机械设计基础第5章+凸轮及间歇运动机构课件.ppt

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1、第五章凸轮及间歇运动机构第一节凸轮机构凸轮机构的应用及分类从动件常用的运动规律从动件的压力角和凸轮的基圆半径按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓第二节间歇机构习题第一节凸轮机构一、凸轮机构的应用及分类1、凸轮机构的应用内燃机配气机构动画演示驱动动力头在机架上移动的凸轮机构4、特点优点：实现各种复杂的运动要求、结构简单、紧凑、设计方便缺点：点、线接触，易磨损，不适合高速、重载仿形车削机构动画演示缝纫机挑线机构2、结构：三个构件（机架、凸轮、从动件）。3、作用：将连续回转=>从动件直线移动或摆动。3、凸轮的分类(1)按凸轮的形状分盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮：可看成是

2、移动凸轮卷在圆柱体上推杆凸轮推杆凸轮动画演示动画演示一动画演示二(2)按从动件的型式分尖顶推杆滚子推杆平底推杆能与任意凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律易磨损，只宜用于轻载、低速接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动配合的凸轮轮廓必须全部外凸耐磨、承载大，较常用动画演示动画演示动画演示动画演示(3)按从动件的运动形式分直动摆动(4)一般凸轮机构的命名原则布置形式＋运动形式＋推杆形状＋凸轮形状对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构摆动平底推杆盘形凸轮机构回程，回程运动角h休止，休止角s、s’行程（升程），h位移线图：从动件的

3、位移s、速度v、加速度a等随时间t或凸轮转角d变化的关系图。t推程s远休止h回程s’近休止hA’BCDAr1tshs’二、从动件常用的运动规律从动件的运动规律是指从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角d变化的规律。ts0基圆，基圆半径r1推程，推程运动角t动画演示1、等速运动规律推程（0≤≤t）位移方程：速度方程：加速度方程：运动线图冲击特性：始点、末点刚性冲击适用场合：低速轻载hs0v0a0-位移速度加速度+回程（0≤≤t’）位移方程：速度方程：加速度方程：+tt’-2、等加速等减速运动规律推程运

4、动线图冲击特性：起、中、末点柔性冲击适用场合：低速轻载s0tv0a0h/2h/2t/2t/2h(0≤≤t/2)(t/2≤≤t)加速段减速段位移方程速度方程加速度方程运动方程3、余弦加速度运动规律推程（0≤≤t）运动方程：运动线图冲击特性：始、末点有软性冲击适用场合：中低速、中轻载δsδa123456δv12345hδt4、正弦加速度运动规律advd012345678hA2pht推程（0≤≤t）运动方程：运动线图冲击特性：无冲击适用场合：高速轻载ttsd三、从动件的压力角和凸轮的基圆半径1、从动件的压力角FxnnFnmm

5、aFfFn的两个分力：Ff为导路对从动件的磨擦力Fn一定时，a↑，Fx↑，Ff↑当Ff＞Fy时，机构发生自锁！推程[a]为：移动从动件a≤30°摆动从动件a≤45°回程[a]为：a≤70o~80°建议Fyr1as2r2、凸轮的基圆半径vmmvB1avB2vmmvB1vB2nnv2当v2、ω1和s2一定时，r1↓，a↑故确定凸轮基圆半径时，应保证从动件在任何位置的压力角均不大于许用值。四、按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓凸轮轮廓线设计基本原理：反转法。AAAAAAAAAAAAAAA-r0r0动画演示作图步骤：根据从动件的运动规律：作出位移线图S2-δ

6、t，并等分角度；定基圆；作出推杆在反转运动中依次占据的位置；据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置；将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据的位置点；将各位置点联接成光滑的曲线；在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓。作图法设计凸轮廓线1对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构2对心直动滚子推杆盘形凸轮机构3对心直动平底推杆盘形凸轮机构4偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构1、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构已知：r1，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动。设计：凸轮廓线s0h定比例尺初始位置及推杆位移曲线确定推杆反转运动占据的各位置确定推杆预期运动占据的各

7、位置推杆高副元素族推杆高副元素的包络线求解步骤：2、对心直动滚子推杆盘形凸轮机构已知：r1，推杆运动规律，滚子半径rk,凸轮逆时针方向转动设计：凸轮廓线s0h理论轮廓实际轮廓求解步骤：定比例尺初始位置及推杆位移曲线注：两条廓线，理论／实际廓线实际廓线基圆rmin理论廓线基圆r1确定推杆反转运动占据的各位置确定推杆预期运动占据的各位置推杆高副元素族推杆高副元素的包络线滚子半径的选择：实际廓线曲率半径：r理论廓线曲率半径：滚子半径：rk内凹凸轮廓线r=+rk理论廓线最小结论：无论滚子半径多大，总能由理论廓线得到实际廓线rk理论实际rr=+

8、rkr=-rk＝0rkr=-rk<0rk=rk