《Ch凸輪機(jī)構(gòu)》課件

《Ch凸輪機(jī)構(gòu)》課件概述本課件介紹凸輪機(jī)構(gòu)的基本原理、分類、設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用。凸輪機(jī)構(gòu)是一種廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動系統(tǒng)中的重要機(jī)構(gòu)，它通過凸輪和從動件的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動的轉(zhuǎn)換。WDCh凸輪機(jī)構(gòu)的定義機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)Ch凸輪機(jī)構(gòu)是一種常用的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動或其他復(fù)雜運(yùn)動。凸輪Ch凸輪機(jī)構(gòu)的核心部件是凸輪，它是一個(gè)具有特定形狀的旋轉(zhuǎn)部件，用于控制從動件的運(yùn)動。從動件從動件是跟隨凸輪運(yùn)動的部件，通常通過滾子或滑塊與凸輪接觸，并執(zhí)行所需的運(yùn)動。Ch凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊凸輪機(jī)構(gòu)通常具有緊湊的結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省空間，適用于狹小空間。運(yùn)動靈活凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動軌跡，例如直線運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、復(fù)雜曲線運(yùn)動等?？蓪?shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動凸輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種復(fù)雜的運(yùn)動規(guī)律，滿足自動化設(shè)備的特殊需求。Ch凸輪機(jī)構(gòu)的分類按凸輪形狀分類按凸輪形狀分類可分為圓柱凸輪、盤形凸輪、球面凸輪等，其中圓柱凸輪應(yīng)用最廣泛。不同的凸輪形狀可實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動規(guī)律。按從動件運(yùn)動軌跡分類按從動件運(yùn)動軌跡分類可分為平面凸輪機(jī)構(gòu)、空間凸輪機(jī)構(gòu)，平面凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪和從動件都在同一平面上運(yùn)動，而空間凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪和從動件則在不同的平面上運(yùn)動。圓柱面凸輪機(jī)構(gòu)圓柱面凸輪機(jī)構(gòu)是指凸輪輪廓為圓柱面的凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪輪廓為圓柱面，軸線平行于從動件運(yùn)動方向。圓柱面凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但其應(yīng)用范圍相對較窄。平面凸輪機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)是指凸輪和從動件均在同一平面內(nèi)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式多樣，可實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動規(guī)律，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中。常見的平面凸輪機(jī)構(gòu)包括盤形凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪凸輪機(jī)構(gòu)等。平面凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉。但其缺點(diǎn)是運(yùn)動精度較低，易產(chǎn)生噪聲，并且只能實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動?？臻g凸輪機(jī)構(gòu)復(fù)雜運(yùn)動空間凸輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的三維運(yùn)動，例如旋轉(zhuǎn)、平移和傾斜。廣泛應(yīng)用空間凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)器人和自動化設(shè)備等領(lǐng)域。設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)空間凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)相對復(fù)雜，需要考慮三維空間的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)。凸輪機(jī)構(gòu)的基本要素11.凸輪凸輪是機(jī)構(gòu)的核心部件，它是一個(gè)形狀不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體或擺動體，通常由金屬材料制成。22.隨動件隨動件是機(jī)構(gòu)中被凸輪驅(qū)動運(yùn)動的零件，通常通過滾動接觸或滑動接觸與凸輪配合。33.