機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第3章 凸輪機(jī)構(gòu)_第1頁(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第3章 凸輪機(jī)構(gòu)_第2頁(yè)
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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第3章 凸輪機(jī)構(gòu)_第4頁(yè)
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第7次課授課計(jì)劃

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程(kèchéng)環(huán)境本071-2班級(jí)09年9月21日章節(jié)名稱(chēng)第3章凸輪機(jī)構(gòu)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型§3-2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§3-3凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角教學(xué)內(nèi)容1、凸輪機(jī)構(gòu)的種類(lèi);2、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn);3、常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律;4、壓力角與作用力、凸輪尺寸的關(guān)系教學(xué)目的與要求1、了解凸輪機(jī)構(gòu)的種類(lèi)和特點(diǎn);2、掌握從動(dòng)件的常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;3、理解高副的壓力角;重點(diǎn)1.從動(dòng)件的常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;2.壓力角與作用力、凸輪尺寸的關(guān)系難點(diǎn)1.從動(dòng)件的常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;作業(yè)P52:3-1;3-2;教學(xué)手段多媒體參考資料《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)要點(diǎn)及習(xí)題解析》精品資料第3章凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型§3-2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§3-4圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓§3-3凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型

一、凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用1、組成:凸輪從動(dòng)件機(jī)架2、特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊;可精確實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單;高副接觸易磨損;制造較連桿機(jī)構(gòu)困難。3、應(yīng)用:用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求,載荷不大、行程較小的場(chǎng)合,廣泛用于各種機(jī)械,特別是控制裝置、儀器儀表、自動(dòng)機(jī)械中。精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)(yùndòng)形式分

按運(yùn)動(dòng)形式分直動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件偏置直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件

1)直動(dòng)推桿。即往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推桿。在直動(dòng)推桿中,若其軸線(xiàn)通過(guò)凸輪的回轉(zhuǎn)軸心,則稱(chēng)其為對(duì)心直動(dòng)推桿,否則稱(chēng)為偏置直動(dòng)推桿。

2)擺動(dòng)推桿。即作往復(fù)擺動(dòng)的推桿,分為:擺動(dòng)尖頂推桿、擺動(dòng)滾子推桿和擺動(dòng)平底推桿。

精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類(lèi)型1、按凸輪(tūlún)的形狀分盤(pán)形凸輪盤(pán)狀凸輪:凸輪的最基本型式。這種凸輪是一個(gè)繞固定軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)并且具有變化半徑的盤(pán)形零件精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型

精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型

精品資料移動(dòng)(yídòng)凸輪移動(dòng)凸輪:當(dāng)盤(pán)狀凸輪的回轉(zhuǎn)(huízhuǎn)中心趨于無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí),凸輪相對(duì)機(jī)架作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),這種凸輪稱(chēng)為移動(dòng)凸輪精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(yìngyòng)和類(lèi)型圓柱(yuánzhù)凸輪圓柱凸輪:將移動(dòng)凸輪卷成圓柱體即成為圓柱凸輪精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類(lèi)型精品資料盤(pán)形凸輪和移動(dòng)凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面(píngmiàn)運(yùn)動(dòng);而圓柱凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空間運(yùn)動(dòng),所以前兩者屬于平面(píngmiàn)凸輪機(jī)構(gòu),后者屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)。

