機械設(shè)計基礎(chǔ)關(guān)于教材的講解課件

第三章凸輪機構(gòu)§3.1概述§3.2從動件的運動規(guī)律§3.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓§3.4凸輪機構(gòu)基本參數(shù)的確定§3.1概述高副機構(gòu)——點、線接觸凸輪：具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件一、組成：凸輪、從動件（推桿）、機架。二、類型

1）按凸輪的形狀分盤狀凸輪（平面凸輪）轉(zhuǎn)動、移動圓柱凸輪（空間凸輪）2）按從動件的形狀分：尖頂——磨損大（用于力不大，速度高，儀表中等）滾子——磨損?。ㄓ糜趥鬟f動力較大的場合，常用）平底——受力較平穩(wěn)，易存油，潤滑好（用于高速）3）按從動件的運動型式分：直動推桿：對心、偏置、擺動推桿將不同類型的凸輪和從動件組合起來，可得到各種不同型式的凸輪機構(gòu)?！?.1概述三、特點：優(yōu)點：1）從動件可實現(xiàn)任意的運動規(guī)律；2）構(gòu)件少（凸輪、從動件、機架），機構(gòu)簡單緊湊；3）便于設(shè)計。缺點：1）點接觸，易磨損；（用在動力不大的場合）2）凸輪加工復(fù)雜（靠模）；§3.2從動件的運動規(guī)律α-ωω從動件的運動規(guī)律，是指推桿在推程或回程時，其位移s、速度v、加速度a隨時間的變化規(guī)律，因為凸輪一般為等速轉(zhuǎn)動，所以推桿的運動規(guī)律又可表示為上述運動參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角δ變化的規(guī)律，即s=f1(t)=f(δ)v=ωf′(δ)A=ω*ωf′′(δ)=ωf′(δ)a==ω2f′′(δ)§3.2從動件的運動規(guī)律二、從動件常用運動規(guī)律推程、回程：位移s、速度v、加速度a變化規(guī)律1、等速運動規(guī)律（一次多項式運動規(guī)律）方程式：s=v=v0=a=0開始、終止兩點：剛性沖擊（v突變，a→∞）在運動的開始和終止處，速度有突變，加速度理論上為無窮大，因此產(chǎn)生理論上為無窮大的慣性力，使機構(gòu)產(chǎn)生強烈的沖擊——剛性沖擊（v突變，a→∞）優(yōu)點：設(shè)計簡單，制造簡單；缺點：有剛性沖擊；用于低速輕載?！?.2從動件的運動規(guī)律反轉(zhuǎn)法原理：圖示為一對心尖底推桿從動件盤形凸輪機構(gòu)?，F(xiàn)設(shè)想給整個機構(gòu)加一個公共的角速度（-ω），使其繞軸心0轉(zhuǎn)動，顯然這時凸輪與推桿之間的相對運動并未改變，但此時凸輪將靜止不動，而推桿則一方面隨其導(dǎo)路以角速度（-ω）繞軸心0作反轉(zhuǎn)運動，一方面又在其導(dǎo)路內(nèi)按預(yù)期的運動規(guī)律往復(fù)移動。顯然推桿在這種復(fù)合運動中，其尖底的運動軌跡即為凸輪的輪廓曲線。這種使原回轉(zhuǎn)的凸輪固定不動，而使原固定不動的導(dǎo)路和從動件繞凸輪軸心沿（-ω）方向反轉(zhuǎn)，同時從動件按預(yù)期的運動規(guī)律對導(dǎo)路作相對運動的方法稱反轉(zhuǎn)法。若為滾子推桿凸輪機構(gòu)，則推桿在這種復(fù)合運動中，滾子的軌跡將形成一個圓族，而凸輪的輪廓曲線即為與此圓族相切的曲線。即此圓族的包絡(luò)線?！?.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓正常凸輪機構(gòu)一、對心直動尖頂從動件盤形凸輪已知：r0、ω逆時針、從動件運動規(guī)律，步驟：1）選定μL，畫出基圓和最低位置；從最低位置沿-ω方向量取4個運動角；2）將位移曲線的推程運動角和回程運動角分成若干等份（4份）；3）在基圓上也將推程運動角和回程運動角分成相應(yīng)的等份；4）自基圓開始向外截取對應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角時的位置，得B1、B2…B9；5）將B1、B2…B9連成光滑曲線。二、偏置直動尖頂從動件盤形凸輪已知：r0、偏距e、ω逆時針、運動規(guī)律，繪制出位移曲線，然后用反轉(zhuǎn)法繪制凸輪輪廓。步驟：1）選定機構(gòu)圖比例尺μL，畫出基圓和推桿的最低位置；2）將位移曲線的推程運動角和回程運動角分成若干份（4等分）；3）在基圓上從0B0開始按（-ω）方向取推程運動角180°，遠休止角30°，回程運動角90°，

§3.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓§3.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓4）各位置導(dǎo)路線與偏距圓相切，在推桿諸運動線上自基圓開始向外截取對應(yīng)凸輪各轉(zhuǎn)角時推桿的位移，得到B1、B2、…、B9點；5）將B1、B2、…、B9點連成光滑的曲線，即所求得的凸輪輪廓。四、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)

已知：r0、機架長、擺桿長、運動規(guī)律方法與上述方法相似。在反轉(zhuǎn)運動中，擺動推桿的回轉(zhuǎn)中心A將沿著以凸輪的軸心0為圓心，以0A為半徑的圓作圓周運動。步驟：1)在基圓上從0A0開始按（-ω）方向取推程運動角180°，遠休止角30°，回程運動角90°，近休止角60°，并將推程與回程運動角分成與角位移線圖相同的等分(在基圓上分等分)。得到擺桿軸心A在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的位置A1、A2、…、A9。2）以點Ai（i=1，…9）為圓心，以擺桿長AB為半徑作圓弧，與基圓交于點C1、C2、…、C9。3）再分別從A1C1、A2C2、…、A9C9量取擺動推桿的角位移φ1、φ2、…、φ9，得A1B1、A2B2、…、A9B9。4）點B1、B2、…、B9即擺動推桿尖底在復(fù)合運動所占據(jù)的位置，將其連成光滑曲線即為凸輪的（理論）輪廓曲線。若是滾子接觸形式，則Bi（i=1，…9）為滾子中心在復(fù)合運動中的位置，所連曲線是理論輪廓曲線?！?.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓5）在理論輪廓曲線上，畫出一系列滾子圓，滾子圓族的包絡(luò)線即為凸輪的實際輪廓曲線。§3.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓§3.4凸輪機構(gòu)基本參數(shù)的確定基圓半徑r0、滾子半徑rr等尺寸的確定，要考慮：1）機構(gòu)的受力情況是否良好；2）動作是否靈活；3）尺寸是否緊湊等。一、滾子半徑rRρ實=ρ理-rr=0尖點＜0交叉ρ實min＞1～5mm經(jīng)驗公式：rr=（0.1～0.5）r0rr≤0.8ρ理min清除尖點、交叉現(xiàn)象的方法：1）r0↑；2）rr↓二、壓力角αα＜[α]許用壓力角：移動，推程[α]=30°擺動，推程[α]=40°～50°rTbminminrT＜minbmin

＝

min

－

rT＞0rT＝minminbmin

＝

min

－

rT＝0rrminrTrT＞minbmin

＝

min