单圆弧盘型凸轮机构特性的比较研究

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1、第!9卷第!期安徽工程科技学院学报678/!9,:7/!%)第)"!年期"月=7>BC?BDE

2、机构从动件常用运动规律特性与该圆弧凸轮的从动件运动规律特性加以比较,指出其适用场合为中、高速轻载+关键词：圆弧凸轮；运动特性；适用场合中图分类号：-.!!%/%文献标识码：0引言在凸轮设计中，理论上可按照从动件的任意运动规律（位移线图）确定凸轮的轮廓曲线，但从便于制造和尽可能减少因加工误差而导致的运动规律误差的角度考虑，从动件运动规律的选取应既使凸轮机构具有良好的运动特性（无刚性、柔性冲击）和传力特性（最大压力角!123小于许用压力角4!5）,又使相应的凸轮廓线便于加工制造+实践证明,采用圆弧凸轮轮廓代替其它曲线运动规律的凸轮轮廓所引起的运动规律误差，往

3、往比因制造产生的误差引起运动规律的变化小得多+且圆弧凸轮具有生产简单、检验方便和易于保证加工精度等优点4!5+通常的文献给出了凸轮机构从动件的常用运动规律及特性比较，但对圆弧凸轮机构的运动特性未见精确的分析4!，%,"5，也未见将凸轮机构常用运动规律特性与圆弧凸轮的从动件运动规律加以比较的结果+本文对单圆弧对心滚子从动件盘形凸轮机构的运动特性给出了满足工程要求的近似分析结果，并将凸轮机构常用运动规律特性与该圆弧凸轮的从动件运动规律加以比较+为单圆弧轮廓线盘型凸轮机构的结构尺寸设计及设计方案评价提供了理论依据+!单圆弧对心直动滚子从动性盘型凸轮机构特性研究

4、的化归方法单圆弧对心直动滚子从动件盘型凸轮机构如图!所示+凸轮廓线为几何中心在!点、半径为"的圆；其回转中心为#，#!$%；滚子中心为&，半径为’(+可将此机构高副低代为图%所示的对心曲柄滑块机构4%，’5（其中：!&$")’）+可以证明：图!、图%所示的两机构，(其瞬时速度和瞬时加速度完全相等4’5+由压力力角的定义知，这两个机构的瞬时压力角也始终相等（即(#&!）+故可通过研究图%所示机构的运动特性（瞬时速度和瞬时加速度）及传力特性（压力角等）来推知单圆弧对心直动滚子从动件盘型凸轮机构的特性+图!单圆弧盘型凸轮机构%单圆弧对心直动滚子从动件盘型凸轮机

5、构特性分析%/!运动特性分析%/!/!冲击特性研究对图%所示的原凸轮机构之化归机构，取与凸轮推程起点对应时的#、!两点连线为*轴，#为坐收稿日期：%))!&!%&!’作者简介：高洪(!M#"&*，男，安徽枞阳人，讲师，硕士+·!"·安徽工程科技学院学报#$$!年标原点，建立直角坐标系如图#%记向量!"，"#与$轴正向的夹角分别为!&’!#(顺时针为正）；)!%)*&；凸轮以等角速"转动’则可推得#点的速度和加速度为：("+,-（!&)!#）##*，（&）./+!#("#./+（!#&)!#）+（,+-.）"#*#*，（#）./+!#0!#!!!式（#）中

6、"#*中%由于本问题中1!#1，故由式0/##（&）、（#）可推知：##0##(!&2及*#0*#(!&2曲线连续，即对应的单圆弧凸轮机构无刚性、柔性冲击%#3&3#最大速度及最大加速度的确定图#化归机构及运动特性分析(6#7记$*，由图&、#知：该凸轮机构的最大压力角为45.+,-$%实际设计中应使：45.+,-$&6%7%,+-.其中6%7是许用值，一般取!$89!:8，故$&$%;9$%<&;=%我们知道：对心曲柄滑块机构的最大速度值!!!6;7一定发生在1!&1区域，加速度的最大值发生于!&*!时%故由式（#）推导可得#点加速度的##绝对值最大值

7、为：*#(&@$2%（!）#>4?*("&!!!但依据上述式（&）用A4B54-BC乘子法求1!&1区域的#点速度最大值时，须求解关于+,-!&##的高次方程，仍十分繁琐难于求解%故采用下述工程近似方法将./+!&展成级数，由式（&）得#点的近似速度为6&7：$##*("(+,-!&D+,-#!&2%（"）#按式（"）求#点速度的绝对值最大值为##>4?：!#（"$#)&）+#!&+:$#!+!&@:$###>4?*("··%（;）"$"#3#与其它类型运动规律凸轮特性的比较取最大无量纲速度和加速度为标准6#，!，;7，将上述单圆弧凸轮机构的从动件运动特

8、性与其它类型运动规律的凸轮特性相比较，并注意到前者行程为1*#(2推程运动角位&