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1、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(lèi)一．凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用1.組成：凸輪——具有曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件。推桿——被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)架優(yōu)點(diǎn)：1）、可使從動(dòng)件得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2.特點(diǎn)：升停降停3）、從動(dòng)件行程不宜過(guò)大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。2）、加工比較困難。缺點(diǎn)：1）、高副接觸，易于磨損，多用于傳遞力不太大的場(chǎng)合。3）、實(shí)現(xiàn)停歇運(yùn)動(dòng)2）、結(jié)構(gòu)緊湊。二.凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)1、按凸輪的形狀分：2、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式分{對(duì)心偏置3、按從動(dòng)件端部型式分4、按凸輪與從動(dòng)保持接觸的方式分§9-2推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一.基本概念1）基圓——2）推程，推程運(yùn)動(dòng)角δ0；以凸輪
2、的最小曲率半徑為半徑所作的圓稱(chēng)為基圓，基圓半徑用r0表示。4）回程，回程運(yùn)動(dòng)角δ0ˊ；5）近休止，近休止角δ02；6）行程——推桿在推程或回程中移動(dòng)的距離，用h表示。3）遠(yuǎn)休止，遠(yuǎn)休止角δ01；二.推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=C0+C1δ+C2δ2+…+Cnδn（1）一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）s=C0+C1δ邊界條件：推程：當(dāng)δ=0時(shí)，s=0，C0=0；當(dāng)δ=δ0時(shí)，s=h，C1=h/δ0∴s=hδ/δ0；v=hω/δ0；a=0推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律——推桿在推程或回程時(shí)，其位移s、速度v和加速度a隨時(shí)間t（或凸輪轉(zhuǎn)角?）變化的規(guī)律。1.多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律：一般表示為：由圖可知，
3、在起始點(diǎn)和終了點(diǎn)處有剛性沖擊。s=hδ/δ0；v=hω/δ0；a=0回程：當(dāng)δ=0時(shí)，s=h，C0=0；當(dāng)δ=δ0時(shí)，s=h，C1=h/δ0∴s=h（1－δ/δ0/)v=hω/δ0/a=0（2）二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等加等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）推程：s=C0+C1δ+C2δ2邊界條件：推程增速段：當(dāng)δ=0時(shí)，s=0，v=0，C0=0，C1=0；當(dāng)δ=δ0/2時(shí)，s=h/2，C2=2h/δ02∴s=2hδ2/δ02v=4hωδ/δ02a=4hω2/δ02推程減速段：當(dāng)δ=δ0/2時(shí)，s=h/2，h/2=C0＋C1δ0/2＋C2δ02/4當(dāng)δ=δ0時(shí)，s=h，v=0，h=C0＋C1
4、δ0＋C2δ020=ωC1＋2ωC2δ，C1=－2C2δ0C0=－h(huán)，C1=4h/δ0,C2=－2h/δ02∴s=h－2h(δ0－δ)2/δ02v=4hω(δ0－δ)/δ02a=－4hω2/δ02由圖知，有柔性沖擊。推程增速段：∴s=2hδ2/δ02v=4hωδ/δ02a=4hω2/δ02推程減速段：∴s=h－2h(δ0－δ)2/δ02v=4hω(δ0－δ)/δ02a=－4hω2/δ02（3）五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律s=C0+C1δ+C2δ2+C3δ3+C4δ4+C5δ5邊界條件：當(dāng)δ=0時(shí)，s=0，v=0，a=0當(dāng)δ=δ0時(shí)，s=h，v=0，a=0C0=C1=C2=0，C
5、3=10h/δ03，C4=－15h/δ04，C5=6h/δ05其位移方程式為：2.三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)方程式為回程運(yùn)動(dòng)方程式為由圖知，有柔性沖擊。(2)正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)方程式為回程運(yùn)動(dòng)方程式為無(wú)沖擊除上述以外，還有其它運(yùn)動(dòng)規(guī)律，或?qū)⑸鲜龀Ｓ眠\(yùn)動(dòng)規(guī)律組合使用。如“改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律”、“變形等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律”。三．推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇3）對(duì)于較高速凸輪，還要考慮到機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度較高，可能會(huì)產(chǎn)生很大的慣性力和沖擊，所以要考慮其最大加速度。1）只要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)某一角度δ0時(shí)，推桿完成一行程h或φ。2）不僅要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)某一角度δ0時(shí)，推桿
6、完成一行程h或φ，而且還要求推桿按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。此外，還要考慮機(jī)構(gòu)的沖擊性能?！?-3凸輪輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)一．凸輪廓線(xiàn)設(shè)計(jì)的方法及基本原理基本原理方法：1）.圖解法2）.解析法：反轉(zhuǎn)法原理假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度-?，各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系并不改變?cè)瓩C(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)??-?=0凸輪從動(dòng)件機(jī)架00-?=-?凸輪：轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)靜止不動(dòng)從動(dòng)件：沿導(dǎo)軌作預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律的往復(fù)移動(dòng)沿導(dǎo)軌作預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律的往復(fù)移動(dòng)隨導(dǎo)軌以-?繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)???s1s2s2s1假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度-?，則凸輪相對(duì)靜止不動(dòng)，而從動(dòng)件一方面隨導(dǎo)軌以-?繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律的
7、往復(fù)移動(dòng)。從動(dòng)件尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲線(xiàn)。1.對(duì)心直動(dòng)尖端推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)二．用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)已知：推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、升程h；凸輪的?及其方向、基圓半徑r0。設(shè)計(jì)：凸輪輪廓曲線(xiàn)推桿在最低位置靜止不動(dòng)270o~360o4正弦加速度下降h=16mm180o~270o3推桿在最高位置靜止不動(dòng)120o~180o2等速上升h=16mm0o~120o1推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪運(yùn)動(dòng)角（δ）序號(hào)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下表：用作圖法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)時(shí)，推桿的位移規(guī)律也可以用線(xiàn)圖的形式給出-?120o60o90o90o?1234567811′2′3′4′5′6
