第3章 凸輪機(jī)構(gòu)

第第3章章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)31 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型32 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律33 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角34 圖解法設(shè)計(jì)凸輪圖解法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓的輪廓35 解析法設(shè)計(jì)凸輪解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓的輪廓31 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型的應(yīng)用和類型結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：三個(gè)構(gòu)件、三個(gè)構(gòu)件、盤盤(柱柱)狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。作用：作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)將連續(xù)回轉(zhuǎn) = 從動(dòng)件從動(dòng)件直線移動(dòng)直線移動(dòng)或或擺動(dòng)擺動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡單緊湊?？删_實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡單緊湊。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。高副，線接觸，易磨損，傳力不大。應(yīng)用：應(yīng)用：內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī) 、牙膏生產(chǎn)等自動(dòng)線、補(bǔ)、牙膏生產(chǎn)等自動(dòng)線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。分類：分類：1)按凸輪形狀分：按凸輪形狀分：盤形盤形、 移動(dòng)移動(dòng)、 圓柱凸輪圓柱凸輪 ( 端面端面 ) 。2)按推桿形狀分：按推桿形狀分：尖頂尖頂、 滾子滾子、 平底平底從動(dòng)件。從動(dòng)件。特點(diǎn)：特點(diǎn)：尖頂構(gòu)造簡單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；尖頂構(gòu)造簡單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；滾子滾子磨損小，應(yīng)用廣；磨損小，應(yīng)用廣；平底平底受力好、潤滑好，用于高速傳動(dòng)。受力好、潤滑好，用于高速傳動(dòng)。實(shí)例實(shí)例12刀架刀架o3).按推桿運(yùn)動(dòng)分：按推桿運(yùn)動(dòng)分：直動(dòng)直動(dòng)(對(duì)心、偏置對(duì)心、偏置)、 擺動(dòng)擺動(dòng)4).按保持接觸方式分：按保持接觸方式分：力封閉力封閉（重力、彈簧等）內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)幾何形狀封閉幾何形狀封閉(凹槽、等寬、等徑、主回凸輪)r1r2r1+r2 =constW凹凹槽槽凸凸輪輪等等寬寬凸凸輪輪等等徑徑凸凸輪輪優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得只需要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：線接觸，容易磨損。線接觸，容易磨損。作者：潘存云教授主主回回凸凸輪輪設(shè)計(jì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云312A線線繞線機(jī)構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)312A線線應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例：設(shè)計(jì)：潘存云3皮帶輪皮帶輪5卷帶輪卷帶輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵放音鍵2摩擦輪摩擦輪413245放音鍵放音鍵卷帶輪卷帶輪皮帶輪皮帶輪摩擦輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云132送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云hhot1s232 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù): : 1) 1)根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式根據(jù)工作要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的形式; ;名詞術(shù)語：名詞術(shù)語：一、一、推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基圓、基圓、推程運(yùn)動(dòng)角、推程運(yùn)動(dòng)角、基圓半徑、基圓半徑、推程、推程、遠(yuǎn)休止角、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程運(yùn)動(dòng)角、回程、回程、近休止角、近休止角、行程。行程。一個(gè)循環(huán)rminh 1A而根據(jù)工作要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前提。2)2)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律; ;3)3)合理確定結(jié)構(gòu)尺寸合理確定結(jié)構(gòu)尺寸; ;4)4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。設(shè)計(jì)輪廓曲線。ssssDBCBtt推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)：潘存云hhot1s2rminh 1AssssDBCBtt運(yùn)動(dòng)規(guī)律：運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推桿在推程或回程時(shí)，其位移推桿在推程或回程時(shí)，其位移S S2、速度、速度V2、 和加速度和加速度a2 隨時(shí)間隨時(shí)間t 的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。形式：形式：多項(xiàng)式、三角函數(shù)。多項(xiàng)式、三角函數(shù)。S S2=S=S2(t)(t)V2= =V2(t)(t)a2= =a2(t)(t)位移曲線位移曲線邊界條件：邊界條件： 凸輪轉(zhuǎn)過推程運(yùn)動(dòng)角凸輪轉(zhuǎn)過推程運(yùn)動(dòng)角t t從動(dòng)件上升從動(dòng)件上升h一、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一般表達(dá)式：一般表達(dá)式：s2=C0+ C11+ C22 21+Cnn n1 (1)(1)求一階導(dǎo)數(shù)得速度方程：求一階導(dǎo)數(shù)得速度方程： v2 = = ds2/dt求二階導(dǎo)數(shù)得加速度方程：求二階導(dǎo)數(shù)得加速度方程： a2 = =dv2/dt =2=2 C22 21+ 6C32 211+n(n-1)Cn2 21n-2n-21其中：其中：1凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角，dd1/dt=/dt=1凸輪角速度凸輪角速度, , C Ci i待定系數(shù)待定系數(shù)。