機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第三章ppt

第3章凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)§3－1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類型§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§3－4圖解法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓§3－5解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓精品資料精品資料1

132e精品資料1

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132e精品資料132e精品資料132e精品資料132e精品資料132e精品資料132e精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料eh凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)——由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。精品資料§3－1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類型

精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云設(shè)計(jì)：潘存云312A線繞線機(jī)構(gòu)(jīgòu)312A線應(yīng)用實(shí)例：精品資料§3－1凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型

精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云3皮帶輪5卷帶輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)精品資料§3－1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類型精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云132送料機(jī)構(gòu)(jīgòu)精品資料§3－1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類型結(jié)構(gòu)：三個(gè)構(gòu)件(gòujiàn)、盤(柱)狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。作用：將連續(xù)回轉(zhuǎn)=>

從動(dòng)件直線移動(dòng)或擺動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：可精確實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，簡(jiǎn)單緊湊。缺點(diǎn)：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。應(yīng)用：內(nèi)燃機(jī)、牙膏生產(chǎn)等自動(dòng)線、補(bǔ)鞋機(jī)、配鑰匙機(jī)等。分類：1)按凸輪形狀分：盤形、移動(dòng)、

圓柱凸輪(端面

)。2)按推桿形狀分：尖頂、滾子、平底從動(dòng)件。特點(diǎn)：尖頂－－構(gòu)造簡(jiǎn)單、易磨損、用于儀表機(jī)構(gòu)；滾子――磨損小，應(yīng)用廣；平底――受力好、潤(rùn)滑好，用于高速傳動(dòng)。精品資料3機(jī)架2從動(dòng)件eh1凸輪(tūlún)高副

精品資料§3－1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類型凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的分類1、按凸輪的形狀分盤形凸輪移動(dòng)凸輪溫故知新圓柱凸輪精品資料§3－1凸輪機(jī)構(gòu)(jīgòu)的應(yīng)用和類型2、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)形式和接觸形式分尖端從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件精品資料接觸形式(xíngshì)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(rènyì)形狀的輪廓接觸，實(shí)現(xiàn)任意(rènyì)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，效率高凸輪廓線不能內(nèi)凹，運(yùn)動(dòng)規(guī)律受限制高速精品資料r1r2r1+r2=constW凹槽凸輪等寬凸輪(tūlún)等徑凸輪優(yōu)點(diǎn)：只需要設(shè)計(jì)(shèjì)適當(dāng)?shù)妮喞€，從動(dòng)件便可獲得任意的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)(shèjì)方便。缺點(diǎn)：線接觸，容易磨損。作者：潘存云教授精品資料2、偏置(piānzhì)距e偏置(piānzhì)圓3、升程h（或φmax）——1、基圓半徑r0——§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、名詞術(shù)語(yǔ)r0r0凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心到輪廓曲線的最短距離從動(dòng)件的最大位移（或角位移精品資料§3—2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律4、運(yùn)動(dòng)(yùndòng)過程凸輪轉(zhuǎn)角廓線從動(dòng)件行程推程推程運(yùn)動(dòng)角升程h遠(yuǎn)休止程遠(yuǎn)休止角停止回程回程運(yùn)動(dòng)角降程h近休止程近休止角停止位移曲線精品資料§3－2從動(dòng)件的常用(chánɡyònɡ)運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本任務(wù):1)根據(jù)工作要求選定凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)的形式;2)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律;3)合理確定結(jié)構(gòu)尺寸;4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律精品資料等速運(yùn)動(dòng)(děnɡsùyùndònɡ)Φ精品資料簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(jiǎnxiéyùndònɡ)精品資料正弦(zhèngxián)加速度運(yùn)動(dòng)精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt正弦(zhèngxián)改進(jìn)等速三、改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)規(guī)律將幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合，以改善運(yùn)動(dòng)特性。+∞-∞v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt精品資料3壓力(yālì)角和傳動(dòng)角精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云OBω1定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)B速度(sùdù)方向間的夾角α→F”↑，若α大到一定程度時(shí)，會(huì)有：→機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖?！?－3

凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角αnn一、壓力角與作用力的關(guān)系不考慮摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。FF’F”F’----有用分力,沿導(dǎo)路方向F”----有害分力，垂直于導(dǎo)路F”=F’tgαF’

一定時(shí)，α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常工作，要求：α

<[α]精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云OBω1二、壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)尺寸(chǐcun)之間的關(guān)系P點(diǎn)為速度瞬心，于是有：v=lOPω1r0↑

[α]=30?