精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型2、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式(xíngshì)和接觸形式(xíngshì)分尖端從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型接觸(jiēchù)形式比較接觸形式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用尖端滾子平底結(jié)構(gòu)緊湊,能與任意形狀的輪廓接觸,實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律。易磨損,承載能力低低速、輕載耐磨損結(jié)構(gòu)復(fù)雜中載,應(yīng)用最廣易形成油膜,潤(rùn)滑好,耐磨損;=C,一般=0,受力好,效率高凸輪廓線(xiàn)不能內(nèi)凹,運(yùn)動(dòng)規(guī)律受限制高速精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(yìngyòng)和類(lèi)型3、按凸輪與從動(dòng)件保持接觸(jiēchù)的方法分力封閉:重力、彈簧力重力封閉彈簧力封閉精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(yìngyòng)和類(lèi)型3、按凸輪與從動(dòng)件保持(bǎochí)接觸的方法分力封閉:重力、彈簧力幾何封閉:凹槽、等寬、等徑、主回凹槽凸輪凹槽凸輪機(jī)構(gòu):其凹槽兩側(cè)面間的距離等于滾子的直徑,故能保證滾子與凸輪始終接觸。顯然這種凸輪只能采用滾子從動(dòng)件。精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(yìngyòng)和類(lèi)型B等寬凸輪(tūlún)B精品資料§3-1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類(lèi)型等徑凸輪r1r2r1+r2=const(常數(shù)(chángshù))等徑凸輪機(jī)構(gòu)和等寬凸輪機(jī)構(gòu):其從動(dòng)件上分別裝有相對(duì)位置不變的兩個(gè)滾子和兩個(gè)平底,凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí),其輪廓能始終與兩個(gè)滾子或平底同時(shí)保持接觸。顯然,這兩種凸輪只能在1800范圍內(nèi)自由設(shè)計(jì)其廓線(xiàn),而另1800的凸輪廓線(xiàn)必須按照等徑或等寬的條件來(lái)確定,因而其從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自由選擇受到一定限制精品資料§3-1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類(lèi)型幾何(jǐhé)封閉的優(yōu)缺點(diǎn):免除彈簧附加的力,效率較高;機(jī)構(gòu)外廓尺寸較大,設(shè)計(jì)較復(fù)雜。主回凸輪也稱(chēng)共軛凸輪共軛凸輪機(jī)構(gòu):利用固定在同一軸上但不在同一平面內(nèi)的主、回兩個(gè)凸輪來(lái)控制一個(gè)從動(dòng)件,主凸輪驅(qū)使從動(dòng)件逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng);而回凸輪驅(qū)使從動(dòng)件順時(shí)針?lè)较蚍祷亍?/p>

精品資料2、偏置(piānzhì)距e偏置(piānzhì)圓3、行程h(或φmax)——從動(dòng)件的最大位移(或角位移)1、基圓半徑rmin——凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心到輪廓曲線(xiàn)的最短距離§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、名詞術(shù)語(yǔ)rminrmin精品資料§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律4、運(yùn)動(dòng)(yùndòng)過(guò)程凸輪轉(zhuǎn)角廓線(xiàn)從動(dòng)件行程推程推程運(yùn)動(dòng)角升h遠(yuǎn)休止程遠(yuǎn)休止角停止回程回程運(yùn)動(dòng)角降h近休止程近休止角停止位移曲線(xiàn)精品資料┛┛動(dòng)畫(huà)§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律精品資料§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律二、從動(dòng)件常用(chánɡyònɡ)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律邊界條件:在行程的始、末點(diǎn),速度有突變,a∞,慣性力很大,引起剛性沖擊;適用于低速。討論方程:精品資料§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律回程(huíchéng)二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律邊界條件:在行程的始、末點(diǎn),速度有突變,a∞,慣性力很大,引起剛性沖擊;適用于低速。討論精品資料精品資料精品資料第8次課授課計(jì)劃

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程環(huán)境(huánjìng)本071-2班級(jí)09年9月24日章節(jié)名稱(chēng)§3-4圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓

教學(xué)內(nèi)容1、反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)偏置尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓;2、反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓;3、反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)平底直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓;4、反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓教學(xué)目的與要求1.掌握反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓。重點(diǎn)反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓難點(diǎn)反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓作業(yè)教學(xué)手段多媒體參考資料《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)要點(diǎn)及習(xí)題解析》精品資料一、凸輪廓線(xiàn)設(shè)計(jì)(shèjì)方法的基本原理基本(jīběn)方法:反轉(zhuǎn)法給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以“-”時(shí),不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),此時(shí),凸輪將靜止,而從動(dòng)件尖頂復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線(xiàn)。O§3—4圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓基本問(wèn)題:已知:rmin、(方向)、e(大小、方向),從動(dòng)件的類(lèi)型及運(yùn)動(dòng)規(guī)律,求凸輪廓線(xiàn)。凸輪-----靜止機(jī)架-----以“-”繞o點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)件隨機(jī)架以“-”反轉(zhuǎn)相對(duì)機(jī)架按s=f()運(yùn)動(dòng)反轉(zhuǎn)法顯然:反轉(zhuǎn)后跡點(diǎn)的軌跡即是凸輪的理論廓線(xiàn)。精品資料已知:rmin,(方向(fāngxiàng)),e,s=f(),設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)1.直動(dòng)尖頂(jiāndǐng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪二、用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)S-δ線(xiàn)圖Oμsμl精品資料2、直動(dòng)滾子(ɡǔnzǐ)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪已知:rmin,(方向(fāngxiàng)),e,rr,s=f(),設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)。S-δ線(xiàn)圖μsμl把滾子中心A當(dāng)作尖端精品資料2、直動(dòng)滾子(ɡǔnzǐ)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪O理論(lǐlùn)廓線(xiàn)

