凸轮机构副本学习教案

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1、会计学1凸轮机构凸轮机构(jgu)副本副本第一页，共58页。eh凸轮机构凸轮机构(jgu) (jgu) 由凸轮，从由凸轮，从动件和机架构成的三杆高副机构动件和机架构成的三杆高副机构(jgu)(jgu)。第2页/共58页第二页，共58页。eh凸凸轮轮机机构构的的缺缺点点：凸轮与从动件是高副接触，比压较大，易于磨损，故这种机构一般仅用于传递动力不大的场合。第3页/共58页第三页，共58页。应用(yngyng)一、内燃机配气机构应用(yngyng)二、绕线机构 1 2应用(yngyng)三、送料机构应用四、自动机床上的走刀机构第4页/共58页第四页，共58页。2)2)按照从动件形状按照从动件形状(x

2、ngzhun)(xngzhun)分类分类: :尖顶、平底、滚子尖顶、平底、滚子3)3)按照从动件运动方式分类按照从动件运动方式分类: :移动移动(ydng)(ydng)、摆动、摆动二、分类二、分类(fn li)(fn li)1)1)按照凸轮形状分类按照凸轮形状分类: :盘形盘形、移动移动、圆柱圆柱第5页/共58页第五页，共58页。对心直动尖对心直动尖顶推杆盘形顶推杆盘形凸轮凸轮(tln)机构机构偏置偏置直动直动滚滚子推杆子推杆盘形凸盘形凸轮轮机构机构摆摆动动平底推杆平底推杆盘盘形凸轮形凸轮机构机构第6页/共58页第六页，共58页。等宽凸轮等宽凸轮(tln)等径凸轮等径凸轮主回凸轮主回凸轮凹槽凸

3、轮凹槽凸轮注意注意: :必须设法使凸轮与从动件始终保持接触必须设法使凸轮与从动件始终保持接触第7页/共58页第七页，共58页。按从动件的运动(yndng)分类摆动从动件凸轮机构摆动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构直动从动件凸轮机构按从动件的形状(xngzhun)分类滚子从动件凸轮机构滚子从动件凸轮机构尖顶从动件凸轮机构尖顶从动件凸轮机构平底从动件凸轮机构平底从动件凸轮机构小结(xioji)按凸轮的形状分类盘形凸轮机构盘形凸轮机构移动凸轮机构移动凸轮机构圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构第8页/共58页第八页，共58页。基圆：以轮廓基圆：以轮廓(lnku)的最小向径的最小向径所作的圆所作的圆(rmin基圆

4、半径基圆半径)升程：升程：推程所移动的距离推程所移动的距离推程运动角推程运动角t：与推程对与推程对应的凸轮转角。应的凸轮转角。推程：推程：从动件从离回转中心从动件从离回转中心最近最近最远的这一过程最远的这一过程回程运动角回程运动角h：与回程对与回程对应的凸轮转角。应的凸轮转角。第9页/共58页第九页，共58页。远休止远休止(xizh)角角s: 从从动件在最远位置不动动件在最远位置不动凸轮转角凸轮转角(BC)近休止角近休止角s:从动件最从动件最近近(zujn)位置不动的位置不动的转角转角(DA)位移位移2:从动件移动从动件移动的距离的距离2 2 是时间是时间的函数的函数第10页/共58页第十页，

5、共58页。圆弧段圆弧段第11页/共58页第十一页，共58页。12001200600600第12页/共58页第十二页，共58页。12001200600600rmin基圆（rmin）以最短向径所作的圆第13页/共58页第十三页，共58页。12001200600600rminFEBD第14页/共58页第十四页，共58页。12001200600600rminFEBDS211200120006001800120060036003000第15页/共58页第十五页，共58页。12001200600600rbFEBDS211200120006001800120060036003000第16页/共58页第十六页