機(jī)架機(jī)架是凸輪機(jī)構(gòu)的固定部分，通常是機(jī)床的底座或其他固定裝置。44.傳動件傳動件是將動力傳遞到凸輪機(jī)構(gòu)的零件，可以是電機(jī)、液壓馬達(dá)等。凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)選取凸輪廓線凸輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)選取，首先要確定凸輪廓線，這將決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律和尺寸。運(yùn)動規(guī)律其次，要確定從動件的運(yùn)動規(guī)律，例如等速運(yùn)動、勻加速運(yùn)動等。這將影響凸輪的形狀和尺寸。尺寸參數(shù)最后，要確定凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)，包括凸輪半徑、從動件尺寸等。這些參數(shù)將影響機(jī)構(gòu)的尺寸和運(yùn)動精度。凸輪曲線的幾何設(shè)計(jì)1確定運(yùn)動規(guī)律根據(jù)機(jī)構(gòu)要求確定從動件運(yùn)動規(guī)律2選定凸輪型線選擇合適的凸輪型線，例如正弦曲線或圓弧曲線3計(jì)算凸輪輪廓根據(jù)運(yùn)動規(guī)律和型線方程，計(jì)算凸輪輪廓點(diǎn)坐標(biāo)4繪制凸輪圖形根據(jù)計(jì)算出的坐標(biāo)，繪制凸輪輪廓圖正凸輪機(jī)構(gòu)定義正凸輪機(jī)構(gòu)指凸輪的輪廓線與從動件運(yùn)動方向一致，并沿此方向發(fā)生位移，從而帶動從動件運(yùn)動。特點(diǎn)正凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易于設(shè)計(jì)和加工，但從動件的運(yùn)動規(guī)律受凸輪輪廓線的限制，通常不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律。負(fù)凸輪機(jī)構(gòu)11.凸輪廓線形狀負(fù)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線外側(cè)為凹形，凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，從動件沿凸輪廓線內(nèi)側(cè)滑動。22.壓力角變化負(fù)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角隨凸輪旋轉(zhuǎn)角度而變化，在凸輪輪廓線外側(cè)，壓力角較大。33.優(yōu)缺點(diǎn)負(fù)凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，但加工難度較大，成本較高。44.應(yīng)用場景負(fù)凸輪機(jī)構(gòu)常用于需要較大壓力角，且要求傳動平穩(wěn)的場合，例如精密機(jī)械、自動化設(shè)備等。漸開線型凸輪定義漸開線型凸輪是一種常見的凸輪機(jī)構(gòu)類型，其凸輪廓線是由一條漸開線形成的。漸開線型凸輪機(jī)構(gòu)通常用于需要精確的運(yùn)動控制和較高的效率的應(yīng)用中。優(yōu)點(diǎn)漸開線型凸輪具有以下優(yōu)點(diǎn)：滾子與凸輪之間滾動接觸，摩擦力小，效率高。凸輪曲線設(shè)計(jì)靈活，易于實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動規(guī)律。應(yīng)用漸開線型凸輪在各種機(jī)械設(shè)備中都有應(yīng)用，例如：機(jī)床、印刷機(jī)、包裝機(jī)等。此外，漸開線型凸輪也用于自動控制系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動控制。最大垂直力曲線最大垂直力曲線展示了凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中，從動件受到的最大垂直力隨凸輪轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。通過分析最大垂直力曲線，可以了解凸輪機(jī)構(gòu)在工作過程中的受力情況，為凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇提供參考。最大垂直力比較分析類型最大垂直力特點(diǎn)正凸輪機(jī)構(gòu)較大運(yùn)動精度高，結(jié)構(gòu)緊湊負(fù)凸輪機(jī)構(gòu)較小運(yùn)動精度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜漸開線型凸輪中等運(yùn)動精度中等，結(jié)構(gòu)簡單速度分析凸輪機(jī)構(gòu)速度分析是研究從動件速度變化規(guī)律的過程。該過程可通過微分幾何方法進(jìn)行分析，計(jì)算出從動件的線速度和角速度。速度分析對于優(yōu)化凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性至關(guān)重要，例如確保從動件在特定位置獲得所需的速度。1瞬時(shí)速度2平均速度3最大速度加速度分析凸輪機(jī)構(gòu)的加速度分析是重要的環(huán)節(jié)。通過分析可以了解從動件的運(yùn)動規(guī)律，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)行過程中的動態(tài)特性。0.5最大加速度1最小加速度10變化規(guī)律動力分析凸輪機(jī)構(gòu)的動力分析主要研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律和受力情況。分析方法包括：速度分析、加速度分析、力和功率分析。