機械原理凸輪機構(gòu)ppt課件

1、第第5章章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)一、基本內(nèi)容：一、基本內(nèi)容：1.凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特點、類型及應(yīng)用；凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特點、類型及應(yīng)用；2.從動件的常用運動規(guī)律及其選擇；從動件的常用運動規(guī)律及其選擇；3.圖解法繪制凸輪輪廓曲線；圖解法繪制凸輪輪廓曲線；4.凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。 第第5章章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)二、學(xué)習(xí)要求：二、學(xué)習(xí)要求：1.了解凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特點、類型及應(yīng)用；了解凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特點、類型及應(yīng)用；2.了解從動件的常用運動規(guī)律及其選擇；了解從動件的常用運動規(guī)律及其選擇；3.掌握圖解法繪制從動件位移曲線及凸輪輪廓掌握圖解法繪制從動件位移曲線及凸輪輪廓曲線；曲線；4

2、.了凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定方法。了凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定方法。 5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 凸輪機構(gòu)由凸輪凸輪機構(gòu)由凸輪1 1、從動件、從動件2 2、機架、機架3 3三個基本構(gòu)件組成。是一種高副機構(gòu)。三個基本構(gòu)件組成。是一種高副機構(gòu)。通常凸輪作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件則通常凸輪作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件則在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運動規(guī)在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運動規(guī)律作往復(fù)移動或擺動。律作往復(fù)移動或擺動。 一、概述一、概述1 1、組成、組成5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 優(yōu)點優(yōu)點: :只要正確地設(shè)計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸只要正

3、確地設(shè)計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運動準確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A(yù)期的復(fù)雜運動輪的回轉(zhuǎn)運動準確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A(yù)期的復(fù)雜運動規(guī)律的運動規(guī)律的運動; ;且凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運動可靠。且凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運動可靠。缺陷缺陷: :凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損。潤滑，容易磨損。2 2、特點、特點 盤形凸輪機構(gòu)盤形凸輪機構(gòu)平面凸輪機構(gòu)平面凸輪機構(gòu) 移動凸輪機構(gòu)移動凸輪機構(gòu)平面凸輪機構(gòu)平面凸輪機構(gòu) 圓柱凸輪機構(gòu)圓柱凸輪機構(gòu)空間凸輪機構(gòu)空間凸輪機構(gòu)1、按凸輪形狀分類：、按凸輪形狀分類：5.1 5.1 凸

4、輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 二、凸輪機構(gòu)的分類二、凸輪機構(gòu)的分類 盤形凸輪盤形凸輪凸輪為具有變化向徑的盤狀構(gòu)件，凸輪繞定軸轉(zhuǎn)動時，凸輪為具有變化向徑的盤狀構(gòu)件，凸輪繞定軸轉(zhuǎn)動時，可推動從動件在垂直于凸輪軸的平面內(nèi)運動?？赏苿訌膭蛹诖怪庇谕馆嗇S的平面內(nèi)運動。5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 盤形凸輪實物盤形凸輪實物盤形凸輪機構(gòu)盤形凸輪機構(gòu) 移動凸輪移動凸輪當盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠時，盤形凸輪就演當盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠時，盤形凸輪就演化成了移動凸輪。凸輪呈板狀，相對機架做直線運動?；闪艘苿油馆?。凸輪呈板狀，相對機架做直線運動。5.1 5

5、.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 移動凸輪移動凸輪靠模車削機構(gòu)靠模車削機構(gòu)5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 圓柱凸輪圓柱凸輪凸輪是一個具有曲線凹槽凸輪是一個具有曲線凹槽或端面曲線輪廓的圓柱，可以看成是把移或端面曲線輪廓的圓柱，可以看成是把移動凸輪卷成圓柱體演化而成。動凸輪卷成圓柱體演化而成。自動送料機構(gòu)自動送料機構(gòu)圓柱凸輪實物圓柱凸輪實物 尖頂推桿凸輪機構(gòu)尖頂推桿凸輪機構(gòu) 滾子推桿凸輪機構(gòu)滾子推桿凸輪機構(gòu) 平底推桿凸輪機構(gòu)平底推桿凸輪機構(gòu)2 2、按從動件末端形狀分類：、按從動件末端形狀分類：5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分

