机械设计基础第3章凸轮机构与间歇运动机构1.ppt

* 一、 棘轮 类型 返回目录 组成：摆杆、棘爪、棘轮、止动爪。 工作原理：摆杆往复摆动，棘爪推动棘轮间歇转动。 优点：结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点：工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。适用于速度较低和载荷不大的场合。 * 返回目录 只能够实现单向间歇运动 ◆外接棘轮机构 * 返回目录 ◆内接棘轮机构 * * * * 第三章 凸轮机构与间歇运动机构 【能力目标】 【案例导入】 【知识要点】 3.1 凸轮机构的类型和识别 3.2 凸轮机构的运行特性分析 3.3 用图解法设计盘行凸轮轮廓 3.4 间歇运行机构—棘轮机构 3.5 间歇运行机构—槽轮机构 【能力训练】 本章小结 * 【能力目标】 熟悉凸轮机构的分类、从动件运动规律及其特性。 熟练掌握平面凸轮轮廓曲线的图解法设计。 了解滚子半径、压力角和基圆半径之间的关系。 熟悉间歇运动机构的特点和应用。 掌握棘轮机构和槽轮机构的工作原理和特点。 返回目录 * 【案例导入】 当向径变化的凸轮轮廓与气门的平底接触时，气门产生向下开启或向上关闭的往复运动(向上运动是借助弹簧的弹力作用)；当以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气门接触时，气门将静止不动。因此，当具有某种轮廓曲线的凸轮2连续转动时，气门1可获得间歇的、按预期规律的开闭运动,从而使内燃机正常工作。 返回目录 图3-1 内燃机配气机构 * 3.1凸轮机构的类型识别 3.1.1凸轮机构的组成、特点和应用 凸轮机构广泛应用于自动机械和自动控制装置中，它是一种常见的高副机构，由凸轮、从动件、机架以及辅助装置组成 。 图3-2所示为一自动机床的进刀机构。当圆柱凸轮1回转时，其凹槽的侧面迫使从动件2做往复摆动，通过从动件2上的扇形齿轮与固定在刀架上的齿条啮合，控制刀架作进刀和退刀运动。 返回目录 * 圆柱凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，被凸轮直接推动的构件称为从动件（或称为推杆）。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或者往复直线移动等其他运动。从动件通过凸轮的曲线轮廓与其以高副接触从而获得预期的运动，所以凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。 返回目录 图3-2 自动机床进刀机构 图3-2 自动机床进刀机构 * 凸轮机构在自动送料机构、仿形机床进刀机构、内燃机配气机构、汽车的凸轮式制动器以及印刷机、纺织机、插秧机、闹钟和各种电气开关等传力不大的控制装置中得到广泛应用。如下图纺织机械里的绕线机构。 返回目录 * 3.1.2凸轮机构的类型 返回目录 1、按凸轮形状分类：盘形、圆柱、移动凸轮 * 返回目录 2、从动件的形状：尖顶滚子、平底 3、从动件运动：移动、摆动 * 3.2凸轮机构的运动特性分析 凸轮机构的基本名词术语 ⑴基圆、基圆半径——以凸轮轮廓最小向径rmin为半径所作的圆称为凸轮的基圆， rmin 称为基圆半径。如图所示。 ⑵从动件推程、升程、推程运动角——从动件在凸轮轮廓的作用下由距凸轮轴心最近位置被推到距凸轮轴心最远位置的过程称为从动件的推程，在推程中从动件所走过的距离称为从动件的升程h，推程对应的凸轮转角称为推程运动角，如图所示。 返回目录 * 返回目录 h h ω A B’ O O r0 δa δb δc D B δa δb δc δd S 基圆 回程运动角 近休止角 推程运动角 远休止角 C * 从动件常用的运动规律 返回目录 1、等速运动规律 s(δ)= CS δ υ(δ)=Cυ a(δ)= 0 特点： 1）刚性冲击—从动件在某瞬时速度突变，其加速度及惯性力在理论上均趋于无穷大。 2）只适用于低速轻载的凸轮机构。 * 返回目录 2、等加速等减速运动规律 s(δ)= CS δ2 υ(δ)=Cυ δ a(δ)= Ca （常数） 特点： 1）柔性冲击—从动件在某瞬时加速度发生有限值的突变所引起的冲击。 2）适用于中、低速的凸轮机构。 * 返回目录 3、间谐运动规律 s(δ)=h(1-cos?δ/δ0)/2 υ(δ)=Cυ sin?δ/δ0 a(δ)= Cacos?δ/δ0 特点： 1）仅在运动始末两处有柔性冲击。 2）适用于高速凸轮机构。 * 3.3用图解法设计盘形凸轮轮廓 返回目录 * 返回目录 3.3.1直动从动件盘形凸轮轮廓的设计 a)在凸轮轮廓作用下从动件向上移动 b)机架和从动件绕凸轮中心相对转动 图 3-8 反转法原理 * 返回目录 尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制过程 * ① 选取比例尺，以rmin为半径作凸轮的基圆，并把基圆与从动件导路的交点A0作为从动件尖顶的起始位置。 ②?将位移图线的推程运动角?t和回程运动角?h分为若干等份，求得从动件各分点的位移值11′、22′、…，如图b