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时间:2019-10-14
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1、第9章凸轮机构及其设计§9-1凸轮机构的应用和分类§9-2推杆的运动规律§9-3凸轮机构的压力角§9-4凸轮轮廓曲线的设计应用:送料机构、靠模车削机构、配气机构、冲床机构等。特点:滚子――磨损小,应用广;平底――受力好、润滑好,用于高速传动。尖顶--构造简单、易磨损、用于仪表机构;§9-1凸轮机构的应用和分类结构:三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。优点:可精确实现任意运动规律,简单紧凑。缺点:高副,线接触,易磨损,传力不大。作用:将连续回转=>从动件直线移动或摆动。分类:1)按凸轮形状分:圆锥、移动、圆柱、盘形凸轮。2)按推杆形状:尖顶、滚子、平底从动件。靠模车削
2、移动凸轮机构3)按推杆运动分:直动(对心、偏置)、摆动内燃机气门机构4)按保持接触方式分:力封闭(重力、弹簧等)几何形状封闭(凹槽、等宽、等径凸轮)优点:只需要设计适当的轮廓曲线,从动件便可获得任意的运动规律,且结构简单、紧凑、设计方便。缺点:线接触,容易磨损。12刀架o机床进给机构设计:潘存云δ0′δ0′oδs§9-2推杆的运动规律凸轮机构设计的基本任务:1)根据工作要求选定凸轮机构的形式;名词术语:一、推杆的常用运动规律基圆、推程运动角、基圆半径、推程、远休止角、回程运动角、回程、近休止角、行程:h(最大位移)。r0hω1A2)推杆运动规律;3)合理确定结构尺寸;4)设
3、计轮廓曲线。δ01δ01δ02δ02DBCB’δ0δ0运动规律:推杆在推程或回程时,其位移S、速度V、和加速度a随时间t或δ的变化规律。形式:多项式、三角函数。S=S(t)或S=S(δ)V=V(t)或V=V(δ)a=a(t)或a=a(δ)设计:潘存云δ0′δ0′oδsr0hω1Aδ01δ01δ02δ02DBCB’δ0δ0二、多项式运动规律一般表达式:求一阶导数得速度方程:求二阶导数得加速度方程:1.等速运动(一次多项式)运动规律推程运动方程:回程运动方程:sδ0vah+∞-∞刚性冲击2.等加速等减速(二次多项式)运动规律位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。推程加速上升段边
4、界条件:起始点:δ=0,s=0,v=0中间点:δ=δ0/2,s=h/2求得:C0=0,C1=0,C2=2h/δ02加速段推程运动方程为:s=2hδ2/δ02v=4hωδ/δ02a=4hω2/δ02h/2δ0h/2推程减速上升段边界条件:终止点:δ=δ0,s=h,v=0中间点:δ=δ0/2,s=h/2求得:C0=-h,C1=4h/δ0,C2=-2h/δ02减速段推程运动方程为:s=h-2h(δ-δ0)2/δ021δsδvv=-4hω(δ-δ0)/δ02a=-4hω2/δ02235462hω/δ0柔性冲击4hω2/δ02δa重写加速段推程运动方程为:s=2hδ2/δ02v=4h
5、ωδ/δ02a=4hω2/δ023设计:潘存云hδ03.余弦加速度(简谐)运动规律123456在起始和终止处理论上a为有限值,产生柔性冲击。123456推程:回程:sva设计:潘存云v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt正弦改进等速三、改进型运动规律将几种运动规律组合,以改善运动特性。+∞-∞vsahoooΦ设计:潘存云OBω1定义:正压力与推杆上力作用点B速度方向间的夹角α→F''↑,若α大到一定程度时,会有:→机构发生自锁。§9-3凸轮机构的压力角αnn一、压力角与作用力的关系不考虑摩擦时,作用力沿法线方向。FF'F''F'----有用分力,沿导路方向F''----有害分
6、力,垂直于导路F''=F'tgαF'一定时,α↑Ff>F'Ff为了保证凸轮机构正常工作,要求:α<[α]设计:潘存云OBω1二、压力角与凸轮机构尺寸之间的关系P点为速度瞬心,于是有:v=lOPω1r0↑[α]=30˚----直动从动件;[α]=35°~45°----摆动从动件;[α]=70°~80°----回程。nnP→lOP=v2/ω1eαds2/dΦ=ds2/dΦ=lOC+lCPlCP=lOC=elCP=ds2/dΦ-etgα=S2+r20-e2ds2/dΦ-e→α↓C(S2+S0)tgαS0=r20-e2若发现设计结果α〉[α],可增大r0s0s2Dv2v2r0设计:
7、潘存云OBω1αds2/dΦ得:tgα=S2+r20-e2ds2/dΦ+enn同理,当导路位于中心左侧时,有:lOP=lCP-lOC→lCP=ds2/dΦ+e于是:tgα=S2+r20-e2ds2/dΦ±ee“+”用于导路和瞬心位于中心两侧;“-”用于导路和瞬心位于中心同侧;显然,导路和瞬心位于中心同侧时,压力角将减小。注意:用偏置法可减小推程压力角,但同时增大了回程压力角,故偏距e不能太大。PClCP=(S2+S0)tgαS0=r02-e2r0s0s2D正确偏置:导路向推程相对速度瞬心的同侧偏置。设计:潘存云nn
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