6、類 尖頂從動尖頂從動件凸輪機構(gòu)件凸輪機構(gòu)5.15.1凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 滾子從動滾子從動件凸輪機構(gòu)件凸輪機構(gòu)平底從動平底從動件凸輪機構(gòu)件凸輪機構(gòu) 直動從動件凸輪機構(gòu)直動從動件凸輪機構(gòu)a a、對心直動從動件對心直動從動件b b 、偏置直、偏置直動從動件動從動件) ) 擺動從動件凸輪機構(gòu)擺動從動件凸輪機構(gòu)3 3、按從動件的運動形式為：、按從動件的運動形式為：5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 a a b b 力鎖合凸輪機構(gòu)力鎖合凸輪機構(gòu) 形鎖合凸輪機構(gòu)形鎖合凸輪機構(gòu)4 4、按凸輪與從動件維持高、按凸輪與從動件維持高副接觸的方法分：副接觸的方法分：

7、5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 利用重力利用重力利用幾何形狀利用幾何形狀 1 2 31 2 3利用彈簧力利用彈簧力5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 三、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用舉例三、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用舉例1、自動送料機構(gòu)、自動送料機構(gòu)5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 2、內(nèi)燃機配氣機構(gòu)、內(nèi)燃機配氣機構(gòu)5.1 5.1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及其分類 3、繞線機構(gòu)、繞線機構(gòu)一、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)和基本概念一、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)和基本概念5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律0凸輪的實際輪廓為凸

8、輪的實際輪廓為ABCDAABCDA。凸輪的最小向徑稱為基圓半徑，。凸輪的最小向徑稱為基圓半徑，用用rbrb表示。表示。推程推程遠休止遠休止回程回程近休止近休止一、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)和基本概念一、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)和基本概念凸輪回轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)，凸輪回轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)，從動件經(jīng)歷推程從動件經(jīng)歷推程遠休止遠休止回程回程近休止四個階段。近休止四個階段。5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律對應(yīng)于從動件各個階段的運動，凸對應(yīng)于從動件各個階段的運動，凸輪所轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角分別稱為推程運動輪所轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角分別稱為推程運動角角 、遠休止角、遠休止角 、回程運動角、回程運動角 、近休止

9、角近休止角 。0ss0從動件在推程或回程中移動的距離從動件在推程或回程中移動的距離h h稱為行程。稱為行程。5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律以從動件的位移以從動件的位移s s為縱坐標，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角為縱坐標，對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角或時間或時間t t凸凸輪勻速轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)角輪勻速轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)角與時間與時間t t成正比為橫坐標，可以繪出成正比為橫坐標，可以繪出一個工作循環(huán)內(nèi)的位移線圖。一個工作循環(huán)內(nèi)的位移線圖。5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律取決于凸輪的輪廓形狀，反之，設(shè)計凸從動件的運動規(guī)律取決于凸輪的輪廓形狀，反之，設(shè)計凸輪機構(gòu)時，應(yīng)首先根據(jù)工

10、作要求確定從動件的運動規(guī)律，輪機構(gòu)時，應(yīng)首先根據(jù)工作要求確定從動件的運動規(guī)律，再據(jù)此來設(shè)計凸輪的輪廓曲線。再據(jù)此來設(shè)計凸輪的輪廓曲線。 從動件的運動規(guī)律是指其位移從動件的運動規(guī)律是指其位移s s、速度、速度v v和加速度和加速度a a等隨凸輪轉(zhuǎn)角等隨凸輪轉(zhuǎn)角 （時（時間間t t而變化的規(guī)律。這種規(guī)律可用方程表示，也可用線圖表示。而變化的規(guī)律。這種規(guī)律可用方程表示，也可用線圖表示。 )(tss )(tvv )(taa 二、凸輪機構(gòu)從動件運動規(guī)律二、凸輪機構(gòu)從動件運動規(guī)律1、等速運動規(guī)律：是指從動件在推程或回程的運動速度為常、等速運動規(guī)律：是指從動件在推程或回程的運動速度為常數(shù)的運動規(guī)律。凸輪以等

