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1、單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,,華中科技大學(xué)楊家軍,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,第三章 凸輪機(jī)構(gòu),,華中科技大學(xué)楊家軍,,1,、凸輪機(jī)構(gòu):,凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓的構(gòu)件。含有凸輪的機(jī)構(gòu)稱為凸輪機(jī)構(gòu)。它由,凸輪,、,從動(dòng)件,和,機(jī)架,組成。,,一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,,華中科技大學(xué)楊家軍,,2,、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用,,,,,,,內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu),,華中科技大學(xué)楊家軍,,凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):,,只需確定適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€,,,即可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)動(dòng)可靠。,,缺點(diǎn):,從動(dòng)件與凸輪接觸應(yīng)力大,,,易磨損,,用途:,載荷較小的運(yùn)動(dòng)控制,,華中科
2、技大學(xué)楊家軍,,一)按凸輪的形狀分,1,、盤形凸輪,2,、移動(dòng)凸輪,3,、圓柱凸輪,4,、圓錐凸輪,二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類,,華中科技大學(xué)楊家軍,,,1,、尖頂從動(dòng)件,2,、滾子從動(dòng)件,3,、平底從動(dòng)件,二)按從動(dòng)件上高副元素的幾何形狀分,,華中科技大學(xué)楊家軍,,三)、按凸輪與從動(dòng)件的鎖合方式分,1,、力鎖合的凸輪機(jī)構(gòu),,,2,、形鎖合的凸輪機(jī)構(gòu),,1,)構(gòu)槽凸輪機(jī)構(gòu),,2,)等寬凸輪機(jī)構(gòu),,3,)等徑凸輪機(jī)構(gòu),,4,)主回凸輪機(jī)構(gòu),,華中科技大學(xué)楊家軍,,四)、根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分,擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),(對(duì)心、偏置),,移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),,華中科技大學(xué)楊家軍,,h,三、凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理,S
3、,?,(A),B,C,D,(?,S),?,?,S,?,’,?,S,’,h,S,A,B,’,O,?,?,e,C,D,B,O,r,b,?,基圓,推程運(yùn)動(dòng)角,遠(yuǎn)休止角,近休止角,回程運(yùn)動(dòng)角,,擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),A,B,C,D,O,1,O,2,a,B,1,r,b,?,?,?,max,l,,華中科技大學(xué)楊家軍,,S,?,h,(,?,),(?,max,),四、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù),3,),凸輪機(jī)構(gòu)曲線輪廓的設(shè)計(jì),,4,)繪制凸輪機(jī)構(gòu)工作圖,1,)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì),2,),凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì),,移動(dòng)從動(dòng)件:基圓半徑,r,b,,,偏心距,e;,,擺動(dòng)從動(dòng)件:基圓半徑,r,b,,,凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心到從動(dòng)件擺
4、動(dòng)中心的距離,a,及擺桿的長(zhǎng)度,l;,,滾子從動(dòng)件:除上述外,還有滾子半徑,r,r,。,,平底從動(dòng)件:除上述外,平底長(zhǎng)度,L,。,O,1,O,2,a,?,l,O,1,?,e,r,b,r,b,,華中科技大學(xué)楊家軍,,升,—,停,—,回,—,停型,,(RDRD),升,—,回,—,停型,,(RRD),升,—,停,—,回型,,(RDR),升,—,回型,,(RR),運(yùn)動(dòng)循環(huán)的類型,S,?,(?),S,?,(?),S,?,(?),S,?,(?),,華中科技大學(xué)楊家軍,,一、基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律,1,、,n=1,的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,?=0, s=0; ?,,=,?,, s=h.,s = c,0,+c,1,?,,v= c,1
5、,?,,a=0,,華中科技大學(xué)楊家軍,,等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,?,?,0,a,a=0,2,、,n=2,的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,?,?,0,s,h,?,?,0,v,v,?,?,0,j,?,?,0,v,v,max,?,?,0,s,h,,a,max,?,?,0,a,-,a,max,等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,,,剛性沖擊,,柔性沖擊,,,柔性沖擊,,華中科技大學(xué)楊家軍,,?,s,v,a,j,?,?,?,?,0,0,0,0,(二)余弦加速度規(guī)律,,,柔性沖擊,,華中科技大學(xué)楊家軍,,(三)正弦加速度規(guī)律,v,?,0,?,?,a,j,0,0,?,s,?,0,h,,華中科技大學(xué)楊家軍,,,改進(jìn)型等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,?,?,0,?,?,0