= = C11+ 2C211+nCn1n-1n-11凸輪轉(zhuǎn)過回程運(yùn)動(dòng)角凸輪轉(zhuǎn)過回程運(yùn)動(dòng)角h h從動(dòng)件下降從動(dòng)件下降h在推程起始點(diǎn)：在推程起始點(diǎn)：1=0=0， s2=0代入得：代入得：C00， C1h/h/t t推程運(yùn)動(dòng)方程：推程運(yùn)動(dòng)方程： s2 h1/t v2 h1 /ts21tv21a21h在推程終止點(diǎn)：在推程終止點(diǎn)：1=t t ，s2=h+剛性沖擊剛性沖擊s2 = C0+ C11+ C22 21+Cnn n1v2 = = C1+ 2C21+nCn1n-1n-11a2 = = 2 C221+ 6C3211+n(n-1)Cn21n-21同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：同理得回程運(yùn)動(dòng)方程： s2h(1-1/h )v2-h1 /ha20a2 01.1.等速運(yùn)動(dòng)（一次多項(xiàng)式）運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)（一次多項(xiàng)式）運(yùn)動(dòng)規(guī)律2. 等加等減速（二次多項(xiàng)式）運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加等減速（二次多項(xiàng)式）運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半位移曲線為一拋物線。加、減速各占一半。推程加速上升段邊界條件：推程加速上升段邊界條件：起始點(diǎn)：起始點(diǎn)：1=0=0， s2=0， v20中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：1=t t /2 2，s2=h/2 求得：求得：C00， C10，C22h/2t加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s2 2h21 /2tv2 4h11 /2ta2 4h21 /2t設(shè)計(jì)：潘存云1a2h/2t th/2推程減速上升段邊界條件：推程減速上升段邊界條件：終止點(diǎn)：終止點(diǎn)：1=t t ，s2=h，v20中間點(diǎn)：中間點(diǎn)：1=t t/2 2，s2=h/2 求得：求得：C0h， C14h/t ， C2-2h/2t減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s2 h-2h(t 1)2/2t11s2v2 -4h1(t-1)/2ta2 -4h21 /2t2 35462h/2h/t t柔性沖擊柔性沖擊4h4h2 2/2 2t t3重寫加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：重寫加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s2 2h2 1 /2tv2 4h11 /2ta2 4h21 /2t1v2同理可得回程等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為：同理可得回程等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為：s2 h-2h21/2hv2 -4h11/2ha2 -4h21/2h回程等減速段運(yùn)動(dòng)方程為：回程等減速段運(yùn)動(dòng)方程為：s2 2h(h-1)2/2hv2 -4h1(h-1)/2ha2 4h21/2h3.五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移方程：位移方程： s2=10h(1/t t)3 315h (1/t t)4 4+6h (1/t t)5 51s s2v2a2ht t無沖擊，適用于高速凸輪。無沖擊，適用于高速凸輪。設(shè)計(jì)：潘存云ht1 s s21a2二、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.1.余弦加速度余弦加速度( (簡諧簡諧) )運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程： s2h1-cos(1/t)/2 v2 h1sin(1/t)1/2ta2 2h21 cos(1/t)/22t 回程：回程： s2h1cos(1/h)/2 v2-h1sin(1/h)1/2ha2-2h21 cos(1/h)/22h123 4561v v2V Vmaxmax=1.57h/2=1.57h/20 0在起始和終止處理論上在起始和終止處理論上a2為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。123456 s211a21v2ht t2.2.正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程：s2hh1/t t-sin(2-sin(21/t t)/2 )/2 v2hh11-cos(21-cos(21/t t)/)/t ta22h2h2 21 sin(2(21/t t)/)/2 2t t 回程：回程： s2h1-h1-1/h h +sin(2 +sin(21/h h)/2)/2 v2hh1cos(2cos(21/h h)-1/)-1/h ha2-2h-2h2 21 sin(2(21/h h)/)/h h2 2無沖擊無沖擊設(shè)計(jì)：潘存云v2s 2a 2111hooot t正弦改進(jìn)等速正弦改進(jìn)等速三、改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)規(guī)律將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善運(yùn)動(dòng)特性。運(yùn)動(dòng)特性。+-v 2s 2a 2111hooot t設(shè)計(jì)：潘存云OB1設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，除了要求從動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，還希望凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，受力情況良好。而這與壓力角有很大關(guān)系。定義：定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)正壓力與推桿上力作用點(diǎn)B速度方向間的夾角速度方向間的夾角 F”F”，若若大到一定程度時(shí)，會(huì)有：大到一定程度時(shí)，會(huì)有：機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。33 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角nn一、壓力角與作用力的關(guān)系一、壓力角與作用力的關(guān)系不考慮摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。不考慮摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。