第七章南京理工考研　凸轮机构.ppt

* 第七章 凸轮机构 §7－1 凸轮机构的应用和类型 §7－2 从动件的常用运动规律 §7－3 凸轮机轮廓曲线的设计 §7－4 凸轮设计应注意的几个问题 §7－1 凸轮机构的应用和分类 结构：三个构件、盘(柱)状曲线轮廓、从动件呈杆状。 作用：将连续回转 = 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。 应用：内燃机 、牙膏生产等自动线、补鞋机、配钥匙机等。 分类：1)按凸轮形状分：盘形、 移动、 圆柱凸轮 ( 端面 ) 。 2)按推杆形状分：尖顶、 滚子、 平底从动件。 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。 实例 1 2 刀架 o 3).按推杆运动分：直动(对心、偏置)、 摆动 4).按保持接触方式分： 力封闭（重力、弹簧等） 内燃机气门机构 机床进给机构 几何形状封闭(凹槽、等宽、等径、主回凸轮) r1 r2 r1+r2 =const W 凹槽凸轮 主回凸轮 等宽凸轮 等径凸轮 优点：只需要设计适当的轮廓曲线，从动件便可获得任意的运动规律，且结构简单、紧凑、设计方便。 缺点：线接触，容易磨损。 绕线机构 3 1 2 A 线 应用实例： 3 皮带轮 5 卷带轮 录音机卷带机构 1 放音键 2 摩擦轮 4 1 3 2 4 5 放音键 卷带轮 皮带轮 摩擦轮 录音机卷带机构 1 3 2 送料机构 δ’0 δ’0 o t δ s §7－2 推杆的运动规律 凸轮机构设计的基本任务: 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式; 名词术语： 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 rmin h ω A 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。 2)推杆运动规律; 3)合理确定结构尺寸; 4)设计轮廓曲线。 δ01 δ01 δ02 δ02 D B C B’ δ0 δ0 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。 形式：多项式、三角函数。 S=S(t) V=V(t) a=a(t) 位移曲线 o t δ s r0 h B’ ω A δ01 δ01 δ0 δ0 δ’0 δ’0 δ02 δ02 D B C 边界条件： 凸轮转过推程运动角δ0－从动件上升h 一、多项式运动规律 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-1)Cnω2δn-2 其中：δ－凸轮转角，dδ/dt=ω－凸轮角速度, Ci－待定系数。 = C1ω+ 2C2ωδ+…+nCnωδn-1 凸轮转过回程运动角δ’0－从动件下降h 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 s δ δ0 v δ a δ h 在推程终止点：δ=δ0，s=h +∞ －∞ 刚性冲击 s = C0+ C1δ+ C2δ2+…+Cnδn v = C1ω+ 2C2ωδ+…+nCnωδn-1 a = 2 C2ω2+ 6C3ω2δ…+n(n-1)Cnω2δn-2 同理得回程运动方程： s＝h(1-δ/δ’ 0 ) v＝-hω/δ’0 a＝0 a ＝ 0 1.等速运动（一次多项式）运动规律 2. 等加等减速（二次多项式）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 v ＝4hωδ/δ02 a ＝4hω2/δ02 h/2 δ0 h/2 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 v ＝-4hω(δ-δ0)/δ02 a ＝-4hω2/δ02 2 3 5 4 6 2hω/δ0 柔性冲击 4hω2/δ02 δ a 重写加速段推程运动方程为： s ＝2hδ2/δ02 v ＝4hωδ/δ02 a ＝4hω2/δ02 3 3.五次多项式运动规律 位移方程：