機(jī)械設(shè)計(jì)的基本與實(shí)踐凸輪機(jī)構(gòu)-1

1、w鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件2. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的情況分析w曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最小傳動角的位置。w極位夾角滿足什么條件，平面四桿機(jī)構(gòu)有急回特性？w在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，搖桿處于兩極限位置時(shí)，曲柄與連桿有何位置關(guān)系?w擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的傳動角恒等于多少度?w在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，以曲柄為原動件時(shí)，是否存在死點(diǎn)位置？回顧：任務(wù)引入：內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)盤形凸輪輪廓 凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闅忾y的上下移動，使氣門按照一定規(guī)律啟閉。 從動件的運(yùn)動規(guī)律取決于凸輪的曲線輪廓，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律。（關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)那€輪廓。） 任務(wù)引入：項(xiàng)目四 內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì) 示例

2、一內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闅忾y的上下移動，使氣門按照一定規(guī)律啟閉。 凸輪機(jī)構(gòu)是怎樣的一種機(jī)構(gòu)呢？ 凸輪機(jī)構(gòu)是通過凸輪與從動件間的接觸來傳遞運(yùn)動和動力，是一種常見的高副機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律。4.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用示例二車削手柄自動進(jìn)刀機(jī)構(gòu)凸輪的移動迫使刀架進(jìn)退，從而使工件被切出與凸輪的曲線輪廓相適應(yīng)的復(fù)雜外形。示例三送料機(jī)構(gòu)帶有凹槽的圓柱凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭訔U件的左右往復(fù)移動，凸輪每轉(zhuǎn)一周，從動桿件將儲料器中的一個(gè)毛坯推出至指定的加工位置。這種凸輪機(jī)構(gòu)可以看作是將移動凸輪卷繞在圓柱上形成的。從三個(gè)示例，得出：

3、1、組成：凸輪，從動件，機(jī)架2、作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹囊苿踊驍[動 3、特點(diǎn):(1)只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到所需?運(yùn)動規(guī)律 (2)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠，容易設(shè)計(jì)； (3)高副接觸，（點(diǎn)或線接觸，壓強(qiáng)大）易磨損。（因此 只適用于傳遞動力不大的場合。）4、應(yīng)用：適用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 4.1.2 凸輪機(jī)構(gòu)的分類一.按照凸輪的形狀不同可把凸輪分為以下幾種：1、盤形回轉(zhuǎn)凸輪（最基本的形式） 凸輪為一繞定軸旋轉(zhuǎn)、向徑變化的盤類零件。圖中凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹耐鶑?fù)移動。2、平板移動凸輪 凸輪實(shí)際是回轉(zhuǎn)中心在無窮遠(yuǎn)處的盤狀凸輪。圖中凸輪的水平方向的移動轉(zhuǎn)

4、變?yōu)閺膭蛹拇怪狈较虻囊苿?。凸輪是在圓柱體上制出的外凸或內(nèi)凹的凸輪曲線。圖中凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹叫杏谕馆嗇S線方向的移動。3、圓柱回轉(zhuǎn)凸輪 2、按從動件的形狀分類(1)、尖頂從動件特點(diǎn)：尖頂能與凸輪輪廓上所有的點(diǎn)接觸，能保證從動件運(yùn)動的準(zhǔn)確。(不能與凸輪輪廓上所有的點(diǎn)接觸，會使得即使設(shè)計(jì)出了正確的凸輪輪廓，也不能獲得所需的從動件的運(yùn)動規(guī)律。）從動件和凸輪之間是點(diǎn)接觸，容易磨損。應(yīng)用：傳力較小的低速凸輪機(jī)構(gòu)。(2)、滾子從動件（從動件的端部裝有滾子。）特點(diǎn)：滾子和凸輪之間為滾動摩擦，磨損小，且為線接觸，能承受較大的載荷。凸輪上凹陷的輪廓未必能很好的與凸輪接觸，從而會影響實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律。

5、（當(dāng)凸輪上有小的凹陷處的時(shí)候，由于滾子不能與凸輪上小的凹陷處的點(diǎn)接觸，會使得即使設(shè)計(jì)出了正確的凸輪輪廓，也不能獲得所需的從動件的運(yùn)動規(guī)律。）應(yīng)用：傳力較大的凸輪機(jī)構(gòu)。(3)、平底從動件（從動件的端部固定一平板.) 特點(diǎn)：平底與凸輪之間易于形成油膜，利于潤滑，磨損小。(但凸輪上凹陷的輪廓不能與平底接觸，從而會影響實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律)故此類凸輪機(jī)構(gòu)凸輪上不能有凹陷的輪廓。應(yīng)用：高速凸輪機(jī)構(gòu)。3.按從動件的運(yùn)動形式.移動從動件（從動件作直線移動。）按照從動件導(dǎo)路的中心線是否通過凸輪回轉(zhuǎn)中心，分為對心或偏置的移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)。偏心距e的定義與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)相同。.擺動從動件（從動件繞固定軸線擺動。）3

