机械设计基础第5章+凸轮及间歇运动机构.ppt

机械设计基础 第五章 上一页 返回第一页 返回目录 下一页 机械设计基础 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 h A’ B C D A r1 ?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 ? s 0 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 h s ? 0 v ? 0 a ? 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 ?t v ? 0 a ? 0 h/2 h/2 ?t/2 ?t/2 h (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 δ s δ a 1 2 3 4 5 6 δ v 1 2 3 4 5 h δt 4、正弦加速度运动规律 a d v d 0 1 2 3 4 5 6 7 8 h A 2p h ?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 ?t s d 三、从动件的压力角和凸轮的基圆半径 1、从动件的压力角 Fx n n Fn m m a Ff Fn 的两个分力： Ff 为导路对从动件的磨擦力 Fn一定时，a ↑， F x ↑， 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 ? r1 a ? s2 r 2、凸轮的基圆半径 vmm vB1 a vB2 vmm vB1 vB2 n n v2 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。 A A A A A A A A A A A A A A A ? -? r0 r0 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-δt，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 ? 0 h 定比例尺? ? 初始位置及推杆位移曲线 确