第九章_凸轮机构及其设计(公开课).ppt

基本要求 掌握推杆常用的运动规律及其特性 能合理确定凸轮机构的基本尺寸 掌握凸轮廓线设计的基本原理及其方法 重点内容 推杆常用运动规律的特点及其选择原则 凸轮轮廓曲线的设计 凸轮机构压力角与机构基本尺寸的关系 难点内容 凸轮机构设计的基本方法——“反转法” §9-1 凸轮机构的应用和分类 二. 凸轮机构的基本结构 三. 凸轮机构的分类 按凸轮的形状分 按推杆的形状分 二、 推杆常用的运动规律 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 解析法： 建立凸轮廓线的数学方程式，计算出凸轮廓线上一系列点的坐标值，以便进行加工和检验。解析法设计精确度高，适用于高速凸轮、靠模凸轮或解算装置中的凸轮，以及利用数控机床加工凸轮等场合。 作图法： 直接将凸轮的廓线画出，直观且简便易行，但精确度较低。 二、 用作图法设计凸轮廓线 1、直动推杆盘形凸轮机构设计： 1) 偏置直动尖顶推杆 2) 偏置直动滚子推杆 3) 对心直动平底推杆 2、摆动推杆盘形凸轮机构设计： 3、直动推杆圆柱凸轮机构设计： §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定 一、 凸轮机构中的作用力和凸轮机构的压力角： 二、 凸轮基圆半径的确定 ： 除此之外，当为直动推杆时，应在结构许可的条件下，尽可能取较大的导轨长度和较小的悬臂尺寸；当为滚子推杆时，应恰当地选取滚子半径；当为平底推杆时，应正确地确定平底尺寸等等。 当然，上述各尺寸的确定，还必须考虑到强度和工艺等方面的要求。合理选择这些尺寸是保证凸轮机构具有良好工作性能的重要因素。 * 凸轮机构及其设计 第九章 第九章 凸轮机构及其设计 §9-1 凸轮机构的应用和分类 §9-2 推杆的运动规律 §9-3 凸轮轮廓曲线的设计 §9-4 凸轮机构基本尺寸的确定 内燃机配气机构 一. 凸轮机构的应用 自动送料机构 自动机床的进刀机构 刀架 自动机床的进刀机构 此自动车床在加工有台阶销套时，其送料、夹紧、车外圆与钻孔及切断四道工序的运动及其时序配合要求，均由凸轮机构来实现。 圆珠笔芯装配线上的自动送进机构 某种小型电影放映机中的联动凸轮抓片机构 凸轮机构组合用于装配 凸轮机构可实现从动件各种预期的运动规律要求，在各种机械，特别是自动机械和自动控制装置中获得广泛的应用。 优点： 适当地设计凸轮的轮廓曲线可实现各种运动规律，结构简单、紧凑。 缺点： 凸轮轮廓线与从动件间为点、线接触，易磨损，承载能力低，主要用于控制机构，凸轮轮廓加工较困难。 凸轮 从动件 机架 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 尖顶推杆 滚子推杆 平底推杆 构造最简单，但易磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合，如用于仪表等机构中。 由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，故磨损小，可用来传递较大的动力，应用较广。 由于凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，故常用于高速传动中。 按推杆的运动形式分 直动推杆 摆动推杆 综合各分类方法，可等到不同类型的凸轮机构 对心直动尖顶推杆 偏置直动滚子推杆 对心直动平底推杆 摆动滚子推杆 摆动尖顶推杆 摆动平底推杆 按凸轮与推杆保持高副接触的方式分 力封闭的凸轮机构 弹簧力封闭 利用弹簧力使推杆与凸轮保持接触 重力封闭 利用推杆的重力使推杆与凸轮保持接触 几何封闭的凸轮机构 凹槽凸轮机构 利用凸轮上的凹槽与置于槽中的推杆上的滚子使凸轮与推杆保持接触 等宽凸轮机构 因与凸轮轮廓线相切的任意两条平行线间的宽度处处相等，且等于推杆内框上、下壁间的距离，故凸轮与推杆可始终保持接触 几何封闭的凸轮机构 等径凸轮机构 因凸轮理论轮廓线在径向线上两点之间的距离处处相等，故可使凸轮与推杆始终保持接触 共轭凸轮机构 用两个固结在一起的凸轮控制同一推杆，从而形成几何封闭，故使凸轮与推杆始