機械設(shè)計的基本與實踐凸輪機構(gòu)-1

1、鉸鏈(jiolin)四桿機構(gòu)曲柄存在的條件2. 鉸鏈(jiolin)四桿機構(gòu)的情況分析曲柄搖桿機構(gòu)出現(xiàn)最小傳動角的位置。極位夾角滿足什么條件，平面四桿機構(gòu)有急回特性？在曲柄搖桿機構(gòu)中，搖桿處于兩極限位置時，曲柄與連桿有何位置關(guān)系?擺動導(dǎo)桿機構(gòu)的傳動角恒等于多少度?在曲柄搖桿機構(gòu)中，以曲柄為原動件時，是否存在死點位置？回顧(hug)：精品資料任務(wù)(rn wu)引入：內(nèi)燃機配氣機構(gòu)盤形凸輪(tln)輪廓 凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闅忾y的上下移動，使氣門按照一定規(guī)律啟閉。 從動件的運動規(guī)律取決于凸輪的曲線輪廓，只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實現(xiàn)任何預(yù)定的運動規(guī)律。（關(guān)鍵在于設(shè)計出適當(dāng)?shù)那€輪

2、廓。） 精品資料任務(wù)(rn wu)引入：精品資料項目(xingm)四 內(nèi)燃機配氣機構(gòu)盤形凸輪輪廓設(shè)計 示例(shl)一內(nèi)燃機配氣機構(gòu)凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)闅忾y的上下移動，使氣門按照一定規(guī)律啟閉。 凸輪機構(gòu)是怎樣的一種機構(gòu)呢？ 凸輪機構(gòu)是通過凸輪與從動件間的接觸來傳遞運動和動力，是一種常見的高副機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運動規(guī)律。4.1.1凸輪機構(gòu)的特點與應(yīng)用精品資料示例(shl)二車削手柄自動(zdng)進刀機構(gòu)凸輪的移動迫使刀架進退，從而使工件被切出與凸輪的曲線輪廓相適應(yīng)的復(fù)雜外形。精品資料示例(shl)三送料機構(gòu)(jgu)帶有凹槽的圓柱凸輪

3、的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭訔U件的左右往復(fù)移動，凸輪每轉(zhuǎn)一周，從動桿件將儲料器中的一個毛坯推出至指定的加工位置。這種凸輪機構(gòu)可以看作是將移動凸輪卷繞在圓柱上形成的。精品資料從三個示例(shl)，得出：1、組成(z chn)：凸輪，從動件，機架2、作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動或移動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹囊苿踊驍[動 3、特點:(1)只需設(shè)計適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞憧墒箯膭蛹玫剿璧?運動規(guī)律 (2)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，工作可靠，容易設(shè)計； (3)高副接觸，（點或線接觸，壓強大）易磨損。（因此 只適用于傳遞動力不大的場合。）4、應(yīng)用：適用于傳力不大的控制機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu) 精品資料4.1.2 凸輪機構(gòu)(jgu)的分類一.按照凸輪的形狀不

4、同可把凸輪分為以下(yxi)幾種：1、盤形回轉(zhuǎn)凸輪（最基本的形式） 凸輪為一繞定軸旋轉(zhuǎn)、向徑變化的盤類零件。圖中凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹耐鶑?fù)移動。精品資料2、平板(pngbn)移動凸輪 凸輪實際是回轉(zhuǎn)中心在無窮遠(yuǎn)處的盤狀凸輪。圖中凸輪的水平方向的移動轉(zhuǎn)變(zhunbin)為從動件的垂直方向的移動。精品資料凸輪是在圓柱體上制出的外凸或內(nèi)凹的凸輪曲線。圖中凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變(zhunbin)為從動件平行于凸輪軸線方向的移動。3、圓柱回轉(zhuǎn)(huzhun)凸輪 精品資料2、按從動件的形狀(xngzhun)分類(1)、尖頂(jindng)從動件特點：尖頂能與凸輪輪廓上所有的點接觸，能保證從動件運動的

