凸轮轮廓曲线的设计课件.ppt

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1、§9—3凸轮轮廓曲线的设计(DesigningCamProfile)设计凸轮机构时，应按使用要求，选择凸轮的类型、推杆的运动规律和基圆半径后，就可以进行凸轮轮廓曲线的设计了。1）凸轮轮廓曲线设计的方法(Methods)：图解法：精度低，只能用于设计低速运转的不重要的凸轮。解析法：能获得很高的设计精度。随计算机的普及，凸轮轮廓曲线设计应力求采用计算机辅助设计。一、凸轮廓线设计的方法和基本原理2）凸轮廓线设计方法的基本原理(BasicTheory)：图解法和解析法设计凸轮廓线的基本原理都是相同的，都是依据相对运动原理。即：给整个机构加上一公共角速度“-ω”，机

2、构中各构件的相对运动关系不变。图9-18所示为偏置直动推杆盘形凸轮机构，凸轮以ω逆时针方向转动。各构件的运动情况为：机架凸轮推杆原机构：静止绕O点沿ω转动上下往复运动整个机构加“-ω”：绕O点沿-ω转动静止绕O点沿-ω转动+沿导路往复运动显然，在推杆的这种复合运动中，推杆尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。∴求凸轮廓线——即求反转后“推杆”尖顶的轨迹。这就是凸轮廓线设计的基本原理，这种方法称为“反转法”。图9-18二、用图解法设计凸轮轮廓曲线1、偏置直动推杆尖顶盘形凸轮已知：凸轮的r0=20mm，以ω逆时针方向转动，偏距e=10mm（导路偏于凸轮中心的右侧）

3、，推杆的运动规律如下：凸轮运动角δ推杆的运动规律10°~120°等速上升h=15mm2120°~180°在最高位置静止不动3180°~270°余弦加速度下降h=15mm4270°~360°在最低位置静止不动求：凸轮廓线。作图步骤(procedure)：3）作偏距圆（以凸轮中心O为圆心，以偏距e为半径作圆），与导路相切；2）取作图比例尺μL（=μS），以r0为半径作基圆、推杆的导路，导路与基圆交点为A（尖顶的起始位置）；1）取位移比例尺μS=？(mm/mm)作s=s(δ)线图，并对s线图的δ0、δ0′分别作若干等分，各分点编号为1、2、3、……（注：等分的角

4、增量应≤15°），δ01、δ02不作等分；5）过1、2、3、……等点作偏距圆切线（注意切向）。此切线代表反转后推杆导路占据的位置线；4）从OA开始，沿－ω方向依次取角度δ0、δ01、δ0′、δ02，并将角δ0、δ0′等分成与s线图对应的等分，与基圆相交得点1、2、3、……；6）在各条切线上，由基圆开始向外量取S线图上的对应长度11′、22′、33′、……，得点1′、2′、3′、……。此即代表推杆的尖顶在复合运动中依次占据的位置；7）光滑连接1′、2′、3′、……[此例中：4′与5′、8′(8)与9′(A)之间为圆弧]，此即为所设计的凸轮轮廓曲线。对于对心直

5、动推杆盘形凸轮机构，可以认为是e=0时的偏置凸轮机构，其设计方法与上述方法基本相同，只需将过基圆上各分点作偏距圆的切线改为作过凸轮回转中心O的径向线即可。注：2、偏置直动滚子推杆盘形凸轮（图9-19）已知：增加滚子半径rr，其他条件同上。设计思路：把滚子中心A看作是尖顶推杆凸轮机构的尖顶。作图步骤：1）按尖顶设计方法定出滚子中心A在推杆复合运动中依次占据的位置1′、2′、3′、……，并连成光滑的曲线；2）以光滑的曲线上的一些点为圆心，以滚子半径rr为半径作一系列的圆；3）作此圆族的内包络线，即为所求的凸轮廓线。滚子中心A在复合运动中的轨迹β0称为凸轮的理论

6、廓线。β0β把与滚子直接接触的凸轮廓线β称为凸轮的实际廓线（或工作廓线）。注意：β0与β是法向等距曲线，而不是径向等距，也不是相似曲线。3、对心直动平底推杆盘形凸轮（图9-20）设计思路：把平底与导路的交点A看作是尖顶推杆凸轮机构的尖顶。作图步骤：2）过点1′、2′、3′、……作一系列代表推杆平底的直线，得直线族；3）作此直线族的内包络线β，即为所求的凸轮廓线。1）按尖顶设计方法定出点A在推杆复合运动中依次占据的位置1′、2′、3′、……；注意：1）β0与β是非等距曲线，也不是相似曲线。2）为了保证在所有位置平底都能与轮廓相切，平底左右两侧的宽度必须大于导

7、路至最远切点的距离Lmax（图9-20），取整个平底长度L=2Lmax+（5~7）mm。4、摆动尖顶推杆盘形凸轮特点：1）机构图有两个中心A、O；2）给出的是推杆的最大摆幅ψmax和摆角的变化规律，即已知ψ=ψ(δ)。已知：ψ=ψ(δ)，r0，ω转向，LOA（凸轮与摆动推杆的中心距），LAB（摆动推杆的长度）。求：凸轮廓线。作图步骤：3）以A为中心，LAB为半径作弧交基圆于B点（摆杆尖顶的起始位置）；1）取角位移比例尺μψ=？（°/mm）作ψ=ψ(δ)角位移线图，并对ψ线图的δ0、δ0′分别作若干等分，各分点编号为1、2、3、……（注：等分的角增量应≤15

8、°），δ01、δ02不作等分；2）取作图比例尺μL（mm/mm），