机械制造技术基础

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1、第3章凸轮机构及其设计§3－1凸轮机构的应用和类型§3－2从动件的常用运动规律§3－4图解法设计凸轮的轮廓曲线§3－3凸轮机构的压力角§3－1凸轮机构的应用和类型一、凸轮机构的特点和应用1、组成：凸轮从动件机架2、特点：结构简单、紧凑；可精确实现从动件任意的运动规律；设计方法简单；高副接触易磨损；制造较连杆机构困难。3、应用：用于实现运动规律有特殊要求，载荷不大、行程较小的场合，广泛用于各种机械，特别是控制装置、仪器仪表、自动机械中。§3－1凸轮机构的应用和类型§3－1凸轮机构的应用和类型§3－1凸轮机构的应用和类型§3－1凸轮机构的应用和类型§3－1凸轮机构的应用

2、和类型二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分盘形凸轮移动凸轮§3－1凸轮机构的应用和类型圆柱凸轮圆柱凸轮§3－1凸轮机构的应用和类型2、按从动件分按运动形式分直动从动件对心直动从动件偏置直动从动件摆动从动件§3－1凸轮机构的应用和类型按接触形式分尖端从动件滚子从动件平底从动件§3－1凸轮机构的应用和类型分隔18§3－1凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类1、按凸轮的形状分盘形凸轮移动凸轮温故知新圆柱凸轮一、凸轮机构的组成特点§3－1凸轮机构的应用和类型2、按从动件的运动形式和接触形式分尖端从动件滚子从动件平底从动件§3－1凸轮机构的应用和类型接触形式比较接触形式

3、优点缺点应用尖端滚子平底结构紧凑，能与任意形状的轮廓接触，实现任意运动规律。易磨损，承载能力低低速、轻载耐磨损结构复杂中载，应用最广易形成油膜，润滑好，耐磨损；=C，一般=0，受力好，效率高凸轮廓线不能内凹，运动规律受限制高速§3－1凸轮机构的应用和类型3、按凸轮与从动件保持接触的方法分力封闭：重力、弹簧力重力封闭弹簧力封闭§3－1凸轮机构的应用和类型3、按凸轮与从动件保持接触的方法分力封闭：重力、弹簧力几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回凹槽凸轮§3－1凸轮机构的应用和类型B等宽凸轮B§3－1凸轮机构的应用和类型等径凸轮r1r2r1+r2=const主回凸轮§3－

4、1凸轮机构的应用和类型几何封闭的优缺点：免除弹簧附加的力，效率较高；机构外廓尺寸较大，设计较复杂。2、偏置距e偏置圆3、行程h（或φmax）——从动件的最大位移（或角位移）1、基圆半径rmin——凸轮转动中心到轮廓曲线的最短距离§3—2从动件的运动规律一、名词术语rminrmin§3—2从动件的运动规律4、运动过程凸轮转角廓线从动件行程推程推程运动角升h远休止程远休止角停止回程回程运动角降h近休止程近休止角停止位移曲线┛┛动画§3—2从动件的运动规律§3—2从动件的运动规律二、从动件常用运动规律1、等速运动规律边界条件：在行程的始、末点，速度有突变，a∞，惯性力很

5、大，引起刚性冲击；适用于低速。讨论推程§3—2从动件的运动规律回程二、从动件常用运动规律1、等速运动规律边界条件：在行程的始、末点，速度有突变，a∞，惯性力很大，引起刚性冲击；适用于低速。讨论推程§3—2从动件的运动规律2、等加速等减速运动规律边界条件：前半程：后半程：前半程等加速运动：又§3—2从动件的运动规律讨论在A、B、C三点，a有突变，惯性力也有突变，引起柔性冲击；a∝2，a，也不适用于高速。适用于中速运转的场合。2、等加速等减速运动规律前半程：后半程：§3—2从动件的运动规律123456位移曲线的作法——辅助线法1234563、余弦加速度(简谐

6、)运动规律123456123456当质点沿着以推程h为直径的圆周匀速运动时，它在直径上的投影构成的运动。讨论始、末两点a有突变，引起柔性冲击；但若是升-降-升型运动规律，则可获得连续a线图，可用于高速。§3—2从动件的运动规律一、凸轮廓线设计方法的基本原理基本方法：反转法给整个凸轮机构施以“-”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§3—3凸轮轮廓曲线的设计基本问题：已知：rmin、（方向）、e（大小、方向），从动件的类型及运动规律，求凸轮廓线。凸轮-----静止机架-----以“-”绕o点转动从动件随

7、机架以“-”反转相对机架按s=f()运动反转法显然：反转后迹点的轨迹即是凸轮的理论廓线。O§3—3凸轮轮廓曲线的设计显然：反转后迹点的轨迹即是凸轮的理论廓线。凸轮-----静止机架-----以“-”绕o点转动从动件随机架以“-”反转相对机架按s=f()运动一、凸轮廓线设计方法的基本原理温故知新---对整个机构加绕O点的反转运动反转法已知：rmin，（方向），e，s=f()，设计凸轮廓线1.直动尖顶从动件盘形凸轮二、用作图法设计凸轮廓线§3—3凸轮轮廓曲线的设计S-δ线图Oμsμl2、直动滚子从动件盘形凸轮已知：rmin，（方向），e，rr，s=