1、凸轮机构 3 1慨述 一 凸轮机构及其应用 凸轮1 滚轮凸轮机构 内燃机 凸轮组合机构 1 移动料斗4至型腔上方 并使料斗振动 将粉料装入型腔 2 下冲头6下沉 以防止上冲头12下压时将型腔内粉料抖出 3 上 下冲头对粉料加压 并保压一定时间 4 上冲头退出 下冲头顶出药片 二 凸轮机构的分类 一 按凸轮的形状分 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 滚轮凸轮机构 移动凸轮副 空间凸轮2 二 按从动件上高副元素的几何形状分 尖顶从动件 滚子从动件 平底从动件 三 按从动件的运动分 摆杆凸轮 尖顶凸轮机构 尖顶凸轮机构 偏心 四 按凸轮与从动件维持接触 锁合 的方式分 沟槽凸轮 等宽凸轮 等径凸轮 强制
2、凸轮 等宽凸轮 三 凸轮机构的工作原理 3 1慨述 摆动从动件凸轮机构 最大摆角 四 凸轮机构的设计任务 为满足凸轮机构的输出件提出的运动要求 动力要求等 凸轮机构的设计大致可分成以下四步 1 从动件运动规律的设计 2 凸轮机构基本尺寸的设计 3 凸轮机构轮廓曲线的设计 4 绘制凸轮机构工作图 3 2从动件运动规律的设计 1 升 停 回 停型 RDRD型 2 升 回 停型 RRD型 3 升 停 回型 RDR型 4 升 回型 RR型 3 2从动件运动规律的设计 位移 速度 加速度 跃动度 一 基本运动规律 一 多项式运动规律 其位移方程的一般形式为 式中 为凸轮的转角 rad c0 c1 c2
3、cn为n 1个待定系数 1 n 1的运动规律 等速运动规律 推程的运动方程 从动件在运动起始位置和终止两瞬时的加速度在理论上由零值突变为无穷大 惯性力也为无穷大 由此的冲击称为刚性冲击 适用于低速场合 其推程的边界条件为 2 n 2的运动规律 等加速等减速运动规律 推程等加速运动的边界条件为 推程等加速运动的方程式为 适用于中 低速场合 适当增加多项式的幂次 就有可能获得性能良好的运动规律 但幂次越高 要求的加工精度也愈高 二 三角函数类基本运动规律 1 余弦加速度运动规律 2 正弦加速度运动规律 推程阶段的正弦加速度方程为 二 组合运动规律简介 运动规律组合时应遵循以下原则 1 对于中 低速
4、运动的凸轮机构 要求从动件的位移曲线在衔接处相切 以保证速度曲线的连续 即要求在衔接处的位移和速度应分别相等 2 对于中 高速运动的凸轮机构 要求从动件的速度曲线在衔接处相切 以保证加速度曲线连续 即要求在衔接处的位移 速度和加速度应分别相等 一 基本运动规律 3 2从动件运动规律的设计 二 组合运动规律简介 介绍两种典型的组合运动规律 1 修正梯形组合运动规律 amax h 2 2 4 00 amax h 2 2 6 28 等加速等减速运动规律 正弦加速度运动规律 修正梯形组合运动规律 amax h 2 2 4 888 2 改进型等速运动规律 正弦加速度运动规律 等速运动规律 三 从动件运动
5、规律设计应考虑的问题 1 应满足机器工作的要求 2 对于高速凸轮机构 应使凸轮机构具有良好的运动和动力性能 3 设计从动件运动规律时 应考虑到凸轮轮廓的工艺性要好 3 3凸轮轮廓曲线的设计 已知从动件的运动规律 s s v v a a 及凸轮机构的基本尺寸 如rb e 及转向 求凸轮轮廓曲线上点的坐标值或作出凸轮的轮廓曲线 rb e B0 反转法原理 凸轮轮廓设计2 凸轮的轮廓设计 一 尖顶从动件盘型凸轮机构 3 3凸轮轮廓曲线的设计 一 尖顶移动从动件盘型凸轮机构 已知 的转向 rb e s s 1 解析法 1 取定oxy坐标 x或y轴平行于导路线 且使初始位置在第一象限 2 写出点B1的坐
