外圆盘形凸轮研究

《外圆盘形凸轮研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、外圆盘形凸轮研究摘要：外圆盘形凸轮机构在回程时，凸轮是讣出空位，不会自锁。偏移从动杆，可减小推程压力角，可制造较小的凸轮机构。上述推论是由于分析了下述因素——凸轮在回程、空行程、推程时传递力的线路；压力角的成因；从动杆的位置；碰撞冲击的根源和克服的措施。关键词：规律用力角方向偏移量1>IJIJ§凸轮机构是多种机械的重要组件。它能较快地变换停、走、快、慢等动作；能按照预泄的位移、速度、加速度的变化规律重复工作；结构简单,动作可靠。在设计制造凸轮机构的实践中，人们积累了经验，留下了各式各样的实物资料。然而，凸轮的固有特性、运动规律，在包括教科书在内的多种文献所描述的

2、，却有差异。这就难免在实际工作中产生消极影响。2、回程屮的压力角问题西北工业大学等校编的《机械原理》[1],认为从动杆在回程时不得超过“许用压力角”。笔者认为，这种提法是不准确的。外圆盘形凸轮在HI程时，凸轮的冋程曲线段与从动杆接触，凸轮在旋转中让出空位，让出空位的快慢是由回程曲线控制的，不是靠从动杆的冲击力推出空位；从动机构中储蓄的能（例如重锤或弹簧储蓄的能），在这时发出冲击力，推动从动杆退回，这时从动杆逐渐挤佔凸轮让出的空位；从动机构中发出的冲击力，是为推动从动杆的，可能冇余力加到推动凸轮旋转的力上，会起到推波助浪的作用，出现加快凸轮运转之势，但不会阻碍凸轮

3、运转，否则就不是回程；一般设计中，从动杆都是靠储蓄的能产生的冲击力退回，假如冲击力不够，就需要加大重锤或弹簧，这在设计中就应该考虑的，调试中可适当增减。为了多方面讨论冋程时不必考虑“许用压力角”，下面再将从动杆所传递的冲击力，按回程、空行程、推程时在凸轮上的走向进行分析，见图lo逆时针旋转的凸轮，正处于冋程阶段，它在运动中与从动杆接触的轨迹上，画着三支箭头，这箭头从接触点出发，它标示着：从动机构中的冲击力，经过从动杆的传递，在凸轮上的指向（该指向沿着接触点的法线）。图中三个虚线园，是引导人们看清冲击力在凸轮的具体位置。如果从动机构中的冲击力，山于从动杆传递指向凸

4、轮回转中心，那就是空行程，从动杆就停止运动。从动机构中的冲击力，由于从动杆的传递，超过了凸轮回转中心，那就是推程了，从动杆就会被凸轮推动向前。这时从动机构中的重锤或弹簧就会再次储蓄能量。从前苏联翻译过来的《机构元件》[2],此书中有些简图，也是以满足回程中压力角的条件绘制，按照那样一些图示选定从动杆位置时，假如又要求不加大结构尺寸，就会加大推程压力角,多耗力，少作功。3、压力角与偏移从动杆的关系推程时，凸轮机构的推力由凸轮发出，如果推程压力角过大，会造成能源浪费，其至造成自锁。应尽量减小此时的压力介。压力角的大小与凸轮的大小有关；与从动杆偏离凸轮转动中心的方向、

5、距离有关；凸轮的外圆曲线，是为限定从动杆在推程、回程的快慢而定的，所以又可以说，压力角的大小与推程、回程的快慢有关。推程、回程的快慢，是客观需要而定的（有时是使用方定的）所以设计凸轮的人不好更改。下面先讨论从动杆的偏移方向问题。在图2a）中，如果首先将从动杆按A箭头的位置布置，当凸轮转过一个角度，从动杆A与凸轮交于D点，见图2b）；再将从动杆按箭头B的位置布置，见图2小，也将凸轮转动一个角度，该从动杆B也交于凸轮的D点，见图2b）。A箭头、B箭头分别在转动屮心的左右两边，到转动屮心的距离都等于b。当它们代表的从动杆，分别在D点接触时，凸轮对A杆推动的压力角是；对

6、B杆推动的压力角是。从图中可以看出，。即是说,顺时针旋转的凸轮，向左偏移从动杆A时，工作中的压力角小；向右偏移从动杆B,工作中的压力角大。如图2所示的凸轮，假如客观条件只允许从动杆向右偏移，乂要求不多耗力，就得让凸轮逆时针方向旋转。据此可以看tB,1971年开始试行本的国家标准《机械制图》[3],其中对外圆盘形凸轮的两例中，从动杆的偏移位置是存在问题的。从动杆按该书例图那样偏移，会加大推程压力角,多耗力、少作功。前面谈到的是先有凸轮后分析从动杆偏移位置与压力角的关系，再谈谈在设计前如何分析这些关系。先分析压力介、凸轮轮廓法线、凸轮转动中心的关系。如图3所示，是一

7、偏置直动从动件凸轮机构在推程中的一个位置，凸轮以等角速度3沿逆时针方向旋转。过接触点D作轮廓的法线，与过凸轮冋转中心所作的与从动杆垂直的一条线交于P点，按照三心定理分析，则P点即为凸轮与从动杆相对运动的瞬时中心，将V代表从动杆的速度，代表P点的速度，则，因为力的方向与受力件运动的方向的夹角就是压力角，图中原动力的方向是沿着接触点的法线，则压力角是。在图4屮，凸轮的转动屮心在0。设角速度已定，为了达到V()这个速度，0P的长度则不能改变。假如把从动杆布置在A箭头的位置，偏心距是b,接触点定在D,接触点的法线位置也就确定，在客观上出现的压力角a;如果把从动杆布置在B

8、箭头的位置，偏心距Z，接