《凸轮机构课件》课件.ppt

*******************凸轮机构课件本课件将深入探讨凸轮机构的结构、运动规律以及应用。从基本概念到实际案例，提供全面的知识讲解和应用实例。DH投稿人：DingJunHong课程目标掌握凸轮机构的基础知识了解凸轮机构的概念、分类、设计方法等基础知识。学习凸轮机构的设计方法掌握常用凸轮机构的类型及设计步骤，能够进行基本的凸轮机构设计。运用数值仿真软件进行分析熟悉相关软件的使用，能够对凸轮机构进行运动分析和动力学分析。提高解决实际工程问题的能力能够将所学知识应用于实际工程问题，解决凸轮机构的设计和应用问题。凸轮机构概述凸轮机构是一种重要的机械传动机构，广泛应用于各种机械设备中。凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成，通过凸轮的旋转运动带动从动件进行往复运动或其他运动。凸轮机构具有结构紧凑、运动规律可控、传动比可变等优点，在自动控制、自动化生产等领域有着重要的应用。凸轮机构的定义1机械传动机构一种将旋转运动或往复运动转换为其他运动形式的机构。2凸轮和从动件组成凸轮轮廓曲线根据预定的运动规律变化，带动从动件产生相应的运动。3广泛应用广泛用于自动化设备、机械加工、汽车制造等领域。凸轮机构的作用和应用精确控制凸轮机构可以实现各种复杂的运动规律，为机械系统提供精确的运动控制。例如，在自动机床中，凸轮机构可以控制刀具的运动路径和速度，实现精确的加工。广泛应用凸轮机构在许多机械设备中都有应用，例如内燃机、印刷机、缝纫机、包装机、机器人等等。它在自动化生产和控制系统中扮演着重要的角色。凸轮机构的分类按凸轮形状分类圆弧型凸轮多角型凸轮正弦型凸轮按从动件类型分类平移式凸轮机构摆动式凸轮机构旋转式凸轮机构按凸轮运动类型分类等速运动凸轮机构匀加速匀减速运动凸轮机构简谐运动凸轮机构按凸轮机构的应用分类机械加工设备自动化控制系统其他领域凸轮型线的分类圆弧型凸轮圆弧型凸轮廓线为圆弧或圆弧组合而成，易于加工，但运动规律不灵活，容易产生冲击。多角型凸轮多角型凸轮廓线由若干直线段组成，加工方便，运动规律简单，但易产生冲击和振动。正弦型凸轮正弦型凸轮廓线为正弦曲线，运动规律平滑，无冲击，但加工难度较大。其他类型除了以上三种，还有其他类型的凸轮型线，如抛物线型、椭圆型等，具体类型取决于实际应用需求。圆弧型凸轮的设计1确定凸轮廓线根据运动规律选择合适的圆弧半径2确定凸轮中心位置确保凸轮运动范围和行程满足设计要求3计算凸轮廓线的参数确定圆弧起始角度、圆心位置和半径4绘制凸轮轮廓图使用CAD软件进行精准绘制，确保曲线平滑圆弧型凸轮的设计需要考虑多种因素，例如凸轮轮廓的形状、凸轮的尺寸和材料等。设计过程中应遵循一定的原则和方法，确保设计的合理性和可行性。多角型凸轮的设计确定轮廓形状多角型凸轮轮廓是由多个直线段组成的折线，每个直线段对应于凸轮转动一个角度。选择材料选择合适的材料，例如钢、铸铁或塑料，以满足强度、硬度和耐磨性要求。确定凸轮尺寸根据实际应用需求，确定凸轮的尺寸，包括基圆半径、凸轮轮廓尺寸和轴心距离。绘制凸轮轮廓根据设计的形状和尺寸，在CAD软件中绘制凸轮轮廓，并进行必要的尺寸标注。加工凸轮根据CAD图纸，使用CNC加工中心或其他加工设备加工凸轮，确保加工精度和表面质量。正弦型凸轮的设计1确定凸轮轮廓方程根据给定的运动规律，确定凸轮轮廓方程。2求解凸轮轮廓点根据凸轮轮廓方程，计算出凸轮轮廓上的若干个点坐标。3绘制凸轮轮廓将求解出的凸轮轮廓点连接起来，得到凸轮轮廓的图形。正弦型凸轮的设计步骤简单易行，而且可以实现平滑的运动，因此在机械设计中得到广泛应用。凸轮轮廓的几何特性曲率半径凸轮轮廓的曲率半径，影响着滚子与凸轮之间的接触应力，也是计算凸轮机构运动特性的重要参数。法线方向凸轮轮廓上的法线方向，直接影响着滚子与凸轮之间的接触力方向，也影响着机构的运动方向和力学特性。曲率中心凸轮轮廓的曲率中心，是衡量凸轮轮廓形状和几何特征的重要参数，也是计算凸轮轮廓方程和运动规律的关键因素。凸轮机构的运动分析1位移分析根据凸轮轮廓曲线，确定从动件在不同凸轮角位置的位移。分析从动件位移与凸轮转角之间的关系。2速度分析求解从动件的速度，分析从动件速度与时间的关系。计算从动件最大速度和最小速度。3加速度分析计算从动件的加速度，分析从动件加速度与时间的关系。了解从动件加速度对机构的影响。凸轮机构的力矩分析1输入力矩凸轮机构输入轴上的力矩2输出力矩凸轮机构输出轴上的力矩3力矩平衡分析凸轮机构的力矩平衡4