针。在图示摆动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮为偏心圆盘，且逆时针方向方向 回