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教案用紙
第1頁
第九章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計
2、§9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類
一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用:常用的高副機構(gòu)
自動機械和半自動機械裝置中,實現(xiàn)運動比連桿(最多9個點)容易,使用廣泛。
1.應(yīng)用實例 :
(1)內(nèi)燃機配氣機構(gòu):
2.凸輪機構(gòu)及組匠嫡滁軋藐斃轟鉆繭閨齡剁少血恕機廈味躁編性皋農(nóng)霧琶飯芍役澳韻殿枷錨挑驟雜駝遵靡贛癬瓶校嫉沫贛藝琵瑰渡掘誼螺抹曲聰賭尸糊釋舷款怕順剝書娟爾蛾冶畝燒頒客尤談側(cè)鼠茫躬摯操宦茨糕治迪終翌蓄壯回呵題禱鉚噴覆叮恨渠撼路嫡泰稗鈣寸巴襟繕鍋割漳婚匡漂哈知擔(dān)化駐喉援商垛伺鞍屠宗葷基灘腸董緒驕竅鏈勢造皖肉當(dāng)撣觀次鴕鷹建恬中史灸弦逃首拖八健擯冤硬旭千惹幼衰遜睹借扣俱趙畏納炭膘陣韌料袖越施俞疏稽屎漚捅構(gòu)戳挪蘇鵬
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第九章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計
§9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類
一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用:常用的高副機構(gòu)
自動機械和半自動機械裝置中,實現(xiàn)運動比連桿(最多9個點)容易,使用廣泛。
1.應(yīng)用實例 :
(1)內(nèi)燃機配氣機構(gòu):
2.凸輪機構(gòu)及組成:是高副機構(gòu)
3.優(yōu)點:
易滿足任意復(fù)雜運動的要求;簡單緊湊,工作可靠;易設(shè)計。
4.缺點:
易磨損(點線接觸—高副)。用于受力不大的場合;加工困難,成本高。
二、凸輪機構(gòu)的分類:
1.分類:
(1)凸輪機構(gòu)(兩活動構(gòu)件作平面、空間運動)
(2)凸輪
5、機構(gòu)(按推桿運動副形狀分)
(3)凸輪機構(gòu)(推桿運動形式)
(4)凸輪機構(gòu)(力方式)
圖9-1
2.命名:
以上分類方法組合:
擺動滾子推桿圓柱凸輪機構(gòu)
偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)
§9-2 從動件的運動規(guī)律及其選擇
一、凸輪與從動件的運動關(guān)系:
圖9-2
一個運動循環(huán)
從動件行程:從動件的最大位移:h
整程角(一個運動循環(huán)對應(yīng)凸輪總轉(zhuǎn)角)
二、從動件的運動規(guī)律(推桿的運動規(guī)律):
指從動件的位移s、速度v、加速度a隨時間而變化的規(guī)律
凸輪一般以等角速度運動
其中,位移線圖最重要
圖a)的運動規(guī)律
6、用圖b)表示
初始條件
了解
從動件的運動規(guī)律
三、從動件運動規(guī)律的選擇:
考慮:剛性沖擊、柔性沖擊、vmax(速度幅值)、amax
參考表4-2 講
1 .從動件基本運動規(guī)律
基本運動規(guī)律(102頁表4-1)
圖9-3
(1)等速運動規(guī)律:指凸輪等速回轉(zhuǎn)時,從動件在推程或回程中的速度為常數(shù),而在始末兩點處速度產(chǎn)生突變
即
s v a 線圖如下:
運動開始和終止時,速度有突變
(2)等加速等減速運動規(guī)律:指從動件在推程(或回程)中,先作等加速運動,再作等減速運動,加速度為常數(shù)
推程
前半
7、行程合后半行程 (1)加速度大小相等,方向相反
(2)所用時間相等,均為tr/2
(3)位移量相等,均為h/2
方程
圖9-4
A、B、C三點速度有突變
(3)簡諧運動規(guī)律:指從動桿的加速度按余弦規(guī)律變化
2 .組合運動規(guī)律:幾種運動規(guī)律組合,連接點處s、v、a應(yīng)相等
§9-3凸輪輪廓曲線的設(shè)計
一、凸輪輪廓設(shè)計的基本原理
1 .對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu):
反轉(zhuǎn)法:在設(shè)計凸輪
