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凸轮机构从动件运动规律的设计是嘛

发布时间:2021-07-20 23:05:07 阅读: 来源:防腐胶带厂家
凸轮机构从动件运动规律的设计是嘛

凸轮机构从动件运动规律的设计

凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律。因此在设计凸轮轮廓曲线之前,应首先根据工作要求确定从动件的运动规律。

本节以从动件运动循环为升-停-降-停的凸轮机构为例,针对凸轮以等角速回转情况,介绍几种基本的从动件运动规律及其特性,最后讨论选择或设计从动件运动规律时应考虑的问题。

例如

1 多项式运动规律

用多项式表示的从动件位移曲线的一般形式为:

s=c0+c1f+c2f2+...+cnfn

式中c0、c1、c2、...、cn为n+1个系数,可根据对运动规律所提的n+1个边界条件来确定。对从动件的运动所提的要求越多,相应多项式的方次n就越高。从理论上讲,多项式的方次和所能满足的给定条件是不受限制的,但方次越高,凸轮加工误差对从动件运动规律的影响越显著,所以n≥10的多项式规律很少使用。

一次多项式运动规律的推程运动线图及运动方程(n=1):

在行程开始和终止位置,加速度及惯性力在理论上突变为无穷大(由于材料的弹性变形,实际上加速度和惯性力不会达到本标准适用于以石灰和砂为主要原料无穷大),致使机构受到强烈的冲击,这种由于加速度发生无穷大突变而引起的冲击称为刚性冲击。

推程要求实验机零件的磨损极限不超过尺寸公差值的50%运动方程(0≤f≤F):

二次多项式运动规律的推程运动线图及运动方程(n=2):

加速段与减速段的时间相等,在A、B、C三处加速度及惯性力存在有限值的突测试手段的完善变,这种由于加速度发生有限值突变而引起的冲击称为柔性冲击。

推程运动方程:

1.等加速段(0≤f≤F/2):

2.等减速段(F/2≤f≤F):

五次多项式运动规律的推程运动线图及运动方程(n=5):

加速度曲线连续,理论上不存在冲击。

推程运动方程(0≤f≤F):

2 三角函数运动规律

简谐运动规律:

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,其加速度按余弦规律变化,故又称余弦加速度规律。由运动线图可见,在行程开始和终止位置,加速度有突变,也会引起柔性冲击。只有当远、近休止角均为零时,才可以获得连续的加速度曲线(图中虚线所示)。

推程运动方程(0≤f≤F):

摆线运动规律:

当滚圆沿纵轴匀速滚动时,圆周上一点的轨迹为一条摆线,此时该点在纵轴上的投影即为摆线运动规律。从动件作摆线运动时,其加速度按正弦规律变化,故又称正弦加速度规律。由运动线图可见,其加速度曲线连续,理论上不存在冲击。

推程运动方程(0≤f≤F):

3 组合运动规律

为了获得更好的运动特性,可以把上述五种基本运动规律组合起来加以应用(或称运动曲线的拼接)。组合时,两条曲线在拼接处必须保持连续。两种典型组合运动规律如下:

等加速-等速-等减速组合运动规律:

加速度线图不连续,因此还存在柔性冲击。

变形正弦加速度规律的加速度线图:

由三段正弦曲线组合而成的:第一段(0~F/8)和第三段(7F/8~F)为周期等于F/2的1/4波正弦曲线,第二段(7F/8~F/8)为振幅相同、周期等于3F/2的半波正弦曲线,这几段曲线在拼接处相切,形成连续而光滑的加速度曲线。

4 从动件运动规律的设计

从动件运动规律的设计涉及许多方面的问题,除考虑刚性冲击和柔性冲击外,还应对各种运动规律所具有的最大速度vmax、最大加速度amax及其影响加以比较。

1) Vmax愈大,则动量mv愈大。若从动件突然被阻止,过大的动量会导致极大的冲击力,危及设备和人身安全。因此,当从动件质量较大时,为了减小动量,应选择Vmax值较小的运动规律。

2) amax愈大,惯性力愈大。作用在高副接触处的应力愈大,机构的强度和耐磨性要求也就愈高。对于高速凸轮,为了减小惯性力的危害,应选择amax值较小的运动规律。

前述几种运动规律的Vmax、amax、冲击特性及适用场合如下表。 几种运动规律的特性比较

对于摆动从动件凸轮机构,其运动线图的横坐标表示凸轮转角,纵坐标则分别表示从动件的角位移、角速度和角加速度。这类运动线图具有的运动特性与上述相同。(end)

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