5、準(zhǔn)確。(不能與凸輪輪廓上所有的點接觸，會使得即使設(shè)計出了正確的凸輪輪廓，也不能獲得所需的從動件的運動規(guī)律。）從動件和凸輪之間是點接觸，容易磨損。應(yīng)用：傳力較小的低速凸輪機構(gòu)。精品資料(2)、滾子(n z)從動件（從動件的端部裝有滾子(n z)。）特點：滾子和凸輪之間為滾動摩擦，磨損小，且為線接觸，能承受較大的載荷。凸輪上凹陷的輪廓未必能很好的與凸輪接觸，從而會影響實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律。（當(dāng)凸輪上有小的凹陷處的時候，由于滾子不能與凸輪上小的凹陷處的點接觸，會使得即使設(shè)計出了正確的凸輪輪廓，也不能獲得所需的從動件的運動規(guī)律。）應(yīng)用(yngyng)：傳力較大的凸輪機構(gòu)。精品資料(3)、平底從動件（從動

6、件的端部固定(gdng)一平板.) 特點：平底與凸輪之間易于形成油膜，利于潤滑，磨損小。(但凸輪上凹陷(oxin)的輪廓不能與平底接觸，從而會影響實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律)故此類凸輪機構(gòu)凸輪上不能有凹陷(oxin)的輪廓。應(yīng)用：高速凸輪機構(gòu)。精品資料3.按從動件的運動(yndng)形式.移動從動件（從動件作直線移動。）按照(nzho)從動件導(dǎo)路的中心線是否通過凸輪回轉(zhuǎn)中心，分為對心或偏置的移動從動件凸輪機構(gòu)。偏心距e的定義與曲柄滑塊機構(gòu)相同。精品資料.擺動(bidng)從動件（從動件繞固定(gdng)軸線擺動。）精品資料3.按鎖合方式（使凸輪和從動件保持(boch)接觸的方式）的不同力鎖合凸輪，如靠

7、重力(zhngl)、彈簧力鎖合的凸輪等；精品資料形（幾何(j h)）鎖合凸輪，如溝槽凸輪、等徑凸輪及等寬凸輪等。 在一個凸輪上對稱安裝兩個帶滾輪的移動(ydng)式從動件，從動件的位移中心通過凸輪轉(zhuǎn)動中心，不管凸輪轉(zhuǎn)到任何角度，這兩個從動件的滾輪中心距都是一個定值，設(shè)計出這樣的凸輪機構(gòu)叫等徑凸輪。等徑凸輪運行時，兩邊的從動件就會同時、同向、同速的左右平移，且移動(ydng)的距離恒定，相當(dāng)于是“等徑”概念。精品資料凸輪機構(gòu)在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用廣泛，種類繁多，但不管是哪一種凸輪機構(gòu)，都是凸輪為原動件。凸輪在凸輪機構(gòu)中非常重要，只要設(shè)計(shj)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動件實現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運

8、動規(guī)律。凸輪機構(gòu)的設(shè)計是從從動件的運動規(guī)律開始的，根據(jù)從動件的運動規(guī)律和其它的附加條件來設(shè)計(shj)凸輪的曲線輪廓。精品資料基圓：以凸輪最小半徑r0所作的圓，r0稱為(chn wi)凸輪的基圓半徑。推程、推程運動角：遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止(xizh)角：回程、回程運動角：近休、近休止角：行程（升程）：h(從動件的最大位移。）hss0位移：s=r-r04.2 從動件的術(shù)語和常用的運動規(guī)律一.從動件的常用術(shù)語 圖為對心尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪回轉(zhuǎn)時，從動件重復(fù)升停降停的運動循環(huán)。從動件的位移s與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系可以用從動件的位移線圖來表示，如右圖所示。精品資料S與h精品資料注意：1.圖中凸輪回轉(zhuǎn)一周時，