----直動(dòng)從動(dòng)件；[α]=35°～45°----擺動(dòng)從動(dòng)件；[α]=70°～80°----回程。nnP→lOP=v2/ω1eαds/dφ=ds

/dφ=lOC+lCPlCP=lOC=elCP=ds/dφ-etgα

=S+r20

-e2ds/dφ-e→α↓C

(S+S0

)tgα

S0=r20-e2若發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果α〉[α]，可增大r0s0sDv2v2r0精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云OBω1αds/dφ

得：tgα

=S+r20

-e2ds/dφ

+enn同理，當(dāng)導(dǎo)路位于中心(zhōngxīn)左側(cè)時(shí)，有：lOP=lCP-lOC

→lCP=ds/dφ

+e

于是：tgα

=S+r20

-e2ds/dφ

±ee“+”

用于導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)；“-”

用于導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)；顯然，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時(shí)，壓力角將減小。注意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時(shí)增大了回程壓力角，故偏距e不能太大。PClCP=(S+S0

)tgαS0=r02-e2r0s0sD正確偏置：導(dǎo)路位于與凸輪旋轉(zhuǎn)方向ω1相反的位置。精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云nn提問：對(duì)于(duìyú)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)：α＝？0v2Oω1rmin精品資料1.凸輪廓線設(shè)計(jì)(shèjì)方法的基本原理§3－4圖解法設(shè)計(jì)(shèjì)凸輪輪廓2.用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線1)對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪3)滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪4)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪2)偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪5)擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云一、凸輪廓線設(shè)計(jì)(shèjì)方法的基本原理反轉(zhuǎn)原理：依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，例如：給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以-ω1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。尖頂凸輪繪制動(dòng)畫滾子凸輪繪制動(dòng)畫O-ω13’1’2’331122ω1精品資料二、直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓(lúnkuò)的繪制精品資料1.偏置(piānzhì)直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪精品資料偏置(piānzhì)尖頂凸輪精品資料已知條件：1、從動(dòng)件位移(wèiyí)線圖；2、偏置距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件(tiáojiàn)：1、從動(dòng)件位移線圖；2、偏置距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動(dòng)件位移線圖；2、偏置(piānzhì)距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動(dòng)件位移線圖；2、偏置(piānzhì)距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動(dòng)件位移線圖；2、偏置距e；3、基圓半徑(bànjìng)r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動(dòng)件位移線圖；2、偏置(piānzhì)距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云s2δ1911131513578rminA120°-ω11’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論(lǐlùn)輪廓實(shí)際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(nèi)(外)包絡(luò)線。3.滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪滾子直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。60°120°90°90°ω1精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云ρa(bǔ)－工作輪廓(lúnkuò)的曲率半徑，ρ－理論輪廓(lúnkuò)的曲率半徑，rT－滾子半徑ρ<rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT<0對(duì)于外凸輪廓，要保證正常工作，應(yīng)使：ρmin>rT

輪廓失真滾子半徑的確定ρa(bǔ)＝ρ＋rT

ρ＝rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT＝0輪廓正常輪廓變尖ρ內(nèi)凹ρa(bǔ)rTrTρrTρρ>rT

ρa(bǔ)＝ρ－rT

輪廓正常外凸rTρa(bǔ)ρ精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云s2δ1911131513578rmin對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)步驟：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。④作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。4.對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ω1ω1A1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’12345678151413121110960°120°90°90°精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云對(duì)平底推桿凸輪(tūlún)機(jī)構(gòu)，也有失真現(xiàn)象。Ormin可通過增大rmin解決此問題。rmin精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云120°B’1φ1rmin60°120°90°90°s2δ1擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪的基圓半徑(bànjìng)rmin，角速度ω1，擺桿長(zhǎng)度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離d，擺桿角位移方程，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。三、擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)1’2’3’4’56785’6’7’8’B1B2B3B4B5B6B7B860°90°ω1-ω1dABl1234B’2φ2B’3φ3B’4φ4B’5φ5B’6φ6B’7φ7A1A2A3A4A5A6A7A8精品資料設(shè)計(jì)(shèjì)：潘存云ρθB0OBδ1S0S2§3－5解析(jiěxī)法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓結(jié)果：求出輪廓曲線的解析表達(dá)式---已知條件：e、rmin、rT、S2=S2(δ1)、ω1及其方向。理論輪廓的極坐標(biāo)參數(shù)方程：ρ=(S2+S0)2+e2原理：反轉(zhuǎn)法。θ=δ1+β–β0其中：S0=r2min–e2tgβ0=e/S0