6、，共58页。12001200600600rbFEBDS211200120006001800120060036003000h h升程h推杆的最大位移。其对应的凸轮转角(zhunjio)t推程运动角t t第17页/共58页第十七页，共58页。12001200600600rbFEBDS211200120006001800120060036003000htEF段从动件在远处停止，其对应(duyng)的转角s远休止角。s远休止(xizh)角推程运动(yndng)角第18页/共58页第十八页，共58页。12001200600600rbFEBDS2112001200060018001200600360030

7、00htDF段从动件回落(hulu)回程s远休止(xizh)角推程运动(yndng)角第19页/共58页第十九页，共58页。12001200600600rbFEBDS211200120006001800120060036003000h第20页/共58页第二十页，共58页。12001200600600rbFEBDS211200120006001800120060036003000htshst推程运动(yndng)角；s远休止角h回程运动(yndng)角；s近休止角第21页/共58页第二十一页，共58页。At sh srmin t推程推程 s远休止远休止 h回程回程 s近休止近休止t1s20BCD

8、hA第22页/共58页第二十二页，共58页。 凸轮的外型由从动件运动凸轮的外型由从动件运动(yndng)(yndng)规律决定规律决定: :2 2 与与1 1 函数关系曲线函数关系曲线 位移方程位移方程： 速度方程速度方程：加速度方加速度方程：程：( )ss ( )ss t( ) ( )aa第23页/共58页第二十三页，共58页。常用常用(chn yn)(chn yn)运动规律：运动规律：第24页/共58页第二十四页，共58页。hs 0 tv 0a 0- + 1. 等速运动等速运动(dn s yn dn)一一次多项式运动规律次多项式运动规律2012.nnsCCCC01sCC边界条件边界条件:0

9、0;= ,s=t= ,s=h00C1thCths位位移移方方程程：tdsds dhdtddt速速度度方方程程：0dadt加加速速度度方方程程：刚性冲击刚性冲击第25页/共58页第二十五页，共58页。s 0v 0a 0h- + - th1hsh位位移移方方程程：hh速速度度方方程程：0a 加加速速度度方方程程：At sh srminBCDA第26页/共58页第二十六页，共58页。10mmS2112040 12080在启动与终止段用其它运动规律过渡在启动与终止段用其它运动规律过渡 适于低速、轻载适于低速、轻载(qn zi)(qn zi)、从动杆质量不大，要求匀速、从动杆质量不大，要求匀速处。处。h

10、例：已知从动件作等速运动例：已知从动件作等速运动(dn s yn dn),20mm，t120, S40,h120,s80,作运动线图。作运动线图。取作图比例取作图比例(bl)l(bl)l第27页/共58页第二十七页，共58页。s 0tv 0a 0h/2h/2t/2t/2h2012sCCC122dsCCdt222daCdt边界条件边界条件:00,0;= ,s=/2t= 2,s=h010,0CC222thC推程加速推程加速(ji s)段段:第28页/共58页第二十八页，共58页。222ths222 ()tthsh s 0tv 0a 0h/2h/2t/2t/2h24thv224tha24()tthv

11、 224tha(0t/2)(t/2t)加速段加速段减速段减速段位移方程位移方程速度方程速度方程加速度方程加速度方程柔性柔性(ru xn)冲冲击击第29页/共58页第二十九页，共58页。位移位移(wiy)1 : 4 : 9如升程前半行程如升程前半行程(xngchng)(xngchng)取取=3=3149升程后半段等减速升程后半段等减速(jin s)(jin s)对应的对应的2X2X为为9 : 9 : 4 : 14 : 10h/2h 作图作图: : ( (升程升程) )前半前半行程行程(h/2)(h/2)等加速等加速后半后半行程行程(h/2)(h/2)等减速等减速 位位 1 : 4 : 9 :16

