机械原理计算机辅助教与学习第4章凸轮机构及其设计.pptx

第四章 凸轮机构及其设计;4.1 内容提要及基本概念 凸轮机构是一种结构简单且能实现任意复杂运动规律的机构，因而在各类机械中获得了广泛的应用。本章目的是掌握凸轮机构设计的基础知识，并能根据生产实际需要的运动规律设计凸轮机构。 4.1.1 内容提要 凸轮机构的基本概念、凸轮机构的分类及应用 从动件常用运动规律及其设计原则 确定凸轮机构的基本尺寸 反转法的基本原理及平面凸轮轮廓曲线的设计方法 4.1.2 基本概念复习 1.凸轮机构的组成 如右图所示，凸轮机构由凸轮1、 从动件2、机架3三个构件组成。 ;;4)按维持高副接触的方式分 力封闭（如重力、弹簧力等） 凹槽凸轮 等宽凸轮 几何形状封闭 （凹槽凸轮、 等宽凸轮 、 等径凸轮、主回凸轮） 等径凸轮 主回凸轮;3.凸轮机构的命名规则 名称=“从动件的运动形式+从动件形状+凸轮形状+机构” 实例： 直动滚子从动件盘形凸轮机构 摆动滚子从动件圆柱凸轮机构 4.凸轮机构的基本名词术语 反转法原理——为了研究的方便，将参考坐标系固定在凸轮上，并且给整个机构施加一个与凸轮的角速度ω大小相等、方向相反的角速度- ω 的运动，此时，并不改变凸轮与从动件之间的相对运动。而观察者看到的景象是凸轮将静止不动，而从动件一边绕凸轮中心以- ω角速度反向旋转，同时，从动件还将沿其运动导路移动（若是移动从动件）、或绕其摆动中心摆动（指摆动从动件）。 反转法是凸轮机构研究与轮廓设计的重要方法，必须重点掌握。; 凸轮机构的反转法原理 实际廓线—— 凸轮与从动件直接接触的轮廓曲线，也称工作廓线。看得见， 摸得着。 对于尖顶从动件，理论轮廓与实际轮廓重合。 理论廓线 对于滚子从动件，反转时滚子中心相对于凸轮的轨迹。 对于平底从动件，反转时平底上任选一点相对于凸轮的轨迹。 基圆——对于尖顶从动件，以凸轮中心为圆心，实际轮廓上最小向径所作之圆。 对于滚子从动件，以凸轮中心为圆心，理论轮廓上最小向径所作之圆。 基圆是设计凸轮廓线的基础，其半径用r0表示。;偏距 ——凸轮回转中心到从动件移动导路中心线间的距离e 。 偏距圆——以凸轮回转中心为圆心，偏距为半径所作之圆。 推程——从动件从距凸轮中心最近点向最远点的运动过程。 推程运动角——从动件从距凸轮中心最近点运动到最远点时， 凸轮所转过的角度Φ 。 远休止角——从动件运动到最远点静止不动时，凸轮所转过 的 角度Φs。;行程 ——从动件距凸轮回转中心最近点到最远点的距离h 。 凸轮转角——凸轮以从动件位于最近点作为初始位置而转过的角度φ。 从动件位移——凸轮转过φ 角时，从动件相对于基圆的距离s。 从动件运动规律——从动件的位移、速度、加速度与凸轮转角（或时间）之 间的函数关系。 刚性冲击——由于加速度发生突变，其值在理论上达到无穷大，导致从动件 产生非常大的惯性力。 柔性冲击——由于加速度发生有限值的突变，导致从动件产生有限值的惯性 力突变而产生有限的冲击。;;压力角计算公式 增大基圆半径 r0 或增大偏距 e 可减小压力角。 当从动件导路和瞬心点分别位于O点两侧时， 按同样思路可推得压力角计算公式 此时，偏置反而会使压力角增大而对传动不利。 综合考虑两种情况，压力角计算公式为 “+” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心的两侧； “-” 用于导路和瞬心位于凸轮回转中心