FFF”F-有用分力有用分力, 沿導(dǎo)路方向沿導(dǎo)路方向F”-有害分力，垂直于導(dǎo)路有害分力，垂直于導(dǎo)路F”=F tg F 一定時(shí)，一定時(shí)， F Ff FFF Ff為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作，要求：為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作，要求： 設(shè)計(jì)：潘存云OB1二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸之間的關(guān)系P點(diǎn)為速度瞬心，點(diǎn)為速度瞬心， 于是有：于是有：v=lOP1r rminmin = 30= 30 -直動(dòng)從動(dòng)件；直動(dòng)從動(dòng)件； = = 354545-擺動(dòng)從動(dòng)件；擺動(dòng)從動(dòng)件； = = 708080-回程。回程。nnP lOP =v2/1eds2/d1= ds2 /d1= lOC + lCP lCP = lOC = elCP = ds2/d1- - e tg = S2 + r2min - e2ds2/d1- - eC (S2+S0 )tg S0= r2min-e2若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果 ，可增大可增大rmin s0s2Dv2v2r rminmin設(shè)計(jì)：潘存云OB1 ds2/d1 得：得： tg = S2 + r2min - e2ds2/d1 + + enn同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心左側(cè)時(shí)，有：同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心左側(cè)時(shí)，有：lOP =lCP- - lOC lCP = ds2/d1 + + e 于是：于是： tg = S2 + r2min - e2ds2/d1 ee“+ +” 用于導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)；用于導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)；“- -” 用于導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)；用于導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)；顯然，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。顯然，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。注意：注意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回用偏置法可減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回 程壓力角，故偏距程壓力角，故偏距 e 不能太大。不能太大。PC lCP = (S2+S0 )tg S0= rmin2-e2r rminmins0s2D正確偏置：正確偏置：導(dǎo)路位于與凸輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)肺挥谂c凸輪旋轉(zhuǎn)方向1相反的位置。相反的位置。設(shè)計(jì)：潘存云nn提問：對(duì)于平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)：提問：對(duì)于平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)： ？0 0v2O1r rminmin1.1.凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理34 圖解法圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓2.2.用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線1)1)對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪3)3)滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪4)4)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪2)2)偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪5)5)擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：潘存云一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理反轉(zhuǎn)原理反轉(zhuǎn)原理：依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如： 給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以- -1時(shí)，不影響各構(gòu)件之間時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。尖頂凸輪繪制動(dòng)畫尖頂凸輪繪制動(dòng)畫滾子凸輪繪制動(dòng)畫滾子凸輪繪制動(dòng)畫O O -13311223 33 31 11 12 22 21設(shè)計(jì)：潘存云60rmin120-111對(duì)心直動(dòng)尖頂對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑rmin，角速度，角速度1和從動(dòng)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺l作基圓作基圓r rminmin。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1.1.對(duì)心直動(dòng)尖頂對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件從動(dòng)件盤形凸輪盤形凸輪135782345 67 8910111213149090A1876543214131211109二、直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制二、直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制 6012090901 3 5 7 8911 13 15s2 191113121410設(shè)計(jì)：潘存云911 13 151 3 5 7 8O OeA A偏置直動(dòng)尖頂偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度，角速度1和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏心距和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。2.2.