6凸轮机构及其设计总结

(3) 偏置直动平底从动件盘形凸轮机构
3
C
3
e
2 B
V2
2
r0
1 A
1
ω1
二维动画
(a)
图6－1c
ω1
(b)
偏置直动平底从动件盘形凸轮机构
(3) 偏置直动平底从动件盘形凸轮机构
3
C
e
2 B
r0
1 A
ω1
三维动画
(a)
图6－1c 偏置直动平底从动件盘形凸轮机构
(4) 摆动尖底从动件盘形凸轮机构
3
6
6.1 6.2 6.3
凸轮机构及其设计
概述 凸轮机构的分类及封闭形式 从动件常用的运动规律
6.4
6.5
盘形凸轮轮廓线的作图法设计
盘形凸轮轮轮廓线的解析法设计
6.6
6.7
凸轮机构基本尺寸的确定
凸轮机构的应用
6
Chapter 6
凸轮机构及其设计
Cam Mechanisms and Design
提
要
介绍凸轮机构的特点、应用和分类；简述凸轮机构从动件 常用的运动规律与选择知识；论述在选定运动规律时进行凸轮 轮廓曲线设计的作图法和解析法；了解凸轮及滚子结构设计、 凸轮机构工作能力验算方法。
S C0 C1 C2 2 C3 3 Cn n (6 1)
6.3.1
一次多项式规律
凸轮以等角速度ω转动，推程角为δ0，行程为h，式 (61) 只保留一次项并求一、二阶导数得
S = C0 + C1δ
V = dS / dt = C1ω a = dV / dt 边界条件为 推程始点处δ= 0、S = 0； 推程终点处δ = δ0、S = h。 代入式(6－2)得C0 = 0,C1 = h /δ0。同理可以推出回程的运 (6－2)
(i)
(j)
(1) 偏置直动尖底从动件盘形凸轮机构
3 2
C V2 V2 2
3
e B r0 A ω1
1 ω1
1
(a) 图6－1a
二维动画
(b)
偏置直动尖底从动件盘形凸轮机构
(1) 偏置直动尖底从动件盘形凸轮机构
3
C
e B r0 A ω1
2
V2
1
(a) 图6－1a
三维动画
偏置直动尖底从动件盘形凸轮机构
1
O1
(b)
图6－1k 共轭凸轮机构
6.3 从动件常用的运动规律
S B' A D δ' 0 r0 δ01 ω1 B δ02 O δ0 δ0 δ01 δ' 0 δ02 t
C
图6－2 对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构
推程或回程时从动件的位移 S(或角位移φ)、速度V(或角速 度ω2)、加速度a(或角加速度α2)随时间t的变化规律。因凸轮一 般为匀速转动，凸轮转角δ与时间t成正比，所以也可表示为S = S(δ)(位移规律)、V = V(δ)(速度规律)和a = a(δ)(加速度规律)。 下面介绍多项式运动规律、三角函数运动规律的函数形 式以及传动特征。 多项式运动规律的一般表达式为
1
三维动画
(a) (b) 图6－1e 移动凸轮机构
(9) 力封闭凸轮机构
4 5 V3 3 2
1
O1
ω1
r0
(a) 图6－1c 力封闭移动凸轮机构
(b )
(10) 等宽凸轮机构
3 V2
3 V2
2
2
ω1 1 O1
ω1
1
O1
(a) 图6－1j 等宽凸轮机构
(b )
(11) 共轭凸轮机构 2 3
ω1
(a)
6.1
概 述
凸轮机构是一种由凸轮、从动件和机架所组成的传动机构。
6.2
凸轮机构的分类及封闭形式
凸轮机构的类型很多，根据从动件的运动形式，可分为直 动和摆动两类。根据凸轮形状、从动件形状、封闭形式的不同， 凸轮机构有如下类型。 第一，直动从动件凸轮机构，如图6－1中的(a)－(e)、(i)、(j)
所示。
第二，摆动从动件凸轮机构，如图6－1中的(f)－(h) 所示。 第三，从动件与凸轮以力封闭的凸轮机构，如图6－1 (c)所示。 第四，从动件与凸轮以几何封闭的凸轮机构，如图6－1 (i)、(j) 所示。
平面凸轮机构的基本类型如下图所示。
(a)
(b)
(c)
(d )
(e)
(f )
(g)
( h) 图6－1 凸轮机构的类型
3 D ω2 2 2 C B r0 1 A 1 (a) 图6－1f ω1 (b)
ω2
ω1
摆动尖底从动件盘形凸轮机构
(4) 摆动尖底从动件盘形凸轮机构
3
ω2
D
2 C B r0 A 1
ω1 (a)
三维动画
图6－1f 摆动尖底从动件盘形凸轮机构
(5) 摆动滚子从动件盘形凸轮机构
3 ω2
D
3
ω2 2
2
C
动方程式。S－δ、V－δ及a－δ图如下图所示。
推程： S = hδ/δ0
V = hω/δ0 a=0 s
回程：S = h(1－δ/δ0) V = － hω/δ'0 a=0
δ o δ0
hω/δ0
δ' 0
v
δ
hω/δ0
o
a
+ o 8
—
+
8
图6－3 一次多项式运动曲线
8
δ
6.3.2
二次多项式运动规律
二次多项式运动规律的通式为 S = C0 + C1δ + C2δ2 V = dS / dt = C1ω + 2C2ωδ a = dV / dt = 2 C2ω2 边界条件为 推程始点处 δ = 0、S = 0、V = 0； 推程中点处 δ = δ0 / 2、S = h / 2。 将其代入式 (6－3) 得 C0 = 0、C1 = 0、C2 = 2h / δ20 (6－4)
B r0 ω1 (a) 图6－1g A 1 ω1
1
(b)
摆动滚子从动件盘形凸轮机构
(5) 摆动滚子从动件盘形凸轮机构
3 ω2
D
2
C
B r0 ω1 (a) 图6－1g 摆动滚子从动件盘形凸轮机构 A 1
三维动画
(6) 摆动平底从动件盘形凸轮机构
3
3 ω2 2 1 r0
ω2
2 C
D
A
1
ω1 (a) ω1
于是得推程等加速度段的运动方程式如下所示。
(2) 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
2 3 e C B 1 r0 ω1 1 ω1 V2 D 3 V2 2
A
二维动画
(a) 图6－1b
ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
(2) 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
2 3 e C B 1 r0 ω1 V2 D
A
三维动画
(a) 图6－1b 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构
(b)
图6－1h 摆动平底从动件盘形凸轮机构
(6) 摆动平底从动件盘形凸轮机构
3
ω2
2 C r0
D
1
A
ω1 (a)
三维动画
图6－1h 摆动平底从动件盘形凸轮机构
(7) 盘形沟槽凸轮机构
3 V2 2
ω1
1 O1
三维动画
(a) 图6－1i 盘形沟槽凸轮机构 (b )
(8) 移动凸轮机构
3
2
V2
V1