哈工大《机械原理》课件第一章至第四章.ppt

2. 圆锥凸轮机构 3. 弧面凸轮机构 弧面分度凸轮机构 4. 球面凸轮机构 * * §1-1 机械原理课程的研究对象与内容 “机械原理”是一门从力学原理的角度研究机械的分析与设计基本理论的课程。 “机械原理”是一门技术基础课。 那么，什么是机械呢？ 机械是机器与机构的总称。 点击“机器”看机器的定义。 点击“机构”看机构的定义。 * 现代化机器具有四个组成部分，即原动机、传动机构、执行机构和控制系统。 * * 二、从动件运动规律 等速运动规律 等加速等减速运动规律 余弦加速度（简谐）运动规律 正弦加速度（摆线）运动规律 3-4-5多项式运动规律 三、从动件运动规律的选择 在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值 、加速度幅值 及其影响加以分析和比较。 从动件动量 从动件惯性力 对于重载凸轮机构，应选择 值较小的运动规律； 对于高速凸轮机构，宜选择 值较小的运动规律。 若干种从动件运动规律特性比较 §4-3 按预定运动规律设计盘形凸轮廓线 一、凸轮设计的基本问题 1、已知运动规律，设计凸轮 已知条件： 运动规律 几何尺寸：基圆半径r0，偏距圆半径e 2、已知从动件行程h，设计凸轮 已知条件： 选定运动规律 几何尺寸：基圆半径r0，偏距圆半径e 从动件行程h 二、凸轮设计的步骤 1、确定基圆、偏距圆 3、设计理论廓线 2、确定从动件运动规律 4、设计实际廓线 基圆 偏距圆 理论廓线 实际廓线 三、凸轮理论廓线设计的基本原理 反转法 s o ψ o 反转法 四、凸轮实际廓线设计 理论廓线 实际廓线 滚子 五、刀具中心轨迹 实际廓线 理论廓线 刀具中心轨迹 刀具 §4-4 盘形凸轮机构基本尺寸的确定 一、压力角? 及其许用值 考虑摩擦时驱动力的表达式 理想情况（无摩擦）时驱动力的表达式 凸轮机构的瞬时效率 时，机构自锁 解方程 得临界压力角 ： 即： 凸轮机构的许用压力角 在工程实际中，为保证较高的机械效率，改善受力状况，通常规定凸轮机构的最大压力角 应小于或等于某一许用压力角 。 根据实践经验，推荐的许用压力角取值为: 推程： 直动从动件取 ～ ； 摆动从动件取 ～ ； 回程： 直动和摆动从动件荐取 ～ 。 二、按许用压力角 确定凸轮机构的基本尺寸 式中： 在点 （升程） 式中： 在点 （回程） 压力角计算的统一表达式： —凸轮运动规律 —凸轮基本尺寸 即： 在设计凸轮时，如何保证凸轮机构的最大压力角 小于或等于许用压力角 。 影响凸轮压力角变化的因素： 换一句话说： 在设计凸轮时，当从动件的运动规律 已经确定，凸轮机构的许用压力角 也已经确定，如何确定凸轮的基圆半径 和偏距 ，使凸轮机构的最大压力角 小于或等于许用压力角 。 这个表达式能否解决这样的命题？ 升程 回程 升程许用压力角： 回程许用压力角： 升程 回程 从动件与凸轮的相对位置 三、按凸轮轮廓全部外凸条件确定凸轮基圆半径 平底从动件盘形凸轮轮廓的外凸条件： 平底从动件盘形凸轮轮廓的曲率半径： 要保证凸轮轮廓外凸必须有： 四、滚子半径的选择 1. 凸轮理论轮廓的内凹部分 工作轮廓曲率半径 、理论轮廓曲率半径 与滚子半径 三者之间的关系为： 理论轮廓 工作轮廓 滚子 2. 凸轮理论轮廓的外凸部分 工作轮廓曲率半径 、理论轮廓曲率半径 与滚子半径 三者之间的关系为： 一般推荐： §4-5 空间凸轮机构简介 1. 圆柱凸轮机构 空间圆柱分度凸轮机构 （３）RPR杆组 （４）PRP杆组 （５）RPP杆组 除Ⅱ级杆组外，还有Ⅲ、Ⅳ级等较高级的基本杆组。 这是Ⅲ级杆组——由４个构件６个低副组成，具有一个３副构件，而每个内副所连接的分支是双副构件。 这是Ⅳ级杆组——由４个构件６个低副组成，有４个内副。 机构自由度计算举例 例 1 图示牛头刨床设计方案草图。设计思路为：动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆 3 作往复摆动，并带动滑枕4作往复移动 ，已达到刨削加工目的。 试问图示的构件组合是否能达到此目的？ 如果不能，该如何修改？ 解：首先计算设计方案草图的自由度 改进措施： 1、增加一个低副和一个活动构件； 2、用一个高副代替低副。 即表示如果按此方案设计机构，机构是不能运动的。必须修改，以达到设计目的。 改进