偏置直動(dòng)尖頂偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件從動(dòng)件盤形凸輪盤形凸輪13578911131214-11612345781514131211109設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺l作基圓作基圓r rminmin; ; 反向等分各運(yùn)動(dòng)角反向等分各運(yùn)動(dòng)角; ; 確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置; ; 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8 601209090s2 1設(shè)計(jì)：潘存云s2 1911 13 151 3 5 7 8rminA120-11設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺l作基圓作基圓r rminmin。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。135789111312142345 67 8910111213146090901876543214131211109理論輪廓理論輪廓實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓作各位置滾子圓的內(nèi)作各位置滾子圓的內(nèi)( (外外) )包絡(luò)線。包絡(luò)線。3.3.滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑的基圓半徑rmin，角速度，角速度1和從動(dòng)件的和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。 6012090901設(shè)計(jì)：潘存云a工作輪廓的曲率半徑，工作輪廓的曲率半徑，理論輪廓的曲率半徑，理論輪廓的曲率半徑， rT滾子半徑滾子半徑rT arT rT 輪廓失真輪廓失真滾子半徑的確定滾子半徑的確定arT rT arT0輪廓正常輪廓正常輪廓變尖輪廓變尖內(nèi)凹內(nèi)凹arTrTrT rT arT 輪廓正常輪廓正常外凸外凸rTa設(shè)計(jì)：潘存云s2 1911 13 151 3 5 7 8rmin對(duì)心直動(dòng)平底對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑rmin，角速度，角速度1和從動(dòng)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：選比例尺選比例尺l作基圓作基圓r rminmin。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。4.4.對(duì)心直動(dòng)平底對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件從動(dòng)件盤形凸輪盤形凸輪8765432191011121314-11A13578911131214123456781514131211109 601209090設(shè)計(jì)：潘存云對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真現(xiàn)象。對(duì)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)，也有失真現(xiàn)象。Ormin可通過增大可通過增大r rminmin解決此問題。解決此問題。rmin設(shè)計(jì)：潘存云120B11 1rmin 601209090s2 1擺動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角，角速度速度1，擺桿長度，擺桿長度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離的距離d，擺，擺桿角位移方程桿角位移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。三、擺動(dòng)三、擺動(dòng)從動(dòng)件從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)12345 6 7 85678B1B2B3B4B5B6B7B860 90 1-1dABl1 2 3 4B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7A1A2A3A4A5A6A7A8設(shè)計(jì)：潘存云B0OB1S0S235 解析法設(shè)計(jì)凸輪解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓的輪廓從圖解法的缺點(diǎn)引出解析法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)果：求出輪廓曲線的解析表達(dá)式結(jié)果：求出輪廓曲線的解析表達(dá)式-已知條件：已知條件：e e、r rminmin、r rT T、S S2=S=S2(1) )、1及其方向。及其方向。理論輪廓的極坐標(biāo)參數(shù)方程：理論輪廓的極坐標(biāo)參數(shù)方程：= (S= (S2+S+S0 0) )2 2 + e + e2 2原理：原理：反轉(zhuǎn)法。反轉(zhuǎn)法。=1+ +0其中：其中： S S0 0 = r = r2 2minmin e e2tgtg0 = e/ S= e/ S0 0tgtg = e/(S= e/(S2 + S+ S0 0) )-1即B點(diǎn)的極坐標(biāo)rT (+ (+0 0) ) (1+ +)= =兩對(duì)頂角相等 1e ermin1參數(shù)方程。參數(shù)方程。 S00設(shè)計(jì)：潘存云其中：其中： tgtg= =B0BO1-11nn實(shí)際輪廓方程是理論輪廓的等距曲線。由高等數(shù)學(xué)可實(shí)際輪廓方程是理論輪廓的等距曲線。由高等數(shù)學(xué)可知：知：等距線對(duì)應(yīng)點(diǎn)具有公共的法線。等距線對(duì)應(yīng)點(diǎn)具有公共的法線。T T = = 2 2 + r + r2 2TmTm-2-2r rT TcoscosT T =+=+實(shí)際輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的實(shí)際輪廓上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的 T T 位置：位置：位于理論輪廓位于理論輪廓 B B 點(diǎn)法線點(diǎn)法線 n-nn-n 與滾子圓的交線上。與滾子圓的交線上。 T= arctg= arctgT T點(diǎn)的極坐標(biāo)參數(shù)方程為：點(diǎn)的極坐標(biāo)參數(shù)方程為：由圖有：由圖有： = =+ +其中：其中： tg = S2 + r2min + e2ds2/d1 erT sin - - rT cos 直接引用前面的結(jié)論TT本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律：特性及作圖法；常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律：特性及作圖法；理論輪廓與實(shí)際輪廓的關(guān)系；理論輪廓與實(shí)際輪廓的關(guān)系；凸輪壓力角凸輪壓力角與基圓半徑與基圓半徑r rminmin的關(guān)系；的關(guān)系；掌握用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的步驟與方法；掌握用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的步驟與方法；掌握解析法在凸輪輪廓設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。掌握解析法在凸輪輪廓設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。直角坐標(biāo)參數(shù)方程為：直角坐標(biāo)參數(shù)方程為：x = = T T cos cos T T y = = T T sin sin T T