動力分析可以幫助我們了解機(jī)構(gòu)的工作效率，優(yōu)化機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高其運(yùn)行可靠性和安全性。材料選擇金屬材料耐磨性強(qiáng)、強(qiáng)度高、剛度好，應(yīng)用廣泛，常見材料包括鋼、鑄鐵、銅合金等。塑料材料成本低、耐腐蝕、加工方便，適合制作輕便、耐磨的凸輪機(jī)構(gòu)。橡膠材料緩沖性能好、減振效果顯著，常用于制備凸輪機(jī)構(gòu)中的緩沖塊，減輕運(yùn)動部件的沖擊。工藝流程1設(shè)計(jì)階段根據(jù)應(yīng)用場景和功能需求，設(shè)計(jì)凸輪輪廓，確定尺寸參數(shù)，并進(jìn)行力學(xué)分析。2加工階段采用精密加工設(shè)備，對凸輪、從動件等零部件進(jìn)行加工，確保尺寸精度和表面質(zhì)量。3裝配調(diào)試將加工完成的零部件組裝成凸輪機(jī)構(gòu)，進(jìn)行調(diào)試，確保運(yùn)動精度和運(yùn)行穩(wěn)定性。裝配與調(diào)試準(zhǔn)備工作首先，確保所有組件已按照圖紙加工完成，并且沒有損壞或缺失。接下來，清潔所有組件，去除表面灰塵和油污，避免影響裝配精度。裝配過程根據(jù)裝配圖紙，將各組件按順序安裝到位，確保每個(gè)組件的連接緊固可靠。在裝配過程中，注意對齊精度，避免產(chǎn)生裝配誤差。調(diào)試步驟裝配完成后，進(jìn)行調(diào)試，檢查凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動是否符合設(shè)計(jì)要求，并調(diào)整相關(guān)參數(shù)，直至達(dá)到預(yù)期效果。性能測試調(diào)試完成后，進(jìn)行性能測試，驗(yàn)證凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動精度、穩(wěn)定性和可靠性，并記錄測試結(jié)果，為后續(xù)改進(jìn)提供參考。常見故障及維修凸輪磨損凸輪磨損會影響運(yùn)動規(guī)律，產(chǎn)生噪聲，甚至導(dǎo)致運(yùn)動失效。更換新凸輪或進(jìn)行修復(fù)。從動件磨損從動件磨損會導(dǎo)致運(yùn)動不精確，甚至產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。更換從動件或進(jìn)行修復(fù)。應(yīng)用案例1凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于自動化領(lǐng)域。例如，自動門開啟器就是一個(gè)典型的應(yīng)用案例。凸輪機(jī)構(gòu)通過精確的運(yùn)動控制，實(shí)現(xiàn)門的平穩(wěn)開啟和關(guān)閉，提高了安全性，也節(jié)省了人力成本。應(yīng)用案例2自動包裝機(jī)是一種常見應(yīng)用。凸輪機(jī)構(gòu)用于控制包裝機(jī)的送料、封口、切割等動作。凸輪機(jī)構(gòu)的精確運(yùn)動保證了包裝產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。凸輪機(jī)構(gòu)可以根據(jù)包裝產(chǎn)品的尺寸和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的包裝動作。應(yīng)用案例3凸輪機(jī)構(gòu)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用非常廣泛，例如包裝盒的封口、標(biāo)簽的粘貼、產(chǎn)品的輸送等等。凸輪機(jī)構(gòu)可以根據(jù)不同的包裝要求，設(shè)計(jì)不同的運(yùn)動軌跡，實(shí)現(xiàn)精確的控制。通過凸輪機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)包裝機(jī)械的高效、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的工作，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。應(yīng)用案例4包裝行業(yè)凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于包裝機(jī)械，例如自動包裝機(jī)。發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)在發(fā)動機(jī)中控制氣門開閉，提高效率。工業(yè)自動化凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)械臂，提供精確的運(yùn)動控制。應(yīng)用案例5在汽車發(fā)動機(jī)中，凸輪軸是關(guān)鍵部件之一。它通過控制氣門的開啟和關(guān)閉來調(diào)節(jié)氣門的進(jìn)排氣時(shí)間，進(jìn)而影響發(fā)動機(jī)的性能。凸輪軸的形狀決定了發(fā)動機(jī)的工作特性，例如動力、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。不同型號的汽車發(fā)動機(jī)使用不同的凸輪軸，以滿足不同的性能需求。凸輪軸的制造和設(shè)計(jì)對汽車發(fā)動機(jī)的性能至關(guān)重要。凸輪軸的材料、加工精度和表面處理都影響著發(fā)動機(jī)的壽命和可靠性。本課程的主要收獲深入了解凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)了凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用案例，掌握了凸輪機(jī)構(gòu)的基本知識和應(yīng)用技巧。提升設(shè)計(jì)