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05机械设计基础
低副机构一般能近似地实现给定的运动规律,但设计较为困难复杂。
当从动件的位移,速度和加速度必须严格地按照预定运规律变化,尤其当原动件作连续运动而从动件必须作间隙运动时,则以采用凸轮机构最为简便。
本章主要内容:
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05机械设计基础
低副机构一般能近似地实现给定的运动规律,但设计较为困难复杂。
当从动件的位移,速度和加速度必须严格地按照预定运规律变化,尤其当原动件作连续运动而从动件必须作间隙运动时,则以采用凸轮机构最为简便。
本章主要内容:
1、凸轮机构的应用和分类;
2、从动件常用运动规律;
3、用反转法绘制凸轮轮廓线。
重点:
1、用反转法绘制盘形凸轮轮廓线;
2、压力角和基圆半径的关系。
§5-1凸轮机构的应用和类型
一、应用:
凸轮机构一般以凸轮为主动件,即以凸轮作匀速运动,驱使传动件作往复(直线)运动或摆动。
即把连续回转运动转换成直线运动(或摆动)。
作用:通过高副接触,使从动件获得连续或不连续的任
意预期运动,使从动件的位移、速度、加速度严
格实现预定运动规律。
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二、凸轮机构的组成
凸轮-
具有曲线轮廓或凹槽,
通常作连续等速运动的
构件(主动件)。
从动件-
由凸轮的特定几何结构
或外力与凸轮表面保持
接触,受凸轮轮廓曲线
控制,作任意预定运动
规律的直线运动或摆动。
从动件2
凸轮1
A
B
C
3
3
三、凸轮机构的分类
按凸轮的
形状分
按从动件
形状
按从动件的运动形式分
直动
摆动
移动凸轮
尖顶
盘形凸轮
滚子
平底
圆柱凸轮
滚子
锥形凸轮
滚子
优点:
只需设计适当的凸轮轮廓,便可使从动件得到所需的运动规律,并且结构简单、紧凑、设计方便。
缺点:
凸轮轮廓与从动件之间为点接触或线接触,易于磨损,不宜于大功率的传动,不适用于工作行程较大的场合,加工困难。
四、凸轮机构的特点
常用于传力不大的控制机构。
A
B
C
3
3
从动件要实现不同的运动规律,要求凸轮有不同的轮廓曲线。
所以,设计凸轮时,必须根据工作要求确定从动件的运动规律,再根据运动规律设计凸轮轮廓曲线。
基圆-以凸轮轮廓的最小向径rmin为半径所绘的
圆;
推程-当凸轮以ω1等角速沿逆时针方向回转t时,
从动件尖顶被凸轮轮廓推动以一定运动规
律由离回转中心最近位置A到达最远位置
B′的过程;
升程-推程中从动件所走过的距
离h;
推程运动角δt-与推程对应的凸轮
转角;
以对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构为例:
三、从动件运动规律的选择
1、等加速运动适用于低速轻载;不宜单独
使用;
有刚性冲击
2、等加速度等减速运动适用于中、低速轻载;
有柔性冲击
3、余弦加速度运动适用于中速、中载。
可在始、末两处用一小段圆弧修正。
0
A
B
C
S
δo
h
δ,t
§5-3图解法设计凸轮轮廓
反转法-
根据相对运动的原理,如果给整个机构加上绕凸轮轴心O的公共角速度-ω1,则机构各构件间的相对运动不变。
1、对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
已知:基圆半径rmin,凸轮转动方向,从动件
的位移线图
-

实际轮廓线
B3
B1
t
h
s'
B2
Bo
A
3
ω1
1
B
C
3
2
rmin
ە
o
2、滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
把顶尖从动件改为滚子从动件(已知滚
子半径rT)
A
3
ω1
1
B
C
3
2
理论轮廓线
实际轮廓线
1
-1
BO
B1
3、偏置直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制
已知基园半径rmin、偏距e、从动件位移线图
Bo
-
e
B1
B2
B3
B4
B5
B1'
B2'
B3'
B4'
B5'
δt
实际轮廓线
δh
4、对心平底从动件盘型凸轮轮廓曲线的绘制
(1)在平底上选一固定点A0,按照尖顶从动件凸轮轮廓绘制方
法求出理论轮廓上一系列点A1,A2,A3…;
(2)过这些点画出各个位置的平底A1B1,A2B2,A3B3…
(3)然后作这些平底的包络线,便得到凸轮的实际轮廓曲线。
1
-1
A0
A1
实际轮廓曲线
A2
A3
B4
B1
B2
B3
rmin
m
l
B5
B6
A6
A5
A4
δt
δh
5、摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制
已知:从动件角位移曲线,凸轮与摆动从动件的中心距LOA,
摆动从动件的长度lAB,凸轮的基圆半径rmin角速度1。
由lOA定出O和A0的位置;以o为圆心,以loA为半径作