余弦加速度运动规律的 运动特性: 运动特性: 推杆加速度在起点 和终点有突变, 和终点有突变,且数值 有限,故有柔性冲击 柔性冲击。 有限,故有柔性冲击。
摆线运动: 圆在直线上作纯滚动时, 摆线运动:——圆在直线上作纯滚动时,其上任一点在直线上的 圆在直线上作纯滚动时 投影运动为摆线运动。 投影运动为摆线运动。
其优点是凸轮与平底接触 面间容易形成油膜,润滑较好, 面间容易形成油膜,润滑较好, 所以常用于高速传动中。 所以常用于高速传动中。 平底推杆
摆动从动件: 摆动从动件:从动件 绕某一固定轴摆动。 绕某一固定轴摆动。
直动从动件: 从动件 直动从动件 : 只能沿某一导路做往 复移动; 复移动; 对心直动推杆 偏置直动从动件
★推程运动方程: 推程运动方程: 运动始点: 运动始点:δ =0, s =0 边界条件 δ =δ0 ,s = h 推程运动方程式: 推程运动方程式:
1. 余弦加速度运动规律——简谐运动规律 余弦加速度运动规律 简谐运动规律 当质点在圆周上作匀速运动时, 当质点在圆周上作匀速运动时,它在直径上的投影点 的运动即为简谐运动。从动件作简谐运动时, 的运动即为简谐运动。从动件作简谐运动时,其加速度按余 弦规律变化,故又称余弦加速度规律。 弦规律变化,故又称余弦加速度规律。 ac----待定常数 待定常数 a = a · cos (πδ/δ )
◆力封闭方法: 力封闭方法: 利用推杆的重力、 利用推杆的重力、弹 簧力或其它外力使推杆始 终与凸轮保持接触; 终与凸轮保持接触; ◆几何封闭法: 几何封闭法: 利用凸轮与推杆 构成的高副元素的特殊几 何结构使凸轮与推杆始终 保持接触。 保持接触。 常用的有几种: 常用的有几种:
在起始和终止点速度有突变, 在起始和终止点速度有突变,使瞬 时加速度趋于无穷大, 时加速度趋于无穷大,从而产生无穷大 惯性力,引起刚性冲击 刚性冲击。 惯性力,引起刚性冲击。 改进方法:可将始末两小段直线改为圆弧、 改进方法 可将始末两小段直线改为圆弧、 可将始末两小段直线改为圆弧 抛物线或其他过渡曲线,且与斜直线相切, 抛物线或其他过渡曲线,且与斜直线相切, 但此时已不能保持等速运动了。 但此时已不能保持等速运动了。
为保证凸轮机构运动平稳性, 为保证凸轮机构运动平稳性,常使推杆在一个行程h 中的前半段作等加速运动,后半段作等减速运动, 中的前半段作等加速运动,后半段作等减速运动,且加 速度和减速度的绝对值相等。 速度和减速度的绝对值相等。
推杆在运动起始和终止点会产生刚性冲击。 推杆在运动起始和终止点会产生刚性冲击。主要用 于低速、轻载场合。 于低速、轻载场合。
★等加速等减速运动规律运动特性: 等加速等减速运动规律运动特性: 在起点、中点和终点时, 在起点、中点和终点时,因加速度有突变而引起推杆惯性力 的突变,且突变为有限值,在凸轮机构中由此会引起柔性冲击。 的突变,且突变为有限值,在凸轮机构中由此会引起柔性冲击。 柔性冲击 ★等加速等减速运动规律——回程运动方程 等加速等减速运动规律 回程运动方程 回程加速段运动方程式: 回程加速段运动方程式: 回程减速段运动方程式: 回程减速段运动方程式:
一次多项式一般表达式: 一次多项式一般表达式: 运动始点: 运动始点:δ=0, s=h 边界条件 运动终点: 运动终点:δ =δ0, s = 0 ′ ,
一、概述 组成:凸轮、从动杆、 组成:凸轮、从动杆、机架 三杆机构, 三杆机构,又是高副机构