11、角速度轉(zhuǎn)動，從動件在推程中的行程數(shù)的運動規(guī)律。凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動，從動件在推程中的行程為為h。從動件作等速運動規(guī)律的運動線圖如圖所示。其位移曲。從動件作等速運動規(guī)律的運動線圖如圖所示。其位移曲線為斜直線，速度曲線為平直線，加速度曲線為零線。線為斜直線，速度曲線為平直線，加速度曲線為零線。5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律 運動特點運動特點: :從動件在推程始末兩點、處，速度有突變，瞬時加速度從動件在推程始末兩點、處，速度有突變，瞬時加速度理論上為無窮大，因而產(chǎn)生理論上亦為無窮大的慣性力。而實際上，理論上為無窮大，因而

12、產(chǎn)生理論上亦為無窮大的慣性力。而實際上，由于構(gòu)件材料的彈性變形，加速度和慣性力不至于達到無窮大，但仍由于構(gòu)件材料的彈性變形，加速度和慣性力不至于達到無窮大，但仍會對機構(gòu)造成強烈的沖擊，這種沖擊稱為會對機構(gòu)造成強烈的沖擊，這種沖擊稱為“剛性沖擊剛性沖擊”。因此，單獨。因此，單獨采用這種運動規(guī)律時，只能用于凸輪轉(zhuǎn)速很低以及輕載的場合。采用這種運動規(guī)律時，只能用于凸輪轉(zhuǎn)速很低以及輕載的場合。 運動特點運動特點: :在推程的始末點和在推程的始末點和前、后半程的交接處，加速度前、后半程的交接處，加速度有突變，因而慣性力也產(chǎn)生突有突變，因而慣性力也產(chǎn)生突變，但它們的大小及突變量均變，但它們的大小及突變量均

13、為有限值，由此將對機構(gòu)造成為有限值，由此將對機構(gòu)造成有限大小的沖擊，這種沖擊稱有限大小的沖擊，這種沖擊稱為為“柔性沖擊柔性沖擊”。在高速情況。在高速情況下，柔性沖擊仍會引起相當嚴下，柔性沖擊仍會引起相當嚴重的振動、噪聲和磨損，因此重的振動、噪聲和磨損，因此這種運動規(guī)律只適用于中速、這種運動規(guī)律只適用于中速、中載的場合。中載的場合。 2 2、等加速等減速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律: :是指從動件在一個行程中，前半是指從動件在一個行程中，前半行程作等加速運動，后半行程作等減速運動的運動規(guī)律。行程作等加速運動，后半行程作等減速運動的運動規(guī)律。5.2 5.2 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)

14、律運動特點運動特點: :在推程始末點處在推程始末點處仍有加速度的有限值的突變，仍有加速度的有限值的突變，即存在即存在“柔性沖擊柔性沖擊”，因此，因此只適用于中、低速。但若從只適用于中、低速。但若從動件作無停歇的升動件作無停歇的升降降升升型連續(xù)運動，則加速度曲線型連續(xù)運動，則加速度曲線為光滑連續(xù)的余弦曲線，消為光滑連續(xù)的余弦曲線，消除了除了“柔性沖擊柔性沖擊”，故可用，故可用于高速。于高速。 3.3.簡諧運動規(guī)律簡諧運動規(guī)律: :是指從動件加速度按余弦規(guī)律變化的運動是指從動件加速度按余弦規(guī)律變化的運動規(guī)律規(guī)律, ,也稱為余弦加速度運動規(guī)律。其位移曲線為簡諧曲線，也稱為余弦加速度運動規(guī)律。其位移曲線為簡諧曲線，速度曲線為正弦曲線，加速度曲線為余弦曲線。速度曲線為正弦曲線，加速度曲線為余弦曲線。