12、 移移 16 : 9 : 4 : 1t t第30页/共58页第三十页，共58页。分析分析(fnx):(fnx):点在圆周上作匀速运动时点在圆周上作匀速运动时, , 它在这个圆的直径上它在这个圆的直径上的投影所构成的投影所构成(guchng)(guchng)的运动。的运动。始点与终点有柔性冲击始点与终点有柔性冲击中、低速凸轮机构中、低速凸轮机构第31页/共58页第三十一页，共58页。)cos(2)sin(2)cos1 (22cos1221211111ttttttthahvhShRRRS第32页/共58页第三十二页，共58页。 实际上实际上, , 从动件在推、回程从动件在推、回程(huchng)(

13、huchng)的运动规律并的运动规律并非要相同。非要相同。作图作图: : 图图7-67-6注意注意: :横轴和半圆横轴和半圆(bnyun)(bnyun)的等分点一定要相同（不是度数的等分点一定要相同（不是度数相同）相同）第33页/共58页第三十三页，共58页。h1s2第34页/共58页第三十四页，共58页。h1s2第35页/共58页第三十五页，共58页。h1s2第36页/共58页第三十六页，共58页。大值大值amax较大，较大，惯性力较大，要惯性力较大，要求较高的加工精求较高的加工精度度av0 00 1 2 3 4 5 6 7 8shA2h0 12sin2ttsh21 costthv2222s

14、inttha 第37页/共58页第三十七页，共58页。相对运动相对运动(xin du yn dn)(xin du yn dn)原理原理 （作图法）（作图法）反转法：反转法：给整个机构加给整个机构加 - -运动运动(yndng)(yndng)凸轮不动，凸轮不动，机架反转，机架反转，从动件作复合运动从动件作复合运动(yndng)(yndng)一、设计方法的原理一、设计方法的原理按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓按给定从动件运动规律设计凸轮轮廓第38页/共58页第三十八页，共58页。AAAAAAAAAAA A AA Ar0 - r0第39页/共58页第三十九页，共58页。1 1、对心直动尖顶、对心直动

15、尖顶(jindng)(jindng)从动件盘形凸轮的设计从动件盘形凸轮的设计3 3、滚子、滚子( (对心直动对心直动) )从动件凸轮从动件凸轮(tln)(tln)的的设计设计4 4、平底、平底( (对心直动对心直动) )从动件从动件凸轮的设计凸轮的设计2 2、偏置、偏置直动尖顶从动件凸轮的设计直动尖顶从动件凸轮的设计第40页/共58页第四十页，共58页。第41页/共58页第四十一页，共58页。已知:rmin、h、w1、从动杆运动(yndng)规律凸轮(tln)转角从动杆运动 0 180 等速上升 h180 210 远休止210 300 等速下降 300 360 近休止解:1.作位移曲线(取比例

16、l)S2103600180021003000h1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 122.等份S2- 1图w10123456789103.作基圆(注意比例一致)4.-等分基圆得导轨5.量取相应位移6.作轮廓线注意比例一致注意比例一致11h第42页/共58页第四十二页，共58页。s0h120060090090步骤：步骤：1. 取比例尺取比例尺l , 画基圆和偏距画基圆和偏距圆圆;2. 分析推杆运动规律分析推杆运动规律(gul);3. 等分等分0,并作出对应射线；并作出对应射线；4.根据推杆位移作出在反转运动根据推杆位移作出在反转运动中依次占据的位置中依次占据的位置,求出推杆求出推杆尖

17、端在反转运动中依次占据尖端在反转运动中依次占据的位置点的位置点; . .第43页/共58页第四十三页，共58页。第44页/共58页第四十四页，共58页。理论理论(lln)廓线廓线0实际廓线实际廓线以以0 0各点为圆心作圆各点为圆心作圆( (滚子半径为半径滚子半径为半径) )作这些圆的包络线作这些圆的包络线(实际轮廓实际轮廓) )已知：已知：rmin，推杆运动规律，滚子半径，推杆运动规律，滚子半径rr, 凸轮逆时针方向转动凸轮逆时针方向转动动画动画第45页/共58页第四十五页，共58页。过各点作作过各点作作(zu zu)(zu zu)各位置的平底各位置的平底A0B0,A1B1,A2B2.A0B0