6、.按鎖合方式（使凸輪和從動件保持接觸的方式）的不同力鎖合凸輪，如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；形（幾何）鎖合凸輪，如溝槽凸輪、等徑凸輪及等寬凸輪等。 在一個(gè)凸輪上對稱安裝兩個(gè)帶滾輪的移動式從動件，從動件的位移中心通過凸輪轉(zhuǎn)動中心，不管凸輪轉(zhuǎn)到任何角度，這兩個(gè)從動件的滾輪中心距都是一個(gè)定值，設(shè)計(jì)出這樣的凸輪機(jī)構(gòu)叫等徑凸輪。等徑凸輪運(yùn)行時(shí)，兩邊的從動件就會同時(shí)、同向、同速的左右平移，且移動的距離恒定，相當(dāng)于是“等徑”概念。凸輪機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用廣泛，種類繁多，但不管是哪一種凸輪機(jī)構(gòu)，都是凸輪為原動件。凸輪在凸輪機(jī)構(gòu)中非常重要，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律。

7、凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是從從動件的運(yùn)動規(guī)律開始的，根據(jù)從動件的運(yùn)動規(guī)律和其它的附加條件來設(shè)計(jì)凸輪的曲線輪廓?；鶊A：以凸輪最小半徑r0所作的圓，r0稱為凸輪的基圓半徑。推程、推程運(yùn)動角：遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：回程、回程運(yùn)動角：近休、近休止角：行程（升程）：h(從動件的最大位移。）hss0位移：s=r-r04.2 從動件的術(shù)語和常用的運(yùn)動規(guī)律一.從動件的常用術(shù)語 圖為對心尖頂從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，從動件重復(fù)升停降停的運(yùn)動循環(huán)。從動件的位移s與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系可以用從動件的位移線圖來表示，如右圖所示。S與h注意：1.圖中凸輪回轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動件經(jīng)過升停降停的運(yùn)動過程。 凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，從動件重復(fù)升停降停的運(yùn)

8、動過程，通 常把這種升停降停的運(yùn)動過程稱為一個(gè)運(yùn)動循環(huán)。 2.一個(gè)運(yùn)動循環(huán)中，不一定都有推程 遠(yuǎn)休 回程 近休4個(gè)運(yùn)動過程。 但一定有推程和回程2個(gè)運(yùn)動過程。（從動件的運(yùn)動規(guī)律取決于凸 輪的曲線輪廓，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動 件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律。）位移線圖（曲線）位移線圖（曲線）：用來表示從動件的位移s與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線4.2.2 從動件常用的運(yùn)動規(guī)律一.含義：從動件的運(yùn)動規(guī)律是指從動件在運(yùn)動過程中，其位移、速度和加速度隨時(shí)間或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。二.從動件常用的運(yùn)動規(guī)律主要有3種：等速運(yùn)動 等加速等減速運(yùn)動 余弦加速度運(yùn)動 正弦加速度運(yùn)動1.等速運(yùn)動（凸輪勻速回轉(zhuǎn)時(shí)

9、，從動件在推程或回程為勻速運(yùn)動。）從動件推程運(yùn)動線圖如右圖：從動件推程運(yùn)動方程：線圖分析：線圖分析： 運(yùn)動特性：運(yùn)動特性：當(dāng)采用勻速運(yùn)動規(guī)律時(shí)，推桿在運(yùn)動的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)因速度有突變，在理論上加速度值為瞬時(shí)無窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，稱為剛性剛性沖擊沖擊。適用場合：低速、輕載。 2.等加速等減速運(yùn)動(從動件在一個(gè)升程或回程中，前半段作等加速運(yùn)動，后半段作等減速運(yùn)動。）從動件推程運(yùn)動線圖如右圖：從動件推程運(yùn)動方程：等加速段 等減速段 運(yùn)動特性：當(dāng)采用等加速等減速運(yùn)動規(guī)律時(shí)，在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗?，所以，?/p>

10、輪機(jī)構(gòu)中由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊。 適用場合：中速、輕載。線圖分析：線圖分析：3.余弦加速度運(yùn)動（也稱簡諧運(yùn)動規(guī)律，是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動。）從動件推程運(yùn)動線圖如右圖：從動件推程運(yùn)動方程：02022000cos2sin2cos12hahvhs 運(yùn)動特性：這種運(yùn)動規(guī)律的加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。 適用場合：中速、中載。線圖分析：線圖分析：4.正弦加速度運(yùn)動（也稱擺線運(yùn)動規(guī)律） 由運(yùn)動圖可見，其速度和加速度曲線都是連續(xù)的，因此沒有沖擊，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。線圖分析：線圖分析：從動件推程運(yùn)動線圖如右圖：從動件運(yùn)動規(guī)律的選擇1.

11、 選擇推桿運(yùn)動規(guī)律的基本要求 滿足機(jī)器的工作要求； 使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動力特性； 使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。(1) 只對推桿工作行程有要求，而對運(yùn)動規(guī)律無特殊要求 推桿運(yùn)動規(guī)律選取應(yīng)從便于加工和動力特性來考慮。 低速輕載凸輪機(jī)構(gòu)：采用圓弧、直線等易于加工的曲線作為凸輪輪廓曲線。 高速凸輪機(jī)構(gòu)：首先考慮動力特性，以避免產(chǎn)生過大的沖擊。 大質(zhì)量從動件不宜選用max太大的運(yùn)動規(guī)律 高速度從動件不宜選用amax太大的運(yùn)動規(guī)律2. 根據(jù)工作條件確定推桿運(yùn)動規(guī)律幾種常見情況(2)機(jī)器工作過程對從動件的的運(yùn)動規(guī)律有特殊要求 凸輪轉(zhuǎn)速不高，按工作要求選擇運(yùn)動規(guī)律；凸輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)，選定主運(yùn)動規(guī)律后，進(jìn)行組合改進(jìn)