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1、TheTheoryofMachinesandMechanismsChapter4.CamsandItsDesignSunZhihongZhsun@dhu.edu.cn6237331762373319Room307,No.3TeachingBuildingToday’stopicsDecisionofcammechanism’sbasicdimension凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定Decisionofcammechanism’sdimension上述設(shè)計(jì)廓線時(shí)的凸輪結(jié)構(gòu)參數(shù)r0、e、rr等，是預(yù)先給定的。實(shí)際上，這些參數(shù)也是根據(jù)機(jī)構(gòu)的受力情況是否良好、動作是否
2、靈活、尺寸是否緊湊等因素由設(shè)計(jì)者確定的。1.cammechanism’spressureangle2.Primarycircleradius3.Radiusoftheroller4.Thesizelofflat-facefollower作者：潘存云教授lbBωdPressureangleofcammechanism受力圖中，由∑Fx=0，∑Fy=0，∑MB=0得：FR2FR1ttnnφ1φ2φ2α-Fsin(α+φ1)+(FR1－FR2)cosφ2=0－G+Fcos(α+φ1)－(FR1+FR2)sinφ2=0FR2cosφ2(l+b)－FR1cosφ2
3、b=0由以上三式消去R1、R2得：vGF=cos(α+φ1)－(1+2b/l)sin(α+φ1)tgφ2GPressureangleα:theanglebetweenthedirectionofmotion(velocity)ofthefollowerandthedirectionoftheaxisoftransmission.α↑?分母↓?F↑若α大到使分母趨于0，則F?∞?機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖F作者：潘存云教授稱αc=arctg[1/(1+2b/l)tgφ2]-φ1為臨界壓力角。增大導(dǎo)軌長度l或減小懸臂尺寸b可提高αc工程上要求：αmax≤[α]直動推桿：[
4、α]＝30°擺動推桿：[α]＝35°～45°回程：[α]’＝70°～80°提問：平底推桿α＝？nn0vOωr0作者：潘存云教授BOωs0sDP點(diǎn)為相對瞬心：由△BCP得:2.凸輪基圓半徑的確定ds/dδOP=v/ω=[ds/dt]/[dδ/dt]=[ds/dδ]運(yùn)動規(guī)律確定之后，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α與基圓半徑r0直接相關(guān)。=(ds/dδ-e)/(s0+s)tgα=(OP-e)/BCnnPvvr0αe∴tgα=s+r20-e2ds/dδ-e其中：s0=r20-e2r0↑?α↓圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)路位于右側(cè)。e↑?α↓作者：潘存云教授OBω設(shè)計(jì)：潘存云αds/d
5、δ∴tgα=s+r20-e2ds/dδ+enn同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心左側(cè)時(shí)，有：∴CP=ds/dδ+eePCr0s0sD=(ds/dδ+e)/(s0+s)tgα=(OP+e)/BC其中：s0=r20-e2e↑?α↑OP=v/ω=[ds/dt]/[dδ/dt]=[ds/dδ]此時(shí)，當(dāng)偏距e增大時(shí)，壓力角反而增大。對于直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)存在一個(gè)正確偏置的問題！作者：潘存云教授作者：潘存云教授綜合考慮兩種情況有：tgα=s+r20-e2ds/dδ±e“+”用于導(dǎo)路和瞬心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心的兩側(cè)；顯然，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。注意：用偏置法可減小推程壓
6、力角，但同時(shí)增大了回程壓力角，故偏距e不能太大。正確偏置：導(dǎo)路位于與凸輪旋轉(zhuǎn)方向ω相反的位置。αoBω設(shè)計(jì)：潘存云nnPeB0ωnnPe正確偏置錯(cuò)誤偏置α“-”用于導(dǎo)路和瞬心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心的同側(cè)；設(shè)計(jì)時(shí)要求：α≤[α]于是有：對心布置有：tgα=ds/dδ/(r0+s）提問：在設(shè)計(jì)一對心凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)α≥[α]的情況，在不改變運(yùn)動規(guī)律的前提下，可采取哪些措施來進(jìn)行改進(jìn)？確定上述極值r0min不方便，工程上常根據(jù)諾模圖來確定r0。見下頁1)加大基圓半徑r0，2)將對心改為偏置，3)采用平底從動件,tgα=(ds/dδ-e)/[(r02-e2)1/
7、2+s]α=0r0↑?α↓e↑?α↓作者：潘存云教授諾模圖:應(yīng)用實(shí)例：一對心直動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，δ0＝45o，h=13mm,推桿以正弦加速度運(yùn)動，要求:αmax≦30o，試確定凸輪的基圓半徑r0。作圖得：h/r0＝0.26r0≧50mmh/r0等速運(yùn)動0.010.10.20.30.40.50.60.81.02.03.05.0作者：潘存云教授h/r0等加等減速運(yùn)動0.010.10.20.30.40.61.02.05.0凸輪轉(zhuǎn)角δ05101525303540205060708090100100200300360最大壓力角αmax510152520354
8、555657585403050607080h/r0正弦加速度運(yùn)動0.010.10
