09第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)

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1、教案用紙第九章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)§9-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：常用的高副機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)械和半自動(dòng)機(jī)械裝置中，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)比連桿（最多9個(gè)點(diǎn)）容易，使用廣泛。1.應(yīng)用實(shí)例：（1）內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)：2.凸輪機(jī)構(gòu)及組成：是高副機(jī)構(gòu)3.優(yōu)點(diǎn)：易滿足任意復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的要求；簡單緊湊，工作可靠；易設(shè)計(jì)。4.缺點(diǎn)：易磨損(點(diǎn)線接觸—高副)。用于受力不大的場合；加工困難，成本高。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類：1.分類：（1）凸輪機(jī)構(gòu)（兩活動(dòng)構(gòu)件作平面、空間運(yùn)動(dòng)）（2）凸輪機(jī)構(gòu)（按推桿運(yùn)動(dòng)副形狀分）（3）凸輪機(jī)構(gòu)（推桿運(yùn)動(dòng)形式）

2、（4）凸輪機(jī)構(gòu)（力方式）第11頁教案用紙圖9-12.命名：以上分類方法組合：擺動(dòng)滾子推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)§9-2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇一、凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：圖9-2一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)從動(dòng)件行程：從動(dòng)件的最大位移：h整程角（一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)對(duì)應(yīng)凸輪總轉(zhuǎn)角）二、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律）：指從動(dòng)件的位移s、速度v、加速度a隨時(shí)間而變化的規(guī)律凸輪一般以等角速度運(yùn)動(dòng)第11頁教案用紙其中，位移線圖最重要圖a)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用圖b)表示初始條件了解從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇：

3、考慮：剛性沖擊、柔性沖擊、vmax(速度幅值)、amax參考表4-2講1.從動(dòng)件基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律（102頁表4-1）圖9-3（1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：指凸輪等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件在推程或回程中的速度為常數(shù)，而在始末兩點(diǎn)處速度產(chǎn)生突變第11頁教案用紙即sva線圖如下：運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)，速度有突變（2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：指從動(dòng)件在推程（或回程）中，先作等加速運(yùn)動(dòng)，再作等減速運(yùn)動(dòng)，加速度為常數(shù)推程前半行程合后半行程（1）加速度大小相等，方向相反（2）所用時(shí)間相等，均為tr/2（3）位移量相等，均為h/2方程

4、圖9-4A、B、C三點(diǎn)速度有突變（3）簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律：指從動(dòng)桿的加速度按余弦規(guī)律變化第11頁教案用紙2.組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律：幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，連接點(diǎn)處s、v、a應(yīng)相等§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)一、凸輪輪廓設(shè)計(jì)的基本原理1.對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)：反轉(zhuǎn)法：在設(shè)計(jì)凸輪廓線時(shí)，可假設(shè)凸輪靜止不動(dòng)，而使推桿相對(duì)于凸輪作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期運(yùn)動(dòng)，做出推桿在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的一系列位置，則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓線。(圖輪廓線的設(shè)計(jì)的基本原理)例：試用反轉(zhuǎn)法繪制一對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓

5、曲線，已知凸輪的基圓半徑為r0=15mm,凸輪以等角速度沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖。（用反轉(zhuǎn)法）步驟：（1）繪制并等分位移線圖第11頁教案用紙（2）畫基圓等分基圓得推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中導(dǎo)軌占據(jù)的各個(gè)位置求推桿在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中占據(jù)的位置連線2.對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)先按上述繪出滾子中心A在推桿復(fù)合運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置1ˊ、2ˊ……然后以1ˊ、2ˊ……為圓心，以滾子半徑rr為半徑，作一系列圓，再作此圓簇的包絡(luò)線，即為凸輪的輪廓曲線。3.對(duì)心直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)：將推桿導(dǎo)路的中心線與推桿平底的交點(diǎn)

6、A視為尖頂推桿的尖點(diǎn)，按前述的作圖步驟確定出點(diǎn)A在推桿作復(fù)合運(yùn)動(dòng)時(shí)依次占據(jù)的位置1ˊ、2ˊ……。然后再通過點(diǎn)1ˊ、2ˊ……作一系列代表推桿平底的直線，而此直線簇的包絡(luò)線即為凸輪的工作廓線。平底左右兩側(cè)的寬度W應(yīng)分別大于左右兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)點(diǎn)距離LmaxW=Lmax+5mm5.擺動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)給出推桿角位移方程相對(duì)直動(dòng)：已知：lOA、r0、lAB、逆時(shí)針，求：圖輪廓線第11頁教案用紙繪制：（1）定出O、A基圓、B（以A為圓心，lAB為半徑的基圓）（2）等分（3）以O(shè)為圓心，lOA為半徑，轉(zhuǎn)圓，對(duì)應(yīng)上述等

7、分的A1、A2……以A1圓心，lAB為半徑，與基圓交于B1使lAB交射線于（即為凸輪上一點(diǎn)）或連OA1使的射線，以lAB交射線于點(diǎn)（即為凸輪上一點(diǎn)），同理得……（4）連線6.擺動(dòng)滾子推桿從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)在以上基礎(chǔ)上畫滾子包絡(luò)線即可得7.直動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)例：3-1設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。已知：滾子半徑rr=10mm,凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)，從動(dòng)件在推程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡諧運(yùn)動(dòng)，升距h=30mm,回程以對(duì)稱型等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原處，對(duì)應(yīng)于從動(dòng)件各運(yùn)動(dòng)階段，凸輪的轉(zhuǎn)角分別為（凸輪的軸的半徑rs=20

8、mm）基圓半徑45mm。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓。解：（1）畫從動(dòng)件位移線圖，如上圖，先取適當(dāng)?shù)谋壤呃L制、等分r0=1.75rs+10=1.75×20+10=45mm(2)畫基圓：mm（3）畫等分線：線，并用對(duì)應(yīng)等分線C1、C2……（4）截?。骸?）連線：B1B2……（6）包絡(luò)線（7）驗(yàn)算壓力角第11頁教案用紙（8）驗(yàn)算二、解析法設(shè)計(jì)（尖頂、滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)）1.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪：2.擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪：三、平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