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确定基圆半径Rb、Rmin的方法 |
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(1)根据αmax≤αp确定Rb、Rmin的初值 |
由于αp的值通常是不精确的,所以根据αp确定的Rb值也是近似值。以下所述是求Rb近似值的方法 |
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1)用诺谟图求盘形凸轮Rb |
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图求盘形凸轮的线图的使用说明: ①由Vm、αmax、h、β1值从图中查出RW后,按公式Rb=RW- 图中Vm为最大速度因数,其值见表凸轮机构各种运动规律比较表、表常用组合运动规律的方程式及其比较与应用、表常用多项式运动规律方程式 ②此图用于对心直动从动件凸轮,在h≤Rb的情况下是足够准确的 ③此图也可近似用于偏置直动从动件凸轮(即不考虑偏距)。此时所得Rb值对于有利偏置比较安全。而对于不利偏置则使得推程最大压力角较大。若考虑偏置,可将由此图查得的Rb值乘以修正系数k:
式中 上方符号用于有利偏置,下方符号用于不利偏置 ④对于摆动从动件,可近似当作移动从动件处理,如图将摆动近似当作直动把弦线C0Ce当作移动方位线;对相当于对心者,根据αp=45°由图求盘形凸轮的线图求Rb值;对相当于偏置者,可先按对心处理,再乘以修正系数k |
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例1:对心直动从动件在推程时以摆线规律运动,β1=60°,h=30mm,αp=30°,求Rb |
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解 由表凸轮机构各种运动规律比较表知:摆线规律的最大速度因数Vm为2,在图求盘形凸轮的线图中,将Vm=2与αmax=30°的两点连线(如虚线表示),与直线Ⅰ相交于A,又将A点与h=30mm的点相连,连线与直线Ⅱ相交于B,
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例2:同例1,但具有有利偏距e=8.5mm |
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解 1.近似地按无偏置处理,取上例计算结果Rb=85mm |
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如取同值不利偏置,求得k=1.177,故Rb=100.1mm |
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例3:已知一摆动滚子从动件盘形凸轮机构,从动件推程按抛物线规律运动,f =20°,l=90mm,αp=45°,β1=60°,求Rb |
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2)作图法求盘形凸轮Rb的通用方法(适用于任何运动规律,求得结果是可行域) |
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3)圆柱凸轮的最小半径Rmin的确定 |
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Rmin是指滚子和沟槽侧面接触时,凸轮上与滚子接触的最小圆柱体的半径。其值可由(式2)求得
式中凸轮尺寸系数f的值,可根据从动件运动规律和最大压力角(可取许用压力角αp)由图圆柱凸轮尺寸系数f查得。图圆柱凸轮尺寸系数f适用于轴向直动从动件圆柱凸轮,也可近似应用于摆动从动件圆柱凸轮 圆柱凸轮的相应外径为 Re=Rmin+b 式中 b—— 滚子宽度 |
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例:轴向直动从动件圆柱凸轮机构的从动件在推程时按简谐规律运动,β1=90°,h=30 mm、αp=30°,求Rmin |
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解 在图圆柱凸轮尺寸系数f中,在αmax=30°处作垂线,与简谐运动的凸轮尺寸系数曲线相交,交点的纵坐标f =2.8,故
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(2)根据凸轮结构确定Rb、Rmin的初值 |
对于摆动从动件盘形凸轮机构(图摆动从动件盘形凸轮机构的常见结构),其基圆半径除了满足表凸轮与轴的连接方式及Rb、Rmin的计算公式中有关条件外,通常,还满足: Rmax+Rh2<L 式中 Rmax—— 凸轮廓线最大向径; Rh2—— 从动件的轮毂半径 当从动件的回转轴和凸轮的回转轴分别在凸轮端面的两侧时,则不必满足上述关系 |
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(3)凸轮理论轮廓的最小曲率半径ρcmin与Rb的关系 |
凸轮廓线的曲率半径ρ的计算公式见表直动和摆动滚子从动件盘形凸轮工作轮廓线设计、表直动平底和摆动平底从动件盘形凸轮工作廓线设计(解析法),ρ的表达式是包含机构基本尺寸、运动规律的超越方程或高次代数方程,需要根据相应公式编制软件后在计算机上进行求解,常用数值解法。对平底从动件凸轮机构要求ρ>0而不内凹;对滚子从动件凸轮机构,要求ρmin>(2~3)Rr,以保证凸轮工作廓线不过切及从动件运动不失真,并限制接触应力不过大。为了避免在凸轮机构设计基本完成时发现ρmin过小而需要返工,文献只给出了ρmin(Rh、e、L、l、β)的无量纲诺谟图,但其运动规律、参数范围均很局限,且精度也较差,只能在运动规律相同、参数范围接近的条件下利用其选取初值,再用计算来求得精确值 各参数对ρmin有何种影响,有以下参考结论:①凸轮廓线的曲率半径ρ及ρmin随着基圆半径Rb的增大而增大;②在直动从动件凸轮机构偏置e对ρmin的影响很小;③对摆动从动件凸轮机构,中心距L对ρmin的影响随着升程运动角β的增大而逐渐减小,当β大于一定值后,ρmin≈Rh(简谐运动规律除外);④当β较小时,ρmin出现在最大减速度处,而当β增大到某一值后,ρmin发生在S(或Ψ)为零处附近;⑤在Rh一定的情况下,随着从动件升程h、Ψ的增大,ρmin的变化较大 |





