機(jī)械原理課件--凸輪08分解上課講義.ppt

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1、機(jī)械原理課件--凸輪08分解3.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、類型和應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，就可使從?dòng)件實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件為點(diǎn)接觸或線接觸，壓強(qiáng)大，易于磨損，難加工，成本高。所以通常多用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)。由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。3.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的組成3.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的類型1.按凸輪形狀分：盤形凸輪、移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪1）盤形凸輪：凸輪是盤狀，且具有變化的向徑。是凸輪的最基本形式，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣泛2）移動(dòng)凸輪：凸輪是板狀，相對(duì)機(jī)架作直線移動(dòng)3）

2、圓柱凸輪：凸輪的輪廓曲線做在圓柱體上，凸輪與從動(dòng)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是空間運(yùn)動(dòng)，屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)。1）尖端從動(dòng)件：從動(dòng)件尖端能夠與任意復(fù)雜凸輪輪廓接觸，可實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但尖端易磨損，適合低速場(chǎng)合。2.按從動(dòng)件形狀分：尖端從動(dòng)件、曲面從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件和平底從動(dòng)件2）曲面從動(dòng)件從動(dòng)件端部為曲面形狀，磨損比尖端小3）滾子從動(dòng)件：凸輪與從動(dòng)件之間為滾動(dòng)摩擦，磨損小，用于傳遞較大動(dòng)力。4）平底從動(dòng)件：從動(dòng)件與凸輪間易形成油膜，潤滑狀況好，受力平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，常用于高速場(chǎng)合。但與之配合的凸輪輪廓要求全部外凸。2.按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分:直動(dòng)從動(dòng)件和擺動(dòng)從動(dòng)件

3、1）直動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段直線；2）擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為一段圓??；3）按從動(dòng)件與凸輪維持高副的形式分：力封閉和形封閉1）力封閉：指利用重力、彈簧力或其它外力使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸。2）形封閉：指利用高副元素本身的幾何形狀，使從動(dòng)件與凸輪輪廓始終保持接觸。優(yōu):結(jié)構(gòu)簡單，缺：加大了凸輪的尺寸和重量優(yōu):結(jié)構(gòu)簡單，缺：加大了凸輪的尺寸和重量凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離相等，且等于槽寬，缺：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律受限制。可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件的任意運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造精度高最大優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于任意要求的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，都

4、可以毫無困難地設(shè)計(jì)出凸輪廓線來實(shí)現(xiàn)。3.2凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用3.2.1凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊的機(jī)構(gòu)，具有很少的活動(dòng)構(gòu)件，占據(jù)空間少。最大缺點(diǎn)：由于是高副接觸，易磨損，用于傳力不大的場(chǎng)合。1.內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)對(duì)心平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)3.2.2凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用2.繞線機(jī)中用于排線的凸輪機(jī)構(gòu)尖端擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)3.沖床裝卸料中的凸輪機(jī)構(gòu)滾子直動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)4.自動(dòng)送料的凸輪機(jī)構(gòu)滾子直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)3.3從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3.1基本概念基圓：以凸輪輪廓的最小向徑rb所作的圓。升距：從動(dòng)件上升的最大距離h

5、推程：從動(dòng)件從最低位置到達(dá)最遠(yuǎn)位置。推程運(yùn)動(dòng)角：凸輪相應(yīng)所轉(zhuǎn)過的角度，用?角表示遠(yuǎn)休止角：從動(dòng)件在最遠(yuǎn)位置靜止不動(dòng)，對(duì)應(yīng)的?s角叫遠(yuǎn)休止角?；爻蹋簭膭?dòng)件從最高位置又回到起始位置?；爻踢\(yùn)動(dòng)角：凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度Φ′叫回程運(yùn)動(dòng)角。近休止角：從動(dòng)件在最近的位置停留不動(dòng)，對(duì)應(yīng)的角?s?叫近休止角。?+?s+Φ′+?s?=2π*?s、?s?角可分別或同時(shí)為零，但?、?′不能為零。1．等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3.2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律2．等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程前半段位移方程：3．余弦加速度（簡諧）運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移方程：4．正弦加速度（擺線）運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3.3從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)

6、律的選擇1．常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較2．從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選取原則3.4用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓反轉(zhuǎn)法原理：3.4.1直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪1．尖端從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）對(duì)心尖端從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已知基圓半徑r0，凸輪順時(shí)針ω1，推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線如圖。設(shè)計(jì)凸輪廓線a、取長度比例尺μl繪出基圓，把位移曲線的推程和回程等分,A點(diǎn)在基圓上，為凸輪起始點(diǎn)。b、作反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在基圓上由起始點(diǎn)A出發(fā)，沿-ω1依次取推程角、遠(yuǎn)休止角、回程角及近修止角，并將推程和回程角等分與位移曲線相同。等分點(diǎn)與O點(diǎn)連線即為反轉(zhuǎn)后導(dǎo)路位置。C、在導(dǎo)路線上從基圓開始向外截取s-φ曲

7、線相應(yīng)的線段長度，得到的一系列點(diǎn)即為反轉(zhuǎn)過程中從動(dòng)件尖端依次占據(jù)的位置。6'（2）偏置尖端從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)已知基圓半徑r0，凸輪順時(shí)針ω1，推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移曲線如圖，偏距e。設(shè)計(jì)凸輪廓線a、取長度比例尺μl繪出基圓及偏距，把位移曲線的推程和回程等分,A點(diǎn)在基圓上，為凸輪起始點(diǎn)。2．滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)基圓：理論廓線：實(shí)際廓線：理論廓線實(shí)際廓線等距線3．平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.2擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪4.4凸輪機(jī)構(gòu)壓力角和基本尺寸4.4.1凸輪機(jī)構(gòu)中作用力和壓力角W：作用在推桿上的載荷F：凸輪作用在推桿上推力α：推桿力與受力點(diǎn)速度方

8、向所夾銳角如圖：凸輪在推程的某個(gè)位置有效分力有害分力壓力角的大小是變化的壓力角越大，有效分力越小，有害分力越大，當(dāng)壓力角增大到一定程度時(shí)