4.2 从动件的常用运动规律
4.2.1凸轮的基本概念
1.
基圆
2.
推程运动角
3.
远休止角
4.
回程运动角
5.
近休止角
以凸轮的最小向径为半径所作的圆称为基圆,基圆半径用rb 表示。左图中兰色部分即为基圆。
从动件被凸轮推动,以一定运动规律到达最高点位置B,从动件在这过程中经过的距离h称为推程[升程] (actuating travel),对应的凸轮转角δ0称为推程运动角(motion angle for actuating travel)。左图中银色部分。
当凸轮继续转过角度δ1时,以O为圆心的圆弧BC与尖顶接触,从动件在最高位置静止不动,δ1 称为远休止角(far angle of repose)。左图中红色的线段。
凸轮再继续回转δ2,从动件以一定运动规律下降到最低位置D,这段行程称为回程,对应的凸轮转角δ2称为回程运动角(motion angle for return)。左图中下边的黄色线段。
凸轮继续回转δ3,圆弧DA与尖顶接触,从动件停留不动,对应的转角δ3为近休止角(near angle of repose)。左图中兰色线段。
凸轮机构中,从动件的运动位移线图由凸轮轮廓决定。以对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构为例。
位移线图s-δ也可用反转原理求出:设想给整个凸轮机构加上绕凸轮轴心O的反向角速度-ω,这样,机构各构件间的相对运动仍不变,但凸轮变为不动,而从动件则以-ω绕O点转动,同时受凸轮轮廓的作用又在导路中移动。反转中尖顶的运动轨迹(1'、2'、3'…)就是凸轮轮廓,尖顶离开基圆的距离即是从动件的位移。
从动件的运动规律指在推程和回程当中其位移s、速度v、加速度a随凸轮转角变化的规律。下面介绍从动件的运动规律:
1.
对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构
。
2.
反转原理求出位移曲线
。
反转原理
对心尖顶盘形凸轮
4.2.2等速运动规律
从动件的运动规律指在推程和回程当中其位移s、速度v、加速度a随凸轮转角变化的规律。下面介绍从动件的运动规律:
凸轮角速度ω为常数时,从动件速度υ不变,称为等速运动规律。位移方程可表达为
,右图为等速运动规律的位移、速度、加速度线图
。对于等速运动规律,起点和终点瞬时的加速度α为无穷大,因此产生刚性冲击应用于中、小功律和低速场合,为避免由此产生的刚性冲击,实际应用时常用圆弧或其他曲线修正位移线图的始、未两端,修正后的加速度α为有限值,此时引起的有限冲击称为柔性冲击。
做等速运动的δ-S位移图的要点:在等速运动中当凸轮以等角速度
ω
1转动时,从动件在推程或回程中的速度位常数。
1.
等速运动的δ-S位移图作图方法
。
4.2.3等加速、等减速运动规律
等加速、等减速运动规律,在前半程用等加速运动规律,后半程采用等减速运动规律,两部分加速度绝对值相等。对前半程位移方程为:
等加速等减速运动规律的位移线图的画法为将推程角
分成两等份,每等份为
;将行程分成两等份,每等份为
。将
分成若干等份,得1、2、3…等点,过这些点作横坐标的垂线。将
分成相同的等份
…等点,连
…与相应的横坐标的垂线分别相交与
…点。便得到推程等加速段的位移线图,等减速段的位移线图可用同样的方法求得,
等加速等减速运动规律的位移、速度、加速度线图(
右图
)。
等加速、等减速运动规律在运动起点A、中点B、终点C的加速度突变为有限值,产生柔性冲击。用于中速场合。
做等加速等减速运动的位移线图的要点:?????
1.
等加速等减速运动的
位移、速度、加速度线图的动画演示
。
2.
等加速等减速运动位移线图做法
。
4.2.4余弦加速度运动规律
余弦加速度运动规律的加速度曲线为1/2个周期的余弦曲线,位移曲线为简谐运动曲线(又称简谐运动规律),位移方程为:
图4-12b为余弦加速度运动规律位移线图、速度线图和加速度线图余弦加速度运动规律在运动起始和终止位置,加速度曲线不连续,存在柔性冲击;用于中速场合。但对于升→降→升型运动的凸轮机构,加速度曲线变成连续曲线,则无柔性冲击。可用于较高速场合。
做余弦减速度运动位移线图的要点:??????
1.
余弦加速度运动规律位移线图、速度线图和加速度线图
2.
余弦减速度运动位移线图的做法
。