6、标 4 写出凸轮轮廓上点B的坐标 注意 逆时针为正 求凸轮轮廓曲线上点的坐标值或作出凸轮的轮廓曲线 1 按已设计好的运动规律作出位移线图 2 几何法 2 按基本尺寸作出凸轮机构的初始位置 3 按 方向划分偏距圆得c0 c1 c2 等点 并过这些点作偏距圆的切线 即为反转导路线 4 在各反转导路线上量取与位移图相应的位移 得B1 B2 等点 即为凸轮轮廓上的点 二 尖顶摆动从动件盘型凸轮机构 已知 的转向 rb 中心距lOA a 摆杆长L 1 解析法 1 取定oxy坐标 x或y轴在O1O2线上 且使初始位置在第一象限 2 写出点B1的坐标 4 写出凸轮轮廓上点B的坐标 注意 逆时针为正 求凸轮轮
7、廓曲线上点的坐标值或作出凸轮的轮廓曲线 二 尖顶摆动从动件盘型凸轮机构 2 几何法 1 作出角位移线图 2 作初始位置 4 找从动件反转后的一系列位置 得C1 C2 等点 即为凸轮轮廓上的点 3 按 方向划分圆R得A0 A1 A2 等点 即得机架反转的一系列位置 二 滚子从动件盘型凸轮机构 凸轮轮廓设计2 滚轮凸轮机构 二 滚子从动件盘型凸轮机构 轮廓曲线的设计步骤 1 求出滚子中心在固定坐标系oxy中的轨迹 称为理论轮廓 2 再求滚子从动件凸轮的工作轮廓曲线 称为实际轮廓曲线 理论轮廓曲线上点B处的法线n n的斜率 实际轮廓曲线上对应点C点的坐标 注意 1 理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线 2
8、 凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径 3 3凸轮轮廓曲线的设计 三 平底移动从动件盘型凸轮机构 B1 1 选定oxy坐标如图 P为构件1 2的瞬心 2 写出点B1的坐标 4 写出凸轮轮廓上点B的坐标 注意 逆时针为正 v2 op 平底凸轮机构 对于平底移动从动件盘型凸轮 只要运动规律相同 偏置从动件和对心从动件具有相同的轮廓 三 平底移动从动件盘型凸轮机构 作图法 平底凸轮机构 3 3凸轮轮廓曲线的设计 四 圆柱凸轮轮廓曲线的设计 圆柱凸轮可以展成平面移动凸轮 B0 空间凸轮1 3 4盘型凸轮机构基本尺寸的设计 基本尺寸有 基圆半径rb 滚子半径rr 偏心距e 对于摆动从动件有摆杆长度L
9、 中心距a等 设计基本尺寸时务必使 max 许用压力角的推荐值 非工作行程 可在70 80 之间选取 3 4盘型凸轮机构基本尺寸的设计 一 移动从动件盘型凸轮机构基本尺寸的设计 注意 1 偏置方位与偏距大小 1 偏置方位选择原则 2 偏距大小 有利于减小工作行程的最大压力角 2 基圆半径的确定 1 受力不大 而要求结构紧凑时 2 受力较大 结构尺寸无严格限制 二 摆动从动件盘型凸轮机构基本尺寸的设计 且 整理得 注意 在主 从动件转向相反时用上一组符号 三 滚子半径的确定 bmin min rr min rr min rr min rr 建议 rr 0 8 min 或rr 0 4rb 四 平底移动从动件凸轮机构的基圆半径和平底长度的确定 由于P为构件1 2的瞬心 2 凸轮轮廓的向径不能变化太快 加大基圆半径避免运动失真 完