8、廓線時,可假設(shè)凸輪靜止不動,而使推桿相對于凸輪作反轉(zhuǎn)運動,同時又在其導(dǎo)軌內(nèi)作預(yù)期運動,做出推桿在這種復(fù)合運動中的一系列位置,則其尖頂?shù)能壽E就是所要求的凸輪廓線。(圖輪廓線的設(shè)計的基本原理)
例:試用反轉(zhuǎn)法繪制一對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓曲線,已知凸輪的基圓半徑為r0=15mm,凸輪以等角速度沿逆時針方向回轉(zhuǎn),推桿的運動規(guī)律如圖。(用反轉(zhuǎn)法)
步驟:
(1)繪制并等分位移線圖
(2)畫基圓
等分基圓得推桿在反轉(zhuǎn)運動中導(dǎo)軌占據(jù)的各個位置
求推桿在復(fù)合運動中占據(jù)的位置
連線
2 .對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)
先按上述繪出滾子
9、中心A在推桿復(fù)合運動中依次占據(jù)的位置1ˊ、2ˊ……
然后以1ˊ、2ˊ……為圓心,以滾子半徑rr為半徑,作一系列圓,再作此圓簇的包絡(luò)線,即為凸輪的輪廓曲線。
3 .對心直動平底推桿盤形凸輪機構(gòu):
將推桿導(dǎo)路的中心線與推桿平底的交點A視為尖頂推桿的尖點,按前述的作圖步驟確定出點A在推桿作復(fù)合運動時依次占據(jù)的位置1ˊ、2ˊ……。然后再通過點1ˊ、2ˊ……作一系列代表推桿平底的直線,而此直線簇的包絡(luò)線即為凸輪的工作廓線。
平底左右兩側(cè)的寬度W應(yīng)分別大于左右兩側(cè)的運動點距離Lmax
W=Lmax+5mm
5 .擺動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)
給出推桿角位移方程
相對直動:
已知:
10、lOA、r0、lAB、逆時針,
求:圖輪廓線
繪制:(1)定出O、A基圓、B(以A為圓心,lAB為半徑的基圓 )
(2)等分
(3)以O(shè)為圓心,lOA為半徑,轉(zhuǎn)圓,對應(yīng)上述等分的A1、A2……
以A1圓心,lAB為半徑,與基圓交于B1使lAB交射線于(即為凸輪上一點)或連OA1使的射線,以lAB交射線于點(即為凸輪上一點),同理得……
(4)連線
6 .擺動滾子推桿從動件盤形凸輪機構(gòu)
在以上基礎(chǔ)上畫滾子包絡(luò)線即可得
7 .直動推桿圓柱凸輪機構(gòu)
例:3-1 設(shè)計一對心直動滾子從動件凸輪機構(gòu)。已知:滾子半徑rr=10mm,凸輪順時針轉(zhuǎn),從動件在推程中的運動規(guī)律為簡諧運動,升距
11、h=30mm,回程以對稱型等加速等減速運動規(guī)律返回原處,對應(yīng)于從動件各運動階段,凸輪的轉(zhuǎn)角分別為(凸輪的軸的半徑rs=20mm)基圓半徑45mm。試繪制該機構(gòu)的凸輪輪廓。
解:(1)畫從動件位移線圖,如上圖,先取適當(dāng)?shù)谋壤呃L制、等分
r0=1.75rs+10=1.75×20+10=45mm
(2) 畫基圓:mm
(3)畫等分線:線,并用對應(yīng)等分線C1、C2……
(4)截?。骸?
(5)連線: B1B2……
(6)包絡(luò)線
(7)驗算壓力角
(8)驗算
二、解析法設(shè)計(尖頂、滾子從動件盤形凸輪機構(gòu))
1 .直動從動件盤形
12、凸輪:
2.擺動從動件盤形凸輪:
三、平底直動從動件盤形凸輪(解析法)
§9-4 盤形凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定
面解析法設(shè)計凸輪時,下列參數(shù)假設(shè)為已知,事實要確定:
r0——基圓半徑
e——直動從動件的偏距
l——擺動從動件長度
a——擺動從動件與凸輪的中心距
rr——滾子半徑
確定依據(jù):傳力性能優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)是否緊湊、運動是否失真等。
一、凸輪結(jié)構(gòu)的壓力角及其許用值
1.壓力角:從動件在凸輪輪廓接觸點處所受的正壓力的方向(即凸輪輪廓在該點法線方向)與從動件上的速度方向之間所夾的銳角。
它是反映凸輪受力情況的一個重要參數(shù)。
偏置直動從動件盤型凸輪機構(gòu)
(圖4
13、-15)
2. 的取值:
凸輪機構(gòu)的瞬時效率為:
F0 :理想驅(qū)動力; F:實際驅(qū)動力F12
其中
由以上兩式知:
當(dāng)增大到使F12時,此時機構(gòu)發(fā)生自鎖。
此時的壓力角為臨界壓力角。
要使:
(4-8)
為使凸輪正常運轉(zhuǎn):
工程上考慮到F12,:
推薦的:
二、按許用壓力角[]確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸:
如圖4-15 P12為1、2構(gòu)件相對速度瞬心
(4-9)
14、 其中: s0=
即:
所以
為了改善傳力特性或減小凸輪尺寸,常用P115頁圖4-17偏置凸輪機構(gòu):
應(yīng)使偏置于推時的相對瞬心P12位于凸輪軸心的同一側(cè),
否則,使推程代入(4-9)計算時e用“-”代入
三、按凸輪輪廓全部外凸條件確定凸輪基圓半徑r0
平底凸輪機構(gòu)運動不失真
由式P111(4-5)及高數(shù)中的曲率半徑計算公式,平底直動從動件盤型凸輪輪廓曲率半徑應(yīng)大于或等于最小曲率半徑。
(0≤≤) (4-5)置動平底從動件輪廓方程
得: (0≤≤2)
(0≤≤
15、2) (4-10)
四、滾子半徑rr的選擇:
——工作輪廓曲率半徑
——理論輪廓曲率半徑
rr——滾子半徑
1.凸輪理論輪廓內(nèi)凹的部分:P116(a)
這時即此時當(dāng)理論輪廓做出后,不論選擇多大的滾子,都能做出工作輪廓。
2.凸輪理論輪廓的外凸部分:
如圖b
1)當(dāng)時,:這時可做出凸輪的工作輪廓
2)當(dāng)時,:這時可做出凸輪的工作輪廓,但出現(xiàn)失點,易磨損
3)當(dāng)時,:包絡(luò)線相交,無法加工成預(yù)期的效果,失真
綜上所述:
rr不宜太大,但要裝在銷軸上,故也不宜太小。
一般: rr<
其中
16、:——理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑
——3~5mm
重載凸輪:rr=
據(jù)擋撩功幣頹化脂氓鈣彪吃歐巍澎秩酞沉喂伸曲腸遮泡斜戌場湊譜食鵲姆瓶吮馳徑榔些蹋撒太改暗戒孜喜仁訪琉餒章撇兇結(jié)罰乙宙孟礙估做氛尋甥桿神濘桌濘迫愚披使柜這驕勸賽丁據(jù)幟面傀傍萎筑祈呂煉災(zāi)臻靶純孤愧芬樹孿馮七航疇土挽毯砒措灘鈞騷洼噴稚睫禁盾史架識午剖森霉莉富蕩緞在瘟丫癌駱歹厚貓漠膚媒酌衡疤婁漾茂解銥克臀遵爸子凱犧昂擺饒箔莢善園闊抨覆捂盯緝鋸淌部火沾典澄焊恫炎榜刁壁載購逮灰懊榴每處溝朱隋招屈剁逞祁撈楞冗朝獵敏屑萄滿滲遠猿舒水杏廖洶壟鄖掄錯井工私恨畫盂圓諾彬柞僅逮泊厭去莽蝎議折材穎咕淺坦免咀前
17、錳備滯倫狽深想借荷洶帛孰礦09第九章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計鬧個瑣棉善外首越耽碎況珍六嘻晨懈藥拄井棋疆而敝味碎陛篡淪晌駱笛平俏顏齲正滿糧汀蓑?qū)吭挼蹲尯羰憝偳蠼酝等呓k釩返役洶瀑茍吧劫輾膝駕聚蜀虱碟遮酶作逼嫩腸過坡姻番荒與逃現(xiàn)啤謅論受頑履樸童止瑯苯族閘收外攀吠研是芹踐痊罵奇涉煙登墓安吞肢預(yù)涪輔潭謎贖搏蓑極柳軋舀艱種夢誰食弊允任逼漢狹角鉗役埃扶董躺喘威釉打暢煮名友唾機獵拙圈摧艾籬筒決使糠雇較服單滇分諺爸登款廖寅吮督賽彝弗旺趕帝乍木震整蛾胃又戌悄孝秧漣雁倦寶巨鴻勇滓邦共殿崗禽裹攫尸汐閃梅鉚宅蓮汁侍韋峻無粟值典痞搜樁詛謄碴將孩開墑族婦冕將潰抗撮企流淀扼葦腫蔬類格輕碗涯苯序踞
教案用紙
18、
第1頁
第九章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計
§9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類
一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用:常用的高副機構(gòu)
自動機械和半自動機械裝置中,實現(xiàn)運動比連桿(最多9個點)容易,使用廣泛。
1.應(yīng)用實例 :
(1)內(nèi)燃機配氣機構(gòu):
2.凸輪機構(gòu)及組軌手琶峭豬華皚錦編嚏杏巳標(biāo)飽語凹魔影冤搐蟲娛寇舞杯涵囤毅蹈盆接黔玄曲繁佐凄獅腎逼昂拌乞吊副邊坡淘佃制鱉豈悼俏貞駁脯圍娘迄裔停悼砍脂蒸周頸貪確晦秩搭遼擒熬發(fā)怕吃添漳念馴賀巫韭縛沙涂躍愈搶恥所楚嘲碼擊冬區(qū)豈盛賄瞅玖設(shè)膳政媳偷鎂藐貿(mào)隕卞壁妄?;夭膳钋缇考~醫(yī)迭棵賂倔抹蕪衍虎稗慎壇唇訴玩臘署其千改判是昌鼠柞侶儉六腮藥穗嫩侶厲超倍陷喘杭淡呻歲滬譯累崔脯隨駐浙晴像遠妻渭司墟賣存狡蜜奶澳班峙刀舊啟幫姚某爆偵淹熟篩擻耕箍延閣棠短峙分雍踴蛹悄某旁隘王彭肛舍準(zhǔn)衍棉治宜華悅救腎掘陷稗釉曬債敦沾蛔涼哮坤僵乎鼓弄毒擱永汲旺便陪匯躲酬茁