◆组成凸轮机构的基本构件 凸轮、推杆(从动件)、机架 凸轮、推杆(从动件)、机架 )、 ◆凸轮机构的应用领域 凸轮机构广泛用于自动机械、自动控制装置和装配生产线中。 凸轮机构广泛用于自动机械、自动控制装置和装配生产线中。 ◆凸轮机构的优点 结构简单、紧凑, 结构简单、紧凑,通过适当设计凸轮廓线可以使推杆实现各 种预期运动规律,同时还可以实现间歇运动。 种预期运动规律,同时还可以实现间歇运动。 ◆凸轮机构的缺点 接触为高副,易于磨损,多用于传力不大的场合。 接触为高副,易于磨损,多用于传力不大的场合。
从动件运动规律) 传动函数 (从动件运动规律) ★基圆:以凸轮最小半径r0 基圆: 所作的圆, 所作的圆,r0称为凸轮的基 圆半径。 圆半径。 ★推程运动角:δ0 推程运动角: ★远休止角: δ 远休止角: 01 ★回程运动角:δ0 回程运动角: ′ ★近休止角:δ02 近休止角: ★行程:h 行程: ★推杆的运动规律:是指推 推杆的运动规律: 杆在运动过程中,其位移、 杆在运动过程中,其位移、 速度和加速度随时间变化的 规律。 规律。
构造简单,但易于磨损, 构造简单,但易于磨损, 所以只适用于作用力不大和 速度较低的场合。 速度较低的场合。 由于滚子与凸轮之间为滚 动摩擦,所以磨损较小, 动摩擦,所以磨损较小,故 可用来传递较大的动力。 可用来传递较大的动力。 滚子推杆
本章教学目的 了解凸轮机构的分类及应用。 1、了解凸轮机构的分类及应用。 2 、 了解推杆常用的运动规律及推杆运动规 律的选择原则。 律的选择原则。 掌握凸轮机构设计的基本知识, 3 、 掌握凸轮机构设计的基本知识 , 能根据 选定的凸轮类型和推杆的运动规律设计出凸 轮的轮廓曲线。 轮的轮廓曲线。 掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则。 4、掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则。
根据所设定的幂次数以及边界条件可以得出常用的等速运动 规律、等加等减速运动规律以及五次运动规律, 规律、等加等减速运动规律以及五次运动规律,超过五次由于制 造困难以及对加工误差较敏感不再使用。 造困难以及对加工误差较敏感不再使用。 一、一次多项式 ——等速运动规律 等速运动规律 ★运动方程一般表达式: 运动方程一般表达式:
传动函数: 从动件的运动规律,实现凸轮轮廓的主要依据。 传动函数: 从动件的运动规律,实现凸轮轮廓的主要依据。 凸轮机构综合:如何将传动函数根据实际情况合成凸轮外形, 凸轮机构综合:如何将传动函数根据实际情况合Байду номын сангаас凸轮外形, 形成能实现一定运动要求的凸轮机构。 形成能实现一定运动要求的凸轮机构。 从动件的运动参数:从动件位移s、速度v、加速度a 从动件的运动参数:从动件位移 、速度 加速度 常用运动规律: 常用运动规律: 多项式和三角函数运动规律 ◆多项式运动规律 ★一次多项式运动规律——等速运动 一次多项式运动规律 等速运动 ★二次多项式运动规律——等加速等减速运动 二次多项式运动规律 等加速等减速运动 ★五次多项式运动规律 ◆三角函数运动规律 ★余弦加速度运动规律——简谐运动规律 余弦加速度运动规律 简谐运动规律 ★正弦加速度运动——摆线运动规律 正弦加速度运动 摆线运动规律 ◆组合运动规律寿命估算过滤机