9、從動件經(jīng)過升停降停的運動(yndng)過程。 凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)時，從動件重復(fù)升停降停的運動(yndng)過程，通 常把這種升停降停的運動(yndng)過程稱為一個運動(yndng)循環(huán)。 2.一個運動(yndng)循環(huán)中，不一定都有推程 遠(yuǎn)休 回程 近休4個運動(yndng)過程。 但一定有推程和回程2個運動(yndng)過程。（從動件的運動(yndng)規(guī)律取決于凸 輪的曲線輪廓，只要設(shè)計出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動 件實現(xiàn)任何預(yù)定的運動(yndng)規(guī)律。）精品資料位移線圖（曲線）：用來表示從動件的位移位移線圖（曲線）：用來表示從動件的位移s與凸輪與凸輪(tln)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角的關(guān)系曲線的關(guān)系

10、曲線精品資料4.2.2 從動件常用的運動(yndng)規(guī)律一.含義：從動件的運動規(guī)律(gul)是指從動件在運動過程中，其位移、速度和加速度隨時間或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律(gul)。二.從動件常用的運動規(guī)律(gul)主要有3種：等速運動 等加速等減速運動 余弦加速度運動 正弦加速度運動精品資料1.等速運動(dn s yn dn)（凸輪勻速回轉(zhuǎn)時，從動件在推程或回程為勻速運動。）從動件推程運動(yndng)線圖如右圖：從動件推程運動方程：線圖分析：線圖分析： 運動特性：運動特性：當(dāng)采用勻速運動規(guī)律時，推桿在運動的起始點和終止點因速度有突變，在理論上加速度值為瞬時無窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸

11、輪受到很大的沖擊，稱為剛性沖擊剛性沖擊。適用場合：低速、輕載。 精品資料2.等加速等減速運動(從動件在一個升程或回程(huchng)中，前半段作等加速運動，后半段作等減速運動。）從動件推程運動(yndng)線圖如右圖：從動件推程運動方程：等加速段 等減速段精品資料 運動特性：當(dāng)采用等加速等減速運動規(guī)律時，在起點、中點和終點時，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗担?，凸輪機構(gòu)中由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊。 適用(shyng)場合：中速、輕載。線圖分析線圖分析(fnx)：精品資料3.余弦加速度運動（也稱簡諧運動規(guī)律，是一個質(zhì)點在圓周(yunzhu)上作勻速運動，它在

12、該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運動。）從動件推程運動(yndng)線圖如右圖：從動件推程運動方程：02022000cos2sin2cos12hahvhs精品資料運動特性(txng)：這種運動規(guī)律的加速度在起點和終點時有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。適用場合：中速、中載。線圖分析線圖分析(fnx)：精品資料4.正弦(zhngxin)加速度運動（也稱擺線運動規(guī)律） 由運動圖可見，其速度和加速度曲線都是連續(xù)的，因此沒有沖擊，故常用(chn yn)于高速凸輪機構(gòu)。線圖分析：線圖分析：從動件推程運動線圖如右圖：精品資料從動件運動規(guī)律(gul)的選擇1. 選擇推桿運動規(guī)律的基本(jbn)要求 滿足機器的工作要

13、求； 使凸輪機構(gòu)具有良好的動力特性； 使所設(shè)計的凸輪便于加工。(1) 只對推桿工作行程有要求，而對運動規(guī)律無特殊要求 推桿運動規(guī)律選取應(yīng)從便于加工和動力特性來考慮。 低速輕載凸輪機構(gòu)：采用圓弧、直線等易于加工的曲線作為凸輪輪廓曲線。 高速凸輪機構(gòu)：首先考慮動力特性，以避免產(chǎn)生過大的沖擊。 大質(zhì)量從動件不宜選用max太大的運動規(guī)律 高速度從動件不宜選用amax太大的運動規(guī)律2. 根據(jù)工作條件確定推桿運動規(guī)律幾種常見情況精品資料(2)機器工作過程對從動件的的運動規(guī)律有特殊要求 凸輪轉(zhuǎn)速不高，按工作要求選擇(xunz)運動規(guī)律；凸輪轉(zhuǎn)速較高時，選定主運動規(guī)律后，進行組合改進。精品資料小結(jié)小結(jié)(xioj