机械原理教案第九章凸轮机构及其设计(编辑修改稿)

机械原理教案第九章凸轮机构及其设计(编辑修改稿)内容摘要：

次 多 项 式 运 动 规 律 取 n =5 的多项式类方程： s()=c0+c1δ + c2δ 2+ c3δ 3+••••••••••••• c4δ 4+c5δ 5 边界条件： δ =0， s=0、 v=0、 a=0。 δ =Ф， s=h、 v=0、 a=0 位移方程式： s=（ 10h/Ф 3） δ 3（ 15h/Ф 4） δ 4+（ 6h/Ф 5） δ 5 位移方程式中多项式剩余项的次数 为 5，故称 3－ 4－ 5 次多项式运动规律。 也称五次多项式运动规律。 特点：速度曲线和加速度曲线均连续无突变，故既无刚性冲击也无柔性冲击。 适用场合：高速中载。 二、组合型运动规律 在工程实际中，常会遇到机械对从动件的运动和动力特性有多种要求，而只用一种常用运动规律又难于完全满足这些要求的情况。 这时，为了获得更好的运动和动力特性，可把几种常用运动规律组合起来加以使用，这种组合称为 运动曲线的拼接。 ● 组合后的从动件运动规律应满足的条件： （ 1）满足实际工作对从动件特殊的运动要 求。 （ 2）保证各段不同运动规律的位移、速度和加速度曲线在拼接点处的值连续相等，避免刚性冲击和柔性冲击，即：应满足的边界条件。 （ 3）应使最大速度 vmax 和最大加速度 amax 的值尽可能小，以避免过大的动量和惯性力对机构运转造成不利的影响 ● 典型的运动规律组合： 1） 等加、等减 +正弦加速度（摆线） 改进的梯形加速度运动规律； 2） 等速 +正弦加速度； 3） 等速 +余弦加速度 4） 正弦加速度 +正弦加速度 三、 如何确定从动件运动规律 在选择或设计从动件运动规律时，应考虑：。 良好的动力特性。 （ Vmax、 amax、 Jmax、刚性冲击、柔性冲击）。 另外还有一些其它因素。 而这些因素又往往是互相制约的。 因此，在选择或设计从动件运动规律时，必须根据使用场合、工作条件等分清主次综合考虑，确定选择或设计运动规律的主要根据。 167。 9． 3 凸轮廓线设计的基本原理 一、 基本原理 凸轮廓线的设计方法有 作图法 和 解析法 ，其基本原理相同。 本节首先介绍凸轮廓线设计的基本原理，然后分别介绍作图法和解析法设计凸轮廓线的方法和步骤。 为了便于在图纸上绘 制出凸轮的轮廓曲线，可采用 反转法。 下面以图示的 对心直动尖底从动件盘形凸轮机构 为例来说明其基本原理。 ● 真实运动：凸轮以等角速度 ω 绕轴 O 逆时针转动，推动从动件在导路中上、下往复移动。 ● 反转法： 整个机构加上一个（－ ω ）的转动→凸轮静止固定不动→→从动件随导路一起以角速度（－ω ）转动，同时又按原来的运动规律相对导路作移动→→→从动件尖端参与复合运动所划出的轨迹即为凸轮廓线。 凸轮机构的形式多种多样，反转法原理适用于各种凸轮轮廓曲线的设计。 二、 用作图法 设计凸轮廓线 1．对心直动尖底从动件盘形凸轮廓线的设计 已知：基圆半径 ro、从动件的运动规律、凸轮逆时针方向转动；试设计凸轮廓线。 依据反转法原理， 具体设计步骤 如下： a）选取适当的比例尺，作出从动件的位移线图。 将位移曲线的横坐标分成若干等份，得分点 1，2,„。 b）选取同样的比例尺，以 O 为圆心， r0为半径作基圆，并画出从动件反转位置的射线。 c）在上述切射线上，从基圆起向外截取线段 11′、22′，„。 e）将点 1′、 2′、„连成光滑的曲线，即得所求的凸轮轮廓曲线。 2．偏置直动尖底从动件 盘形凸轮廓线的设计 ● 滚子从动件 设计步骤： （ 1）按照上述尖端从动件凸轮轮廓曲线设计方法作出 的 凸轮廓线，称之为理论廓线。 （ 2）以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径 rr 为半径 ,作一系列滚子圆，然后作这族滚子圆的内包络线 ,它就是 采用滚子从动件后 凸轮的实际廓线。 若同时作出这族滚子圆的内、外包络线 ， 则形成槽 形 凸轮的轮廓曲线。 由上述作图过程可知 ： 1） 理论廓线 与 实际廓线 互为 法向等距曲线。 2） 基圆半径 应在 理论廓线 上度量。 60 176。 C B 81C180 176。 180 176。 239。 O1 2139。 sC3B3C2B 2r 030 176。 60 176。 90 176。 739。 43 65 987 0839。 h339。 639。 439。 539。 (b)(a)6BB4B154CC 530 176。 C 690 176。 OKeC 787B( C )BB 100C9B92。