凸轮轮廓曲线的设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,精品,*,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理：,1,A,3,2,1,起始位置，凸轮与从动件,A,点接触，,凸轮以,1,逆时针转过,1,精品,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理：,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置，凸轮与从动件,A,点接触，,凸轮以,1,逆时针转过,1,s,A,3,2,1,B,A,从动件上升,s,将整个机构沿 -,1,转过,角,A,A,B,接触,2,精品,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理：,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置，凸轮与从动件,A,点接触，,凸轮以,1,逆时针转过,从动件上升,s,将整个机构沿 -,1,转过,角,A,A,B,接触,A,A,s,1,1,B,3,2,A,1,B1,s,凸轮未动，从动、导路反转，,运动规律不变。,反转法：,假定凸轮不动，使推杆反,转并,在导路中作预期的运动，则,尖顶的轨迹,凸,轮廓线。,3,精品,工作要求,运动规律,位移曲线,+,其它条件,设计凸轮廓线,一、设计原理：,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,起始位置，凸轮与从动件,A,点接触，,凸轮以,1,逆时针转过,从动件上升,s,将整个机构沿 -,1,转过,角A,A,B,接触,A,A,s,1,1,B,3,2,A,1,B1,s,凸轮未动，从动、导路反转，,运动规律不变。,反转法：,假定凸轮不动，使推杆反,转并,在导路中作预期的运动，则,尖顶的轨迹,凸,轮廓线。,-,4,精品,（4）量取相应位移量,（2）作基圆，取起始点,B,0,（3）沿,-,1,分基圆为,0,、,01,、,0、,02,且等分,0,、,0,C,1,C,9,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,C,10,0,01,0,02,B,0,O,-,1,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构,1、对心凸轮机构,已知：,s,2,=,s2,（,）、,r,0,、,1,（逆时针）,设计凸轮廓线,步骤：,（1）,作位移线图s,2,-,，,且等分,0,、,0,(或列表计算),5,精品,（4）量取相应位移量,（2）作基圆，取起始点,B,0,（3）沿,-,1,分基圆为,0,、,01,、,0,、,02,且等分,0,、,0,C,1,C,9,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,C,10,0,01,0,02,B,0,O,-,1,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构,1、对心凸轮机构,已知：,s,2,=,s,2,（,）、,r,0,、,1,（逆时针）,设计凸轮廓线,步骤：,（1）作位移线图s,2,-,，,且等分,0,、,0,(或列表计算),6,精品,（4）量取相应位移量,（2）作基圆，取起始点,B,0,（3）沿,-,1,分基圆为,0,、,01,、,0,、,02,且等分,0,、,0,C,1,C,9,C,2,C,3,C,4,C,5,C,6,C,7,C,8,C,10,0,01,0,02,B,0,O,-,1,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构,1、对心凸轮机构,已知：,s,2,=,s,2,（,）、,r,0,、,1,（逆时针）,设计凸轮廓线,步骤：,（1）,作位移线图s,2,-,，,且等分,0,、,0,(或列表计算),B,1,B,2,B,3,B,4,B,5,B,6,B,7,B,8,B,9,B,10,（5）光滑,连接,B,0,、,B,1,、,B,2,B,0,凸轮廓线,。,也可以根据位移方程，列表求出推杆在各分点的位移,8,120,6,90,4,2,0,S(mm),60,30,0,（）,7,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、偏置凸轮机构,已知：,s,2,=,s,2,（,）、,r,0,、,1,（逆时针）,设计凸轮廓线,（一）直动尖顶推杆盘形凸轮机构,分析：,推杆与凸轮回转中心始终保持距离,e,偏距圆,以O为圆心、,e,为半径的圆,推杆的运动方向总是与偏距圆相切,1,1,A,3,2,e,O,所以从动件的,位移量应该在各切线,上量取,，其余步骤与对心从动件盘形凸轮设计方法雷同。,8,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、偏置凸轮机构,已知：,s,2,=,s,2,（,）、,r,0,、,1,（逆时针）,设计凸轮廓线,（一）直动尖底推杆盘形凸轮机构,分析：,推杆与凸轮回转中心始终报纸距离,e,偏距圆,以距离,e,为半径作的圆,推杆的运动方向总是与偏距圆相切,1,1,A,3,2,e,O,所以从动件的,位移量应该在各切线,上量取,，其余步骤与对心从动件判刑凸,设计方法雷同。,r,0,1,2,3,4,5,e,9,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计二）滚子推杆盘形凸轮机构,分析：,1,1,A,3,2,e,O,滚子中心,从动件的运动规律,中心轨迹与凸轮廓线,等距曲线,中心,尖顶,凸轮廓线,理论廓线,以,理论廓线为圆心，以,滚子半,径,r,r,为半径作一系列小圆,包,络线,实际廓线,理论廓线,实际廓线,r,0,一理论廓线的基圆半径,r,0,10,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（二）滚子推杆盘形凸轮机构,分析：,1,1,A,3,2,e,O,滚子中心,从动件的运动规律,中心轨迹与凸轮廓线,等距曲线,中心,尖顶,凸轮廓线,理论廓线,以,理论廓线为圆心，以,滚子半,径,r,r,为半径作一系列小圆,包,络线,实际廓线理论廓线,实际廓线,r,0,一理论廓线的基圆半径,r,0,11,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（三）平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点,从动件的运动规律,交点,尖顶，,一系列平底位置,包络线,凸轮廓线,12,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（三）平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点,从动件的运动规律,交点,尖顶，,一系列平底位置,包络线,凸轮廓线,r,0,实际廓线,理论廓线,13,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