项目3-凸轮机构的认知与设计.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,WWW.1PPT.COM,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,项目三,凸轮机构的认知与设计,Company Logo,Contents,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,拓展知识 用解析法设计凸轮轮廓曲线,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,一,.,凸轮机构,的,应用,凸轮机构是机械中常用的一种机构，它是由凸轮、从动件及机架三部分组成的高副机构，在自动控制装置中得到广泛应用,。,凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,一,.,凸轮机构,的,应用,推杆,凸轮,机架,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,二,.,凸轮机构的,特点,凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。,从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线的形状决定的，只要凸轮轮廓设计得当，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，而且结构简单紧凑，运动可靠,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,三,.,凸轮机构的,分类,按照凸轮的形状不同可把凸轮分为,以下几种：,盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮,曲面凸,轮,按照凸轮的锁合方式可把凸轮分为以下几种：,力锁合,形锁合,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,三,.,凸轮机构的,分类,1.,按照从动件型式,尖顶从动件,滚子从动件,平底从动件,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,三,.,凸轮机构的,分类,2.,按凸轮的形状,盘形凸轮,移动凸轮,(Translating Cam),Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,三,.,凸轮机构的,分类,3.,按从动件的运动形式,移动从动件,偏置移动从动件,对心移动从动件,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,三,.,凸轮机构的,分类,3.,按从动件的运动形式,摆动从动件,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,（一）平面凸轮机构的工作过程和运动参数,1,、基圆：,凸轮,理论轮廓,上最小向径为半径所画的圆。,2,、偏距,e,：,从动件导路,偏离,凸轮,回转中心的距离,。,w,O,r,min,w,r,min,O,e,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,0,s,w,A,B,r,min,O,B,C,D,0,s,h,3,、推程：,4,、行程：,h,从动件尖顶被凸轮轮廓推动，以一定的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。,从动件在推程中上升的最大位移,h,。,5,、推程角：,与推程相应的凸轮转角,0,。,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,7,、远停程角：,从动件在最远位置停止不动所对应的凸轮转角,S,。,S,=,BOC,6,、远停程：,凸轮由,B,转动到,C,，,从动件在最远位置停止不动。,0,s,w,A,B,r,min,O,B,C,D,0,s,h,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,9,、近停程：,8,、回程角：,7,、回程：,从动件在弹簧力或重力作用下，以一,定的运动规律回到起始位置的过程。,与回程相应的凸轮转角,0,。,从动件在最近位置停止不动所对应的凸轮转角,s,。,hs,w,A,B,r,min,O,B,C,D,t,s,h,10,、近停程角：,凸轮由,A,转动到,D,，,从动件在最近位置停止不动。,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,（二）从动件常用的运动规律,1.,等速运动规律,2.,等加速,-,等减速运动规律,3.,余弦加速度运动规律（简谐运动规律）,4.,正弦加速度运动规律（摆线运动规律）,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,1.,等速运动规律,从动件在推程（或回程）的运动速度为常数的运动规律。,从动件在起始和终止,点速度有突变，使瞬时,加速度趋于无穷大,，从而产生无限值惯性力，并由此对凸轮产生冲击,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,2.,等加速等减速运动规律,通常在推程的前半行程从动件以等加速度,a,0,推升,h/2,，速度由零加速到最大值；推程的后半行程从动件以等加速度,-a,0,推升,h/2,，速度由最大值减速到零。,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,五,.,凸轮机构从动件,的运动规律,由图可见，从动件在行程开始、结束时加速度产生有限值的突变，从而形成柔性冲击。因此，规律也适用于中速的场合。,3.,余弦加速度速运动规律,Company Logo,任务,3.1,凸轮机构的类型及从动件的运动规律,四,.,凸轮机构从动件,的运动规律,4.,正弦加速度速运动规律,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,一,.,凸轮基本尺寸的确定,从动件的运动方向和凸轮作用于它的法向力,F,n,方向之间所夹的角,a,称为压力角。,压力角,a,愈大，有效分力,y,愈小。,当,a,角大到某一数值时，必将会出现,F,y,F,x,的情况。这时，不论施加多大的,F,n,力，都不能使从动件运动，这种现象称为,自锁,。因此，为了保证凸轮机构的正常工作，必须对凸轮机构的压力角进行限制。,推荐压力角数值,移动从动件,a,=30,摆动从动件,a,=45,o,回程中，一般不会有自锁现象，压力角取值为,a,=70,80,o,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,根据工作条件要求，,确定从动件的运动规律,，选定凸轮的,转动方向、基圆半径,等，进而对,凸轮轮廓曲线进行设计。,设计方法,:,1.,图解法：,简便易行、直观，但精度较低，可用于设计一般精度要求的凸轮机构。,2.,解析法,:,精度高，但计算量大，多用于设计精度要求较高的凸轮机构。,二,.,凸轮轮廓曲线的设计,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,加角速度,-,w,(,与凸轮角速度大小相等、方向相反,),从动件与导路绕角速度,-,w,以凸轮转动,凸轮静止不动,从动件尖顶的运动轨迹就是凸轮轮廓曲线,从动件相对导路移动,对于滚子从动件，则滚子中心可看作是从动件的尖顶，其运动轨迹就是凸轮的理论轮廓曲线，凸轮的实际轮廓曲线是与理论轮廓曲线相距滚子半径,r,T,的一条等距曲线。,（一）反转法原理,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,（二）作图法设计凸轮轮廓曲线,1.,尖顶移动从动件盘型凸轮机构,（,1,）,选适当的比例尺作出位移线图；,（,2,）,按基本尺寸作出凸轮的初始位置；,（,3,）,按,-,方向划分基圆周得,c,0,、,c,1,、,c,2,等 点；并过这 些点作射,线，即为反转后的导路线；,（,4,）,在各反转导路线上量取与位移图相应的位移，得,B,1,、,B,2,等 点，即为凸轮轮廓上的点。,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,（二）作图法设计凸轮轮廓曲线,1.,滚子从动件盘型凸轮机构,（,1,）,画出滚子中心的轨迹,（,称为理论轮廓曲线,）,（,2,）,以,理论轮廓上的点,为圆心，,滚子半径,r,T,为半径作一系列的滚子圆，再画滚子圆的内包络线，则为从动件凸轮的,实际轮廓曲线,。,注意：,（,1,）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；,（,2,）,凸轮的基圆是指理论轮廓曲线上的基圆。,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,（二）作图法设计凸轮轮廓曲线,3.,对心平底直动从动件盘形凸轮,Company Logo,任务,3.2,盘形凸轮机构的设计,（二）作图法设计凸轮轮廓曲线,4.,偏置直动尖顶从动件盘形凸轮,Thank You!,