《凸輪機構及設計》PPT課件

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1、前情提要機械原理這門課程的核心就是研究機構的結構分析，運動分析，以及對平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和齒輪系進行分析與設計。凸輪機構及其設計制作：電子科技大學范娜通過學習平面四桿機構：（1）熟悉了平面四桿機構特點、類型（2）掌握平面四桿機構的基本特性（3）掌握平面四桿機構的設計制作：電子科技大學范娜第九章凸輪機構及其設計本章主要內(nèi)容：（1）熟悉凸輪機構特點、類型和運用（9.1）（2）掌握推桿的運動規(guī)律（9.2）（3）掌握凸輪輪廓曲線的設計和凸輪基本尺寸的確定（9.3-9.4）★★★★★制作：電子科技大學范娜9-1凸輪機構的應用和

2、分類1.凸輪機構的組成和應用（1）凸輪的組成凸輪機構的組成凸輪（原動件）推桿（從動件）機架凸輪機構的運動凸輪：勻速運動推桿：間歇（連續(xù)）移動或擺動制作：電子科技大學范娜9-1凸輪機構的應用和分類1.凸輪機構的應用（2）凸輪的應用自動機床進刀凸輪機構內(nèi)燃機配氣凸輪機構凸輪應用非常廣泛，下面舉兩個例子：凸輪是一個具有曲線輪廓或是凹槽的構件。制作：電子科技大學范娜9-1凸輪機構的應用和分類1.凸輪機構的應用（3）凸輪的特點最大優(yōu)點：只要適當設計出凸輪的輪廓曲線，就可以是推桿得到各種預期的運動規(guī)律，而且響應快速，機構簡單緊湊.缺點：凸輪廓

3、線與推桿之間的點、線接觸易磨損，凸輪制造較困難。制作：電子科技大學范娜9-1凸輪機構的應用和分類2.凸輪機構的分類（1）按照凸輪的形狀分類盤形凸輪（移動凸輪）圓柱凸輪具有變化向徑的盤型構件繞固定軸線回轉。將凸輪看作是轉軸在無窮遠處，作往復移動。在圓柱端面上開曲線凹槽或是在圓柱端面上作出曲線輪廓。制作：電子科技大學范娜9-1凸輪機構的應用和分類2.凸輪機構的分類（2）按推桿形狀及運動形式分類推桿形狀：尖頂推桿、滾子推桿和平底推桿推桿的運動形式：直動推桿和擺動推桿對心直動推桿偏置直動推桿直動推桿的軸線通過凸輪的回轉中心作移動運動的推桿

4、作擺動運動的推桿9-1凸輪機構的應用和分類2.凸輪機構的分類（2）按推桿形狀及運動形式分類對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構對心直動平底推桿盤形凸輪機構偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構擺動尖頂推桿盤形凸輪機構擺動滾子推桿盤形凸輪機構擺動平底推桿盤形凸輪機構9-1凸輪機構的應用和分類2.凸輪機構的分類（3）按凸輪與推桿保持接觸的方法分類力封閉凸輪機構（利用推桿的重力、彈簧力來使它們接觸）幾何封閉凸輪機構（利用凸輪和推桿特殊的幾何結構來使它們接觸）溝槽凸輪等寬凸輪等徑凸輪共軛凸輪制作：電子科技大學范娜9-2推桿的運動規(guī)律設計出合適的凸輪廓線確定

5、凸輪的尺寸凸輪機構的任務：根據(jù)推桿的運動規(guī)律以下介紹幾種推桿常用的運動規(guī)律。制作：電子科技大學范娜9-2推桿的運動規(guī)律描述推桿運動規(guī)律的名詞術語及符號：（以對心直動尖頂盤形凸輪機構為例）運動情況：A點起始、凸輪ω逆時針轉動,推桿最低位置A→B?推程（推桿A-B’)基圓：以凸輪的回轉中心O為圓心，以凸輪最小半徑r0為半徑所作的圓r0：基圓半徑D→A?近休止；近休止角?02推程角?0；推桿行程hB→C?遠休止；遠休止角?01C→D?回程（推桿B’-A)h?0+?01+?′0+?02=2?回程角?′0；推桿回程h制作：電子科技大學范娜9

6、-2推桿的運動規(guī)律2.推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律：推桿的位移s、速度v和加速度a隨時間的變化規(guī)律：s(t)、v(t)、a(t)，又因為凸輪作等速運動，其轉角包含了時間信息，所以也可以表示為：s(?)、v(?)、a(?)設計時：工作要求→確定推桿運動規(guī)律?設計凸輪的輪廓曲線s(?)、v(?)、a(?)應如何表達？多項式運動規(guī)律三角函數(shù)運動規(guī)律（1）多項式運動規(guī)律1）一次多項式（n=1）推程時的邊界條件：推桿在始點處：?=0，s=0；推桿在終點處：?=?0，s=h→C0=0，C1=h/?0推程回程制作：電子科技大學范娜9-2推桿的運

7、動規(guī)律推桿位移凸輪轉角待定系數(shù)可以利用邊界條件（推桿的始末位置）來確定待定系數(shù)回程時的邊界條件：推桿在始點處：?=0，s=h；推桿在終點處：?=?0’，s=0→C0=h，C1=-h/?0注意：凸輪轉角?總是從該段運動的起始位置算起。運動線圖理論上：a→∞??慣性力→∞→極大沖擊——剛性沖擊?推桿的一次多項式運動規(guī)律只能用于低速、輕載場合等速運動規(guī)律制作：電子科技大學范娜9-2推桿的運動規(guī)律1）一次多項式（n=1）推程速度在推桿運動的開始和終止時有突變推程前半程：起點：?=0，s=0,v=0；終點：?=?0/2，s=h/2C0=0，

8、C1=0，C2=2h/?02推程后半程：起點：?=?0/2,s=h/2；終點：?=?0，s=h，v=0C0=-h,C1=4h/?0,C2=-2h/?02制作：電子科技大學范娜9-2推桿的運動規(guī)律2）二次多項式（n=2）（1）多項式運動規(guī)律加速度為常