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9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計,1.凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理,假想給整個機(jī)構(gòu)加一公共角速度-w,則凸輪相對靜止不動，而從動件一方面隨導(dǎo)軌以-w繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動，另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動。從動件尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動中的運(yùn)動軌跡即為凸輪輪廓曲線。,凸輪廓線的設(shè)計方法,◆圖解法 ◆解析法,反轉(zhuǎn)法原理：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1）、對心尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓線的設(shè)計,已知凸輪的基圓半徑r0，凸輪角速度?和從動件的運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。,① 選比例尺?l，作位移曲線和基圓r0。,② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點的從動件的位置。,,,③ 確定反轉(zhuǎn)后從動件尖頂在各等分點占據(jù)的位置。,設(shè)計步驟,④ 將各尖頂點連接成一條光滑曲線。,,2）、偏置尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計,已知凸輪的基圓半徑r0，角速度?和從動件的運(yùn)動規(guī)律及偏心距e，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。,① 選比例尺?l，作位移曲線、基圓r0和偏距圓e。,設(shè)計步驟,② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點的從動件的位置。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,③ 確定反轉(zhuǎn)后從動件尖頂在各等分點占據(jù)的位置。,④ 將各尖頂點連接成一條光滑曲線。,,,,3）、對心滾子直動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計,已知凸輪的基圓半徑r0，滾子半徑rT、凸輪角速度?和從動件的運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。,① 選比例尺?l，作位移曲線和基圓r0。,設(shè)計步驟,② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點的從動件的位置。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,理論輪廓曲線η,實際輪廓曲線η＇,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,③確定反轉(zhuǎn)后從動件滾子中心在各等分點占據(jù)的位置。,④ 將各點連接成一條光滑曲線。,⑤ 作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)(外)包絡(luò)線。,理論輪廓 滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)中，滾子中心與尖頂重合，故滾子中心的運(yùn)動規(guī)律即為尖頂?shù)倪\(yùn)動規(guī)律。所以，尖頂從動件凸輪輪廓為滾子從動件凸輪的理論輪廓。 實際輪廓 以理論輪廓上各點為圓心，以滾子半徑rr為半徑的滾子圓族的包絡(luò)線，稱為滾子從動件凸輪的實際輪廓，或稱工作輪廓。,注意：,（1）理論輪廓與實際輪廓互為等距曲線；,（2）凸輪的基圓半徑是指理論輪廓曲線的最小向徑。,4）、偏置滾子直動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計,見課本P161圖9-19,是偏置尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計與對心滾子直動從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計的綜合。,,,,,,,,,,,,,,,5）、對心平底直動從動件盤形凸輪輪廓線的設(shè)計,已知凸輪的基圓半徑r0，角速度?和從動件的運(yùn)動規(guī)律，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。,① 選比例尺?l，作位移曲線和基圓r0。,設(shè)計步驟,② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點的從動件的位置。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,③ 確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心線的交點A在各等分點占據(jù)的位置。,④ 作平底直線族及平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。,尖頂擺動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu),已知凸輪的基圓半徑r0，角速度?，擺桿長度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離a，擺桿角位移曲線，設(shè)計該凸輪輪廓曲線。,,,① 選比例尺??，作位移曲線，作基圓r0和轉(zhuǎn)軸圓OA。,② 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動角，確定反轉(zhuǎn)后對應(yīng)于各等分點的轉(zhuǎn)軸A的位置。,③ 確定反轉(zhuǎn)后從動件尖頂在各等分點占據(jù)的位置。,設(shè)計步驟,④ 將各尖頂點連接成一條光滑曲線。,作圖法的缺點 繁瑣、誤差較大。 2.用解析法設(shè)計凸輪的輪廓曲線 （略）,擺動從動件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)（略）,1.凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角,9-4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定,壓力角α： 是指當(dāng)不計摩擦情況下，凸輪對從動件作用力的方向線與從動件上受力點的速度方向之間所夾的銳角。,自鎖：當(dāng)α增大到某一數(shù)值時，因F“而引起的摩擦阻力將超過F，這時無論凸輪給從動件的驅(qū)動力多大，都不能推動從動件，這種現(xiàn)象稱為自鎖。,極限壓力角αlim:機(jī)構(gòu)開始出現(xiàn)自鎖的壓力角。,,,注意： 直動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其壓力角α應(yīng)為過滾子中心所作理論輪廓曲線的法線n-n與從動件的運(yùn)動方向線之間的夾角。,例1：畫出四種情況時不同點的壓力角。 補(bǔ)：平地從動件的壓力角α,,ds?d?,壓力角與凸輪基圓的關(guān)系 壓力角對凸輪機(jī)構(gòu)的受力狀況有直接影響，在運(yùn)動規(guī)律選定之后，它主要取決于凸輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)尺寸。,P為相對瞬心,由?BCP得,2. 凸輪基圓半徑的確定,正配置： hd＝1 負(fù)配置：hd＝-1,對心移動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)e?0。,偏置方位和偏距e的確定 偏置方位的選擇應(yīng)有利于減小凸輪機(jī)構(gòu)推程時的壓力角。 應(yīng)當(dāng)使從動件偏置在推程時瞬心P的位置的同一側(cè),正確偏置,錯誤偏置,需要注意的是，若推程壓力角減小，則回程壓力角將增大。,課后9-6,限制基圓半徑的條件 ⑴ 凸輪的基圓半徑應(yīng)大于凸輪軸的半徑； ⑵ 最大壓力角?max?許用壓力角[?]； ⑶ 凸輪輪廓曲線的最小曲率半徑?min?0。,結(jié)論 （1）當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)配置情況、偏距e及從動件運(yùn)動規(guī)律選定后，基圓半徑r0 愈小，壓力角? 愈大。 （2）在壓力角滿足的前提下，應(yīng)選取盡可能小的基圓半徑。,減小推程壓力角度措施： （1）增大基圓半徑； （2）采用正配置。 （3）增大滾子半徑。,,3.滾子推桿滾子半徑的選擇和平底推桿平底尺寸的確定 （1）滾子推桿滾子半徑的選擇,,??rT,?a ???rT?0,,,結(jié)論 對于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應(yīng)使?min? rT。,輪廓失真,?a?? ?rT,,??rT,?a???rT?0,輪廓正常,輪廓變尖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,??rT,?a ???rT,輪廓正常,外凸輪廓,,,,,,,,,,,,,,理論輪廓曲線,實際輪廓曲線,（2）平底推桿平底尺寸的確定,平底總寬度,平底的長度為,當(dāng)基圓過小時，可能產(chǎn)生內(nèi)凹，加工將切除，產(chǎn)生運(yùn)動失真。不產(chǎn)生失真必須保證輪廓曲線為外凸。,平底從動件的特點：不允許輪廓曲線內(nèi)凹。,例2＇ 圖為一偏置直動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為一偏心圓，在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓和最大行程h。,,,例3＇圖為一對心直動滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的實際輪廓曲線為一圓，圓心在A點，凸輪繞軸心逆時針方向轉(zhuǎn)動，在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線、基圓、B點的壓力角和最大行程h，問把滾子半徑改變，從動件的運(yùn)動有無變化。,,,作業(yè)：,