6、,a,a=0,v,?,?,0,s,h,,華中科技大學(xué)楊家軍,,從動(dòng)件常用基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性,等,速,,1.0,¥,剛性,低速輕載,等加速等減速,,2.0,,4.00,柔性,中速輕載,余弦加速度,,1.57,,4.93,柔性,中速中載,正弦加速度,,2.00,,6.28,,無(wú),高速輕載,運(yùn)動(dòng)規(guī)律,,v,max,(h,w,/,F,),?,a,max,沖擊特性,適用范圍,(h,w,2,/,F,2,),?,三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì):,1,、從動(dòng)件的最大速度,v,max,要盡量小;,,2,、從動(dòng)件的最大加速度,a,max,要盡量??;,,3,、從動(dòng)件的最大躍動(dòng)度,j,max,要盡量小。,,,華中科技大學(xué)楊家軍
7、,,一、移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸的設(shè)計(jì),,,即,移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸,,t,t,O,P,n,n,A,e,S,S,0,v,2,C,r,r,b,?,1,1,2,3,P,13,P,23,壓力角,?,,t,t,O,P,n,A,e,C,?,1,n,?,?,(,P,13,),P,23,瞬心,,華中科技大學(xué)楊家軍,,從動(dòng)件向上為工作行程,凸輪逆時(shí)針回轉(zhuǎn),從動(dòng)件偏在凸輪回轉(zhuǎn)中心右側(cè)合理,,t,t,O,P,n,A,e,C,?,n,?,?,,,,t,t,O,P,n,n,A,e,S,S,0,v,2,C,r,r,b,?,1,1,2,3,,,壓力角,?,,華中科技大學(xué)楊家軍,,1,、偏距,e,的大小
8、和,偏置方位的選擇原則,應(yīng)有利于減小從動(dòng)件工作行程時(shí)的最大壓力角。為此應(yīng)使從動(dòng)件在工作行程中,點(diǎn),C,和點(diǎn),P,位于凸輪回轉(zhuǎn)中心,O,的同側(cè),此時(shí)凸輪上,C,點(diǎn)的線速度指向與從動(dòng)件工作行程的線速度指向相同。,,偏距不宜取得太大,一般可近似取為:,,華中科技大學(xué)楊家軍,,一、尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),,尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),,華中科技大學(xué)楊家軍,,凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理,(反轉(zhuǎn)法),?,2?,S,?,1,1,2,3,s,1,s,2,h,,O,r,b,-?,?,1,?,1,s,1,1,',?,1,s,1,2,s,2,s,2,3,h,h,3,',2,',,,華中科技大學(xué)楊家軍,,偏置尖
9、頂從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì),(反轉(zhuǎn)法),?,2?,S,?,1,1,2,3,s,1,s,2,h,,O,r,b,-?,?,3,',3,2,1,?,1,s,2,s,1,h,?,1,1’,2’,e,s,1,s,2,,華中科技大學(xué)楊家軍,,偏置尖頂從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì),(反轉(zhuǎn)法),?,2?,S,?,1,1,2,3,s,1,s,2,h,-?,?,1,1,?,1,1,',s,1,,O,r,b,?,e,s,2,2,h,3,F,v,?,s,1,?,1,已知:,S=S,(,?,),,r,b,,,e,,,?,,華中科技大學(xué)楊家軍,,凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理,(反轉(zhuǎn)法),GO,,O,r,b,-?,?,7,3,2,1
10、,5,4,?,1,s,2,s,1,h,6,?,2?,S,?,1,1,2,4,s,1,s,2,h,3,5,6,7,?,S,',?,?',(0),0,,華中科技大學(xué)楊家軍,,2,、,滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),,,,O,,n,n,B,0,B,r,b,?,’’,?,’,?,y,x,?,r,r,C,’,C,’’,,C,’,r,m,,a,、,輪廓曲線的設(shè)計(jì),,華中科技大學(xué)楊家軍,,偏置滾子從動(dòng)件凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì),(反轉(zhuǎn)法),?,2?,S,?,1,1,2,3,s,1,s,2,h,-?,?,1,1,?,1,1,',s,1,,O,r,b,?,e,s,2,2,h,3,已知:,S=S,(,?,),,r,b,,,
11、e,,,? ,,r,r,理論輪廓,實(shí)際輪廓,F,v,?,,華中科技大學(xué)楊家軍,,c,、,滾子半徑的確定,,當(dāng),r,r,<,?,min,時(shí),實(shí)際輪廓為一光滑曲線。,,當(dāng),r,r,=,?,min,時(shí),實(shí)際,輪廓將出現(xiàn)尖點(diǎn),極易磨損,,,會(huì)引起運(yùn)動(dòng)失真。,r,r,?,bmin,?,min,r,r,<,?,min,?,bmin,,=,,?,min,,-,,r,r,>,0,r,r,=,?,min,?,min,?,bmin,,=,,?,min,,-,,r,r,=,0,r,r,,華中科技大學(xué)楊家軍,,,當(dāng),r,r,>,?,min,時(shí),實(shí)際輪廓將出現(xiàn)交叉現(xiàn)象,會(huì)引起運(yùn)動(dòng)失真。,r,r,?,bmin,?,min,?,bmin,,=,,?,min,,+,,r,r,>,0,內(nèi)凹的輪廓曲線不存在失真。,?,min,r,r,r,r,>,?,min,?,bmin,,=,,?,min,,-,,r,r,<,0,,華中科技大學(xué)楊家軍,,,,華中科技大學(xué)楊家軍,,