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1、第八章凸輪機構及其設計§8—1凸輪機構的應用和分類§8—2推桿的運動規(guī)律§8—3凸輪輪廓曲線的設計§8—4凸輪機構基本尺寸的確定§8—1凸輪機構的應用和分類凸輪機構:由凸輪、推桿和機架三個主要構件所組成的高副機構。凸輪:具有某種曲線和凹槽的構件。凸輪1從動件2機架3O1?1一、凸輪機構的應用O1123456789101112O2O3粉料壓片機機構系統(tǒng)圖13型腔(料斗)(上沖頭)(下沖頭)1)移動料斗4至型腔上方,并使料斗振動,將粉料裝入型腔。2)下沖頭6下沉,以防止上沖頭12下壓時將型腔內(nèi)粉料抖出。3)上、下沖頭對粉料加壓,并保
2、壓一定時間。4)上沖頭退出,下沖頭頂出藥片。二、凸輪機構的分類1)按凸輪的形狀分:盤形凸輪移動凸輪圓柱凸輪2)按從動件的形狀分:尖頂從動件滾子從動件平底從動件3)按從動件的運動形式分:擺動從動件移動從動件偏置移動從動件對心移動從動件4)按凸輪高副的鎖合方式分:力鎖合、形鎖合優(yōu)點:三、凸輪機構的優(yōu)缺點構件少,運動鏈短,結構簡單緊湊;點、線接觸,易磨損;缺點:所以凸輪機構多用在傳遞動力不大的場合。易使從動件得到各種預期的運動規(guī)律?!?—2推桿的運動規(guī)律sCDh推程運動角遠休止角回程運動角近休止角BosDrbeABC?凸輪的基圓該位置
3、為初始位置行程直動從動件凸輪機構遠休止角——從動件到達最高位置停留過程中凸輪所轉(zhuǎn)過的角度。基圓——以凸輪理論輪廓曲線最小矢徑所作的圓。行程——從動件由最低點到最高點的位移h(式擺角)。推程運動角——從動件由最低位置運行到最高位置,凸輪所轉(zhuǎn)過的角度?;爻踢\動角——從動件由最高位置運行到最低位置,凸輪所轉(zhuǎn)過的角度。近休止角——從動件到達最低位置停留過程中凸輪所轉(zhuǎn)過的角度。凸輪機構的設計任務:為滿足凸輪機構的輸出件提出的運動要求、動力要求等,凸輪機構的設計大致可分成以下四步:(1)從動件運動規(guī)律的設計(2)凸輪機構基本尺寸的設計(3)
4、凸輪機構輪廓曲線的設計(4)繪制凸輪機構工作圖一、從動件常用運動規(guī)律(一)多項式運動規(guī)律其位移方程的一般形式為:式中,為凸輪的轉(zhuǎn)角(rad);c0,c1,c2,….cn為n+1個待定系數(shù)。1.n=1的運動規(guī)律(等速運動規(guī)律)推程的運動方程:其推程的邊界條件為:則得:C0=0,C1=h/φOShvOSOvOa-?從動件在運動起始位置和終止兩瞬時的加速度在理論上由零值突變?yōu)闊o窮大,慣性力也為無窮大。由此的沖擊稱為剛性沖擊。適用于低速場合。OShvOSOvOa-?2.n=2的運動規(guī)律(等加速等減速運動規(guī)律)推程等加速運動的方程式為:推
5、程等加速運動的邊界條件為:得:C0=-h,C1=4h/φ,C2=-2h/φ1494100vvmax0amax-amaxah1423560s在運動規(guī)律推程的始末點和前后半程的交接處,加速度雖為有限值,但加速度對時間的變化率理論上為無窮大。由此引起的沖擊稱為柔性沖擊。1494100vvmax0amax-amaxah1423560s(二)三角函數(shù)類基本運動規(guī)律1.余弦加速度運動規(guī)律(推程)a123456amax-amax0s123456hvmaxv123456s1'2'3'4'5'6'h/2對RDRD型運動循環(huán),該運動規(guī)律在推程的起、
6、止瞬時,從動件的加速度有突變,故存在柔性沖擊。適用于中、低速場合。a123456amax-amax0s123456hvmaxv123456s1'2'3'4'5'6'h/22.正弦加速度運動規(guī)律(推程)這種運動規(guī)律的速度及加速度曲線都是連續(xù)的,沒有任何突變,因而既沒有剛性沖擊、又沒有柔性沖擊,可適用于高速凸輪機構。12345678sohs''s'S=S''-S'2'1'3'4'6'h/2?5'7's12345678ovvmax12345678oaamax-amax運動規(guī)律最大速度(ωh/Φ)X最大加速度(ω2h/Φ2)X最大躍度(
7、ω3h/Φ3)X適用場合等速運動1.00低速輕載等加等減速2.004.00中速輕載余弦加速度1.574.93中低速重載正弦加速度2.006.2839.5中高速輕載5次多項式1.885.7760.0高速中載推桿常用運動規(guī)律特性比較及適用場合?運動規(guī)律組合時應遵循以下原則:(2)對于中、低速運動的凸輪機構,要求從動件的位移曲線在銜接處相切,以保證速度曲線的連續(xù)。即要求在銜接處的位移和速度應分別相等。(3)對于中、高速運動的凸輪機構,要求從動件的速度曲線在銜接處相切,以保證加速度曲線連續(xù),即要求在銜接處的位移、速度和加速度應分別相等。
8、(1)為了獲得更好的運動特征,可以把上述幾種運動規(guī)律組合起來應用,組合時,兩條曲線在拼接處必須保持連續(xù)。二、組合運動規(guī)律簡介1.修正梯形組合運動規(guī)律a0amax=(h?2/?2)×4.00等加速等減速運動規(guī)律a12345678o?amax=(h?2/?2)×6.