第四章凸轮机构题库.ppt

高等职业教育机械类专业核心技术课程 机械设计基础 第四章 凸轮机构 浙江机电职业技术学院 陈 峰 郑州铁路职业技术学院 徐刚涛 教学课件 编创制作 第四章 凸轮机构 第一节 概述 第二节 从动件常用运动规律 第五节 凸轮机构设计中的几个问题 第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓 第四节 用解析法设计凸轮轮廓曲线 第六节 凸轮常用材料和结构 第一节 概述 结构：三个构件—凸轮、从动件、机架。 作用：将连续回转 ?从动件直线移动或摆动。 优点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。 缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。 应用：内燃机 、缝纫机挑线机构、自动车床等。 一、凸轮机构的应用和特点 凸轮： 具有控制从动件运动规律的曲线轮廓或凹槽的主动件。 1、按凸轮形状分：盘形、 移动、圆柱凸轮 ( 端面 ) 。 2、按从动件形式分：尖顶、 滚子、平底从动件。 特点： 尖顶——构造简单、易磨损、用于仪表机构； 滚子——磨损小，应用广； 平底——受力好、润滑好，用于高速传动。 二、凸轮机构分类 3、按凸轮与从动件的锁合方式分类： 力锁合：利用弹簧力或从动件自身重力使从动件与凸轮始终保持接触。 形锁合： 利用凸轮与从动件的特殊结构形状使从动件与凸轮始终保持接触。 设计：潘存云 δh δh o t δ1 s2 第二节 从动件的运动规律 凸轮机构设计的基本任务: 1)据工作要求选定凸轮机构的形式； 名词术语： 一、凸轮机构的工作过程 基圆、 推程运动角、 基圆半径、 推程、 远休止角、 回程运动角、 回程、 近休止角、 行程。 rmin h ω1 A 2)从动件的运动规律； 3)合理确定结构尺寸； 4)设计轮廓曲线。 δs δs δ’s δ’s D B C B’ δt δt 升-停-降-停的运动循环 在推程起始点：δ1=0， s2=0 推程运动方程： s2 ＝hδ1/δt v2 ＝ hω1 /δt s2 δ1 δt v2 δ1 a2 δ1 h 在推程终止点：δ1=δt ，s2=h +∞ －∞ 刚性冲击 回程运动方程： s2＝h(1-δ1/δh ) v2＝-hω1 /δh a2＝0 a2 ＝ 0 1.等速运动规律 二、从动件常用的运动规律 2. 等加等减速运动规律 位移曲线为一抛物线。加、减速各占一半。 边界条件： 起始点：δ1=0，s2=0，v2＝0 中间点：δ1=δt /2，s2=h/2 加速段推程运动方程： s2 ＝2hδ21 /δ2t v2 ＝4hω1δ1 /δ2t a2 ＝4hω21 /δ2t 终止点：δ1=δt ，s2=h，v2＝0 减速段推程运动方程： s2 ＝h-2h(δt –δ1)2/δ2t v2 ＝-4hω1(δt-δ1)/δ2t a2 ＝-4hω21 /δ2t 设计：潘存云 δ1 a2 h/2 δt h/2 1 δ1 s2 2 3 5 4 6 2hω/δt 柔性冲击 4hω2/δ2t 3 δ1 v2 设计：潘存云 h δt δ1 s2 δ1 a2 3.简谐(余弦加速度)运动规律 推程： s2＝h[1-cos(πδ1/δt)]/2 v2 ＝πhω1sin(πδ1/δt)/2δt a2 ＝π2hω21 cos(πδ1/δt)/2δ2t 回程： s2＝h[1＋cos(πδ1/δh)]/2 v2＝-πhω1sin(πδ1/δh)/2δh a2＝-π2hω21 cos(πδ1/δh)/2δ2h 1 2 3 4 5 6 δ1 v2 Vmax=1.57hω/2δ0 在起始和终止处理论上a2为有限值，产生柔性冲击。 1 2 3 4 5 6 第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓 设计：潘存云 一、反转法原理： 给整个凸轮机构施以-ω1时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。 O -ω1 3’ 1’ 2’ 3 3 1 1 2 2 ω1 设计：潘存云 60° rmin 120° -ω1 ω1 1’ 对心直动尖顶从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度ω1和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。 设计步骤小结： ①选比例尺μl作基圆rmin。 ②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。 ③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。 ④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。 1.对心尖顶从动件盘形凸轮 1’ 3’ 5’ 7’ 8’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7’ 8’ 9’ 10’ 11’ 12’ 13’ 14’ 90° 90° A 1 8 7 6 5 4 3 2 14 13 12 11 10 9 二、直动从动件盘形凸轮轮廓设计 60° 120° 90° 90° 1 3 5