文档介绍：第九章凸轮机构及其设计
§9-1 凸轮机构的应用和分类
§9-2 推杆的运动规律
§9-3 凸轮轮廓曲线的设计
§9-4 凸轮机构基本尺寸的确定
青岛科技大学专用潘存云教授研制
§9-1 凸轮机构的应用和分类
结构特点:三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。
作用:将凸轮的连续回转转变为从动件直线移动或摆动。
优点:可精确实现任意运动规律,简单紧凑。
缺点:高副,线接触,易磨损,传力不大。
1)按凸轮形状分:盘形、移动、圆柱凸轮(端面) 。
应用:内燃机、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。
分类:
2)按推杆形状分:尖顶、滚子、平底从动件。
3).按推杆运动分:直动(对心、偏置)、摆动
特点:尖顶--构造简单、易磨损、用于仪表机构;
滚子――磨损小,应用广;
平底――受力好、润滑好,用于高速传动。
4).按保持接触方式分:力封闭(重力、弹簧等)
几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮)
R字机构
青岛科技大学专用潘存云教授研制
内燃机气门机构
靠弹簧力封闭
机床进给机构
几何形状封闭
1
2
刀架
o
青岛科技大学专用潘存云教授研制
r1
r2
r1+r2 =const
W
凹槽凸轮
主回凸轮
等宽凸轮
等径凸轮
青岛科技大学专用潘存云教授研制
§9-2 推杆的运动规律
凸轮机构设计的基本任务是根据工作要求选定凸轮机构的形式、推杆运动规律、合理确定结构尺寸、设计轮廓曲线。而根据工作要求选定推杆运动规律,是设计凸轮轮廓曲线的前提。
名词术语:
运动规律:推杆在推程或回程时,其位移S、速度V、和加速度a 随时间t 的变化规律。
分类:多项式、三角函数。
S=S(t)
V=V(t)
a=a(t)
一、推杆的常用运动规律
基圆、
推程运动角、
基圆半径、
推程、
远休止角、
回程运动角、
回程、
近休止角、
行程。一个循环
r0
h
B’
o
t
δ
s
δ01
δ01
δ02
δ02
δ0
δ0
δ’0
δ’0
ω
A
D
C
B
青岛科技大学专用潘存云教授研制
边界条件:
凸轮转过推程运动角δ0-从动件上升h
凸轮转过回程运动角δ’0-从动件下降h
一般表达式:s=C0+ C1δ+ C2δ2+…+Cnδn (1)
求一阶导数得速度方程:v=ds/dt
求二阶导数得加速度方程:
a =dv/dt =2 C2ω2+ 6C3ω2δ…+n(n-ω2δn-2
其中:δ-凸轮转角,dδ/dt=ω-凸轮角速度, Ci-待定系数。
a)一次多项式(等速运动)运动规律
在推程起始点:δ=0, s=0
代入得:C0=0, C1=h/δ0
推程运动方程: s=hδ/δ0
v= hω/δ0
a=0
s
δ
δ0
v
δ
a
δ
h
在推程终止点:δ=δ0,s=h
+∞
-∞
刚性冲击
= C1ω+ 2C2ωδ+…+nCnωδn-1
青岛科技大学专用潘存云教授研制
同理得回程运动方程: s=h(1-δ/δ’ 0 )
b)二次多项式(等加等减速)运动规律
位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。
推程加速上升段边界条件:
起始点:δ=0, s=0, v=0
中间点:δ=δ0/2,s=h/2
求得:C0=0, C1=0,C2=2h/δ02
加速段推程运动方程为:
s =2hδ2/δ02
推程减速上升段边界条件:
终止点:δ=δ0, s=h, v=0
中间点:δ=δ0/2,s=h/2
求得:C0=-h, C1=4h/δ0,C2=-2h/δ02
减速段推程运动方程为:
s =h-2h(δ-δ0)2/δ02
1
δ
s
δ
v
δ
a
v =4hωδ/δ02
a =4hω2/δ02
v =-4hω(δ-δ0)/δ02
a =-4hω2/δ02
2
3
5
4
6
h/2
δ0
h/2
2hω/δ0
柔性冲击
4hω2/δ02
50分
v=-hω/δ’0
a=0
3
青岛科技大学专用潘存云教授研制
c)五次多项式运动规律
s =C0+ C1δ+ C2δ2+ C3δ3+ C4δ4+C5δ5
v =ds/dt = C1ω+ 2C2ωδ+ 3C3ωδ2+ 4C4ωδ3+ 5C5ωδ4
a =dv/dt = 2C2ω2+ 6C3ω2δ+12C4ω2δ2+20C5ω2δ3
边界条件:
起始点:δ=0,s=0, v=0, a=0
终止点:δ=δ0,s=h, v=0,a=0
求得:C0=C1=C2=0, C3=10h/δ03 ,
C4=15h/δ04 ,