凸轮机构(2)市公开课一等奖省赛课获奖课件

第3章凸轮机构凸轮机构(2)第1页设计：潘存云OBω1设计凸轮机构时，除了要求从动件能实现预期运动规律外，还希望凸轮机构结构紧凑，受力情况良好。而这与压力角有很大关系。定义：正压力与推杆上力作用点B速度方向间夹角α→F”↑，若α大到一定程度时，会有：→机构发生自锁。§3－3

凸轮机构压力角αnn一、压力角与作用力关系不考虑摩擦时，作用力沿法线方向。FF’F”F’----有用分力,沿导路方向F”----有害分力，垂直于导路F”=F’tgαF’

一定时，α↑Ff>F’Ff为了确保凸轮机构正常工作，要求：α

<[α]凸轮机构(2)第2页设计：潘存云OBω1二、压力角与凸轮机构尺寸之间关系P点为速度瞬心，于是有：v=lOPω1rmin↑

[α]=30˚

----直动从动件；[α]=35°～45°----摆动从动件；[α]=70°～80°----回程。nnP→lOP=v2/ω1eαds2/dδ1=ds2/dδ1=lOC+lCPlCP=lOC=elCP=ds2/dδ1-etgα

=S2+r2min

-e2ds2/dδ1-e→α↓C

(S2+S0

)tgα

S0=r2min-e2若发觉设计结果α〉[α]，可增大rmin

s0s2Dv2v2rmin凸轮机构(2)第3页设计：潘存云OBω1αds2/dδ1

得：tgα

=S2+r2min

-e2ds2/dδ1

+enn同理，当导路位于中心左侧时，有：lOP=lCP-lOC

→lCP=ds2/dδ1

+e

于是：tgα

=S2+r2min

-e2ds2/dδ1

±ee“+”

用于导路和瞬心位于中心两侧；“-”

用于导路和瞬心位于中心同侧；显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。注意：用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回程压力角，故偏距e不能太大。PClCP=(S2+S0

)tgαS0=rmin2-e2rmins0s2D正确偏置：导路位于与凸轮旋转方向ω1相反位置。凸轮机构(2)第4页设计：潘存云nn提问：对于平底推杆凸轮机构：

α＝？0v2Oω1rmin凸轮机构(2)第5页1.凸轮廓线设计方法基本原理§3－4图解法设计凸轮轮廓2.用作图法设计凸轮廓线1)对心直动尖顶从动件盘形凸轮3)滚子直动从动件盘形凸轮4)对心直动平底从动件盘形凸轮2)偏置直动尖顶从动件盘形凸轮5)摆动尖顶从动件盘形凸轮机构凸轮机构(2)第6页设计：潘存云一、凸轮廓线设计方法基本原理反转原理：依据此原理能够用几何作图方法设计凸轮轮廓曲线，比如：给整个凸轮机构施以-ω1时，不影响各构件之间相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动轨迹即凸轮轮廓曲线。尖顶凸轮绘制动画滚子凸轮绘制动画O-ω13’1’2’331122ω1凸轮机构(2)第7页设计：潘存云60°rmin120°-ω1ω11’对心直动尖顶从动件凸轮机构中，已知凸轮基圆半径rmin，角速度ω1和从动件运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤小结：①选百分比尺μl作基圆rmin。②反向等分各运动角。标准是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件尖顶在各等份点位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮1’3’5’7’8’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’90°90°A1876543214131211109二、直动从动件盘形凸轮轮廓绘制60°120°90°90°135789111315s2δ19’11’13’12’14’10’凸轮机构(2)第8页设计：潘存云911131513578OeA偏置直动尖顶从动件凸轮机构中，已知凸轮基圆半径rmin，角速度ω1和从动件运动规律和偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。2.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ω1ω16’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’设计步骤小结：①选百分比尺μl作基圆rmin;②反向等分各运动角;③确定反转后，从动件尖顶在各等份点位置;④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k860°120°90°90°s2δ1凸轮机构(2)第9页设计：潘存云s2δ1911131513578rminA120°-ω11’设计步骤小结：①选百分比尺μl作基圆rmin。②反向等分各运动角。标准是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件尖顶在各等份点位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理论轮廓实际轮廓⑤作各位置滚子圆内(外)包络线。3.滚子直动从动件盘形凸轮滚子直动从动件凸轮机构中，已知凸轮基圆半径rmin，角速度ω1和从动件运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。60°120°90°90°ω1凸轮机构(2)第10页设计：潘存云ρa－工作轮廓曲率半径，ρ－理论轮廓曲率半径，

rT－滚子半径ρ<rT

ρa＝ρ－rT<0对于外凸轮廓，要确保正常工作，应使：ρmin>rT

轮廓失真滚子半径确定ρa＝ρ＋rT

ρ＝rT

ρa＝ρ－rT＝0轮廓正常轮廓变尖ρ内凹ρarTrTρrTρρ>rT

ρa＝ρ－rT

轮廓正常外凸rTρaρ凸轮机构(2)第11页设计：潘存云s2δ1911131513578rmin对心直动平底从动件凸轮机构中，已知凸轮基圆半径rmin，角速度ω1和从动件运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：①选百分比尺μl作基圆rmin。②反向等分各运动角。标准是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件平底直线在各等份点位置。④作平底直线族内包络线。4.对心直动平底从动件盘形凸轮8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ω1ω1A1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’12345678151413121110960°120°90°90°凸轮机构(2)第12页设计：潘存云对平底推杆凸轮机构，也有失真现象。Ormin可经过增大rmin处理此问题。rmin凸轮机构(2)第13页设计：潘存云120°B’1φ1rmin60°120°90°90°s2δ1摆动从动件凸轮机构中，已知凸轮基圆半径rmin，角速度ω1，摆杆长度l以及摆杆回转中心与凸轮回转中心距离d，摆杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。三、摆动从动件盘形凸轮机构1’2’3’4’5678