機械原理課程講稿[001]

1、機械原理課程講稿40教學要求：1.1. 了解凸輪機構的類型及各類凸輪機構的特點和適用場合， 學會根據(jù)工作要求和使用場 合選擇凸輪機構的類型。2.2.掌握從動件幾種常用運動規(guī)律的特點和適用場合以及不同運動規(guī)律位移曲線的拼接 方法，學會根據(jù)工作要求選擇或設計從動件的運動規(guī)律。3.3. 了解反轉(zhuǎn)法設計凸輪廓線、解析法設計凸輪廓線、凸輪設計的幾個基本問題。教學重點、難點及關鍵知識點：從動件幾種常用運動規(guī)律的特點和適用場合；反轉(zhuǎn)法設計凸輪廓線。方法及手段凸輪機構類型很多，名稱也各異，但各種凸輪機構的命名是有一定規(guī)律的，這一點應 引導學生掌握。關于推桿的運動規(guī)律，為了提高課堂效率，數(shù)學方程不必詳細推導，也

2、不 要求學生死記硬背，只要能正確理解運動方程中各個參數(shù)的含意，并能在設計時正確使用 即可。教學基本內(nèi)容（教學過程）凸輪機構是由具有曲線輪廓或凹槽的構件， 通過高副接觸帶 動從動件實現(xiàn)預期運動規(guī)律的一種高副機構。它廣泛地應用于各種 機械，特別是自動機械、自動控制裝置和裝配生產(chǎn)線中。在設計機 械時，當需要其從動件必須準確地實現(xiàn)某種預期的運動規(guī)律時，常 采用凸輪機構。由上例可以看出：當凸輪運動時，通過其上的曲線輪廓與從動件的高副接觸，可使從動件獲 得預期的運動。凸輪機構是由凸輪、從動件和機架這三個基本構件所組成的一種咼副機構。授課題目（教學章、節(jié)或主題）：第七章 凸輪機構及其設計授課方式（請打2）理

3、論課彳 討論課口實驗課口習題課口 其他口課時 安排5 5第一節(jié)凸輪機構的應用及其分類下面通過一個生產(chǎn)實例來說明凸輪機構的組成圖示為內(nèi)燃機配氣凸輪機構。具有曲線輪廓的 構件1叫做凸輪當它作 等速轉(zhuǎn)動時，其曲線輪 廓通過與推桿2 的平底 接觸，使氣閥有規(guī)律地 開啟和閉合。工作對氣 閥的動作程序及其速度 和加速度都有嚴格的要 求，這些要求都是通過 凸輪的輪廓曲線來實現(xiàn) 的。機械原理課程講稿41工程實際中所使用的凸輪機構型式多種多樣，常用的分類方法有 以下幾種：1.1.按照凸輪的形狀分類（1 1）盤形凸輪這種凸輪是一個繞固定軸轉(zhuǎn)動并且具有變化向徑的盤形零件，如 :y空*丁匚、。當其繞固定軸轉(zhuǎn)動時，可推

4、動從動件在垂直 于凸輪轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)運動。它是凸輪的最基本型式，結(jié)構簡單，應用最 廣。（2 2）移動凸輪當盤形凸輪的轉(zhuǎn)軸位于無窮遠 處時，就演化成了圖示的移動凸輪（或 楔形凸輪）。凸輪呈板狀，它相對于 機架作直線移動。在以上兩種凸輪機構中，凸輪 與從動件之間的相對運動均為平面運 動，故又統(tǒng)稱為平面凸輪機構。（3 3）圓柱凸輪如果將移動凸輪卷成圓柱體即 演化成圓柱凸輪。圖示為自動機床的進 刀機構。在這種凸輪機構中凸輪與從動 件之間的相對運動是空間運動，故屬于 空間凸輪機構。圖中具有曲線凹槽的構件叫 凸輪，當它作等速回轉(zhuǎn)時，其上曲線凹槽 的側(cè)面推動從動件繞0 0 點作復擺動，通過 扇形齒輪和固結(jié)在刀

5、架上的齒 條，控制刀架作進刀和退刀運動。刀架的運動規(guī)律則取決于凸輪上曲線 凹槽的形狀。按照從動件的運動形式分為移動從動件和擺動從動件凸輪機構。移動從動件凸輪機 構又可根據(jù)其從動件軸線與凸輪回轉(zhuǎn)軸心的相對位置分成對心和偏置兩種。3 3 按照凸輪與從動件維持高副接觸的方法（1 1）力圭寸閉型凸輪機構所謂力封閉型，是指利用重力、彈簧力或其它外力使從動件 與凸輪輪廓始終保持接觸。如件訂:茁（2 2）形封閉型凸輪機構所謂形封閉型，是指利用高副元素本身的幾何形狀使從 動件與凸輪輪廓始終保持接觸。2 2 按照從動件的運動形式分類機械原理課程講稿42常用的形封閉型凸輪機構有以下幾種:槽凸輪機構等徑凸輪機構等寬

6、凸輪機構共軛凸輪機構名稱圖形說明尖 端 從動 件ri從動件的尖端能夠與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸， 從而使從動件實現(xiàn)任意的運動 規(guī)律。這種從動件結(jié)構最簡單，但尖端處易磨損，故 只適用于速度較低和傳力不大的場合。曲 面 從動 件45為了克服尖端從動件的缺 點，可以把從動件的端部做成曲面，稱為曲面從動件。這 種結(jié)構形式的從動件在生產(chǎn)中應用較多。4 4.按照從動件的形狀分類機械原理課程講稿43滾子從動件平底從動件為減小摩擦磨損，在從動件端部安裝一個滾輪，把從動件與凸輪之間的滑動摩擦變成滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用來傳遞較大 的動力，故這種形油膜，潤滑狀況好。此外，在不計 摩擦時，凸輪對從動件的作用力始終垂直于從動件的平底，受力平穩(wěn)，式的從動件應用很廣。從動件與凸輪輪廓之間為線接觸，接觸處易形成傳動效率咼，常用于咼速場合。缺 點是與之配合的凸輪輪廓必須全部為外凸形狀以上介紹了凸輪機構的幾種分類方法。將不同類型的凸輪和從動件組合起來，就可以得到各種不同形式的凸輪機構。設計時，可根據(jù) 工作要求和使用場合的不同加以選擇。凸輪機構的特點優(yōu)點：結(jié)構簡單、緊湊，占據(jù)空間較小；具有多用性和靈活性， 從動件的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線的形狀。對于幾乎任意要求的 從動件的運動規(guī)律，都可以毫無困難地設計出凸輪廓線來實現(xiàn)。缺點：凸輪輪廓線與從動件之間是點或線接觸的高副，易于磨 損，故多用于傳力不大