（三）平底推杆盘形凸轮机构,分析:,平底与导路交点,从动件的运动规律,交点,尖顶，,一系列平底位置,包络线,凸轮廓线,r,0,实际廓线,理论廓线,14,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,分析:,尖顶推杆,运动规律：,s,(,t,),(,t,),或,s,(,),(,),设计原理与直动从动件类似反转法,摆杆长,AB,、中心距,AO,不变,初始角,0,不变,15,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,分析:,尖顶推杆,运动规律：,s,(,t,),(,t,),或,s,(,),(,),设计原理与直动从动件类似反转法,摆杆长,AB,、中心距,AO,不变,初始角,0,不变,B,B,1,B,2,1,2,16,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,1,2,3,4,3,9,1,2,4,5,6,7,8,10,11,A,r,0,L,B,5,5,B,3,3,2,B,2,1,A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,B,3,B,1,B,2,B,4,B,5,B,B,1,B,4,4,O,1,1,2,注意：,1）位移线图纵坐标为角度参量。,2）若以,s,=,L,作为,纵坐标，通过截取作图，其解为近似解。,3）若从动件为滚子或平底，其解,同前述。,17,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（四）摆动推杆盘形凸轮机构,1,2,3,4,3,9,1,2,4,5,6,7,8,10,11,A,r,0,L,B,5,5,B,3,3,2,B,2,1,A,1,A,2,A,3,A,4,A,5,B,3,B,1,B,2,B,4,B,5,B,B,1,B,4,4,O,1,1,2,注意：,1）位移线图纵坐标为角度参量。,2）若以,s,=,L,作为,纵坐标，通过截取作图，其解为近似解。,3）若从动件为滚子或平底，其解,同前述。,18,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（五）直动推杆圆柱凸轮机构,若取作图比例与原机构相同，则位移运动线图就是凸轮,理论廓线的展开图。,19,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（五）直动推杆圆柱凸轮机构,若取作图比例与原机构相同，则位移运动线图就是凸轮,理论廓线的展开图。,S,2,R,1,2,3,4,5,6,7,8,-,V,20,精品,二、用作图法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,（六）摆动推杆圆柱凸轮机构,A,L,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,2,R,1,3,5,2,4,6,9,7,8,10,21,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,建立,B,点封闭矢量方程,向,x,、,y,轴投影，得凸轮理论廓线：,r,x,y,22,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,建立,B,点封闭矢量方程,向,x,、,y,轴投影，得凸轮理论廓线：,r,x,y,实际廓线：,“-”用于内包络，“+”用于外包络,n,n,(,x,y,),理论廓线,内包络线,外包络线,r,r,(,x,y,),B,23,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,建立,B,点封闭矢量方程,向,x,、,y,轴投影，得凸轮理论廓线：,r,x,y,实际廓线：,“-”用于内包络，“+”用于外包络,d,x,/d,-d,y,/d,注意：,偏距,e,是有符号的。偏于接触点处凸轮速度的反方向为正，反之为负。,24,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,1、偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构,s,0,r,x,y,n,n,(,x,y,),理论廓线,内包络线,外包络线,r,r,(,x,y,),B,实际廓线：,刀具轨迹中心方程式，只要将包络线方程中的,r,r,换成|,r,r,-,r,c,|,即可。,r,c,r,c,r,r,r,c,r,r,r,c,r,r,理论廓线,实际廓线,刀具中心轨迹,25,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,2、对心平底推杆盘形凸轮机构,n,n,凸轮与推杆的瞬心,P,r,建立封闭矢量方程,投影得凸轮实际廓线(,s,o,=,r,o,)坐标：,26,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构,建立,B,点封闭矢量方程,投影得凸轮廓线,B,点坐标：,r,27,精品,三、用解析法设计凸轮廓线,9-3 凸轮轮廓曲线的设计,3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构,建立,B,点封闭矢量方程,投影得凸轮廓线,B,点坐标：,r,28,精品,9-4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸：,基圆半径，滚子半径，平底长度，中心距,一、凸轮机构的压力角与作用力,定义,：,推杆受力方向与其运动方向的夹角为压力角,(不考虑摩擦）,。,推杆受力：,G,、,F,、,F,R1,、,F,R2,平衡条件：,F,x,=,0,、,F,y,=0,、,M,B,=,0,29,精品,9-4 凸轮机构基本尺寸的确定,基本尺寸：,基圆半径，滚子半径，平底长度，偏心距,一、凸轮机构的压力角与作用力,定义,：,推杆受力方向与其运动方向的夹角为压力角,(不考虑摩擦）,。,推杆受力：,G,、,F,、,F,R1,、,F,R2,平衡条件：,F,x,=,0,、,F,y,=,0,、,M,B,=,0,讨论,：,1、,F,传力性能,2、,分母为零时,F,自锁,临界压力角,c,：,3、,不同位置处压力角不同,通常,max,r,r,正常外凸廓线,=,r,r,a,=,-,r,r,=0,r,r,a,=,-,r,r,0,廓线变尖,廓线交叉被切,取,r,r,0.8,min,(外凸部分最小曲率半径）,或,r,r,=（0.1 0.15）,r,o,(强度因素）,37,精品,9-4 凸轮机构基本尺寸的确定,四、推杆平底尺寸的确定,O,P,l,max,另外，对于平底推杆凸轮，凸轮轮廓不允许出现内凹和变化太快情况。,可增大基圆或修改运动规律。,38,精品,9-4 凸轮机构基本尺寸的确定,四、推杆平底尺寸的确定,O,P,l,max,另外，对于平底推杆凸轮，凸轮轮廓不允许出现内凹和变化太快情况。,可增大基圆或修改运动规律。,39,精品,思考题：,P171,9-2、9-5、9-6,作业：,P172,9-7、9-11、（9-14）,40,精品,