以理論廓線(xiàn)上各點(diǎn)為圓心,作滾子圓族,其包絡(luò)線(xiàn)即為實(shí)際廓線(xiàn)。實(shí)際廓線(xiàn)已知:rmin

,(方向),e,rr,s=f(),設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)。動(dòng)畫(huà)S-δ線(xiàn)圖μsμl精品資料3、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tūlún)已知:rmin,(方向(fāngxiàng)),s=f(),設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)。在理論廓線(xiàn)上各點(diǎn)作出相應(yīng)的平底直線(xiàn)族,其包絡(luò)線(xiàn)即為實(shí)際廓線(xiàn)。動(dòng)畫(huà)S-δ線(xiàn)圖精品資料4、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)已知:rmin,(方向(fāngxiàng)),機(jī)架長(zhǎng)LOA,擺桿長(zhǎng)LAB,=f(),設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)?!?δ線(xiàn)圖μφ精品資料4、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)已知:rmin,(方向(fāngxiàng)),機(jī)架長(zhǎng)LOA,擺桿長(zhǎng)LAB,=f(),設(shè)計(jì)凸輪廓線(xiàn)。討論若為滾子從動(dòng)件,則作滾子圓族的包絡(luò)線(xiàn)為實(shí)際廓線(xiàn);若為平底從動(dòng)件,則作平底族的包絡(luò)線(xiàn)為實(shí)際廓線(xiàn);反轉(zhuǎn)角度的度量——擺桿中心A繞O的轉(zhuǎn)角;精品資料一、凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力(yālì)角與作用力的關(guān)系壓力(yālì)角:不計(jì)摩擦?xí)r,從動(dòng)件受力方向與速度方向的夾角。也就是接觸處法線(xiàn)方向與從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向的夾角17FF"F′F"=F′tanF′一定,↑

→F"↑

→↓甚至自鎖∴max≤[]=30°——直動(dòng)=45°——擺動(dòng)精品資料

P與e在輪心O點(diǎn)的同側(cè),取“-”,異側(cè)取“+”。討論(tǎolùn)與s有關(guān),各點(diǎn)不同;與e的大小(dàxiǎo)和方位有關(guān);當(dāng)s、ds/dδ、e一定時(shí),二、凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角與基圓半徑rmin的關(guān)系偏置的目的:減小推程壓力角精品資料確定(quèdìng)r0的原則:在結(jié)構(gòu)(jiégòu)尺寸允許的條件下,盡可能使減小;在不超過(guò)的條件下,選較小的r0。確定r0的方法①初選r0驗(yàn)算方法:初選r0,計(jì)算出各點(diǎn)的,使max≤;③由求出r0min的圖解安全區(qū)法;④諾模圖法。②根據(jù)計(jì)算設(shè)計(jì)法:在上式中代入δ的一系列值,可求出對(duì)應(yīng)的一系列r0值r01、

r02、、

r0n,應(yīng)使:精品資料三、滾子半徑(bànjìng)的確定設(shè):當(dāng)理論(lǐlùn)廓線(xiàn)內(nèi)凹時(shí),當(dāng)理論廓線(xiàn)外凸時(shí),輪廓變尖輪廓失真精品資料輪廓變尖輪廓失真為避免運(yùn)動(dòng)(yùndòng)失真,常?。夯騧in的求法:①圖解近似(jìnsì)確定---三圓法②解析法逐點(diǎn)計(jì)算、比較,確定min。注意從結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度方面考慮,滾子半徑rT不能太小,通常取若rT不能減小而又出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真,怎么辦?精品資料舉例(jǔlì)例、圖示凸輪機(jī)構(gòu)中,從動(dòng)件的起始

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