18、,A1B1,A2B2.作这些作这些(zhxi)(zhxi)平底的包络线平底的包络线 实际轮廓实际轮廓实际廓线实际廓线A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10B0B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10 1 1注意：平底左右侧注意：平底左右侧的长度的长度第46页/共58页第四十六页，共58页。1rminLoAOA21第47页/共58页第四十七页，共58页。r0r0分析分析(fnx)：第48页/共58页第四十八页，共58页。摆动推杆盘形凸轮摆动推杆盘形凸轮(tln)机构设计机构设计已知：已知：rmin，机架长度，推杆运动规，机架长度，推杆运动规律，凸轮逆时针方向律，凸轮逆时针方向(fngx

19、ing)转动转动设计：凸轮廓线设计：凸轮廓线解：解： 1. 定比例尺定比例尺l 2. 初始位置及推杆位移初始位置及推杆位移(wiy)曲线曲线3. 确定推杆反转运动占据的各位置确定推杆反转运动占据的各位置4. 确定推杆预期运动占据的各位置确定推杆预期运动占据的各位置5. 推杆高副元素族推杆高副元素族6. 推杆高副元素的包络线推杆高副元素的包络线f210F120060090090f21f22f23f24f25f26f27f28f29f210f211f212第49页/共58页第四十九页，共58页。 a a 有害分力有害分力(f(fnl)Fnl)F当当 a a 大于一定值大于一定值, , 将自锁将自锁

20、. .一般一般, , 推程推程 a 30 a 30 ( (直动直动) ) 35 35 45 45 ( (摆动摆动) ) 回程回程 a 70 a 70 80 80 aQ7-4 凸轮凸轮(tln)机构基本尺寸的确机构基本尺寸的确定定一、压力一、压力(yl)(yl)角角与作用力的关与作用力的关系系FFFopaasincos FFFF第50页/共58页第五十页，共58页。OB1P点为速度点为速度(sd)瞬心，瞬心， 于是有：于是有：v=lOP1nnP lOP =v2/1eds2/d1= ds2 /d1= lOC + lCP lCP = lOC = elCP = ds2/d1- eC (S2+S0 )t

21、g s0s2Dv2v2rmin二、基圆半径二、基圆半径(bnjng)的确定的确定 S0= r2min-e2 tg = S2 + r2min - e2ds2/d1- e 结论结论1 1、在最大压力角小于许用压力角的前提下，尽可能选用小的基圆半径、在最大压力角小于许用压力角的前提下，尽可能选用小的基圆半径(bnng)(bnng)。2 2、为了减小推程压力角，应将从动件导路向相对速度瞬心的同侧偏置、为了减小推程压力角，应将从动件导路向相对速度瞬心的同侧偏置第51页/共58页第五十一页，共58页。 a= -rr0arr理论实际a a= +rrrr rrrr a= -rr0 rr三、滚子三、滚子(n z

22、)半径半径的选择的选择动画动画第52页/共58页第五十二页，共58页。试标出在图a所示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过900后推杆的位移；标出图b推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。第53页/共58页第五十三页，共58页。1sa2sa第54页/共58页第五十四页，共58页。第55页/共58页第五十五页，共58页。作业题作业题7.1：如下图所示的偏置直动滚子从动件盘形凸轮：如下图所示的偏置直动滚子从动件盘形凸轮(tln)机构中，凸轮机构中，凸轮(tln)的实际廓线为圆形，圆心在的实际廓线为圆形，圆心在A点，半径点，半径R=40mm，LOA=25，滚子半径为，滚子半径为10mm，试在，试在图中标出推杆从图示位置升高位移图中标出推杆从图示位置升高位移s=3mm时，凸轮时，凸轮(tln)的转角和压力角。的转角和压力角。AO第56页/共58页第五十六页，共58页。作业题作业题7.2：书本：书本(shbn)P111，习题，习题7-8。第57页/共58页第五十七页，共58页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第58页/共58页第五十八页，共58页。