讲稿10凸轮机构设计中的几个问题w.pptx

凸轮机构设计是机械工程中的一个重要环节，尤其在自动化设备和精密机械中广泛应用。这篇讲稿主要探讨了凸轮机构设计中的三个关键问题：滚子半径的选择、压力角及其许用值，以及基圆半径的确定。 滚子半径（Rr）的选择对凸轮机构的性能有很大影响。增大Rr可以使得机构传动更轻快，减少局部应力，从而使凸轮尺寸相对较小，结构更加紧凑。然而，过大的Rr会增加安装难度，滚子轴可能因直径过大而强度过高，不易弯曲。为确保实际廓线光滑无尖点，避免磨损和运动规律的改变，滚子半径应该满足ρBmin - Rr > 0的条件。一般建议取Rr ≤ 0.8ρBmin，这样既能保证安装的便利性，又能确保滚子轴有足够的强度。如果滚子半径太小，需要通过增大基圆半径Rb并重新绘制理论廓线，增大ρBmin。 压力角（α）是决定凸轮机构运动特性和是否会发生自锁的关键因素。压力角是作用在从动件上的力的方向与运动方向之间的夹角。压力角越大，从动件上升越费力，可能导致自锁现象，即摩擦力大于有效分力，使从动件无法继续运动。根据不同的运动规律，压力角的最大值（αmax）出现在不同位置，如凸轮廓线陡峭处、等加减或简谐运动规律的特定点等。对于推程摆动从动件，许用压力角通常限制在40°~50°，而对于移动从动件，则限制在30°~40°。如果αmax超过许用值，需要通过重新设计凸轮轮廓线，增大Rb来降低推程的αmax。 基圆半径（Rb）的确定需要综合考虑压力角和机构尺寸。Rb与α有直接关系，设计时需要在满足αmax≤[α]的前提下选取合适的Rb值。通常采用的经验公式是：对于凸轮与轴一体的盘形凸轮，Rb ≥ Rh + Rr + (2 ～ 5)mm；而对于凸轮与轴装配式的盘形凸轮，Rb ≥ 1.6Rh + Rr + (2 ～ 5)mm。在实际操作中，需要先设定一个Rb的初步值，然后检查α和ρBmin，根据计算结果调整Rb以确保设计要求得到满足。 总结来说，凸轮机构设计的关键在于滚子半径、压力角和基圆半径的合理选择，这些参数直接影响机构的传动性能、结构紧凑性及工作可靠性。在设计过程中，需要综合考虑各种因素，确保机构能稳定、高效地运行，同时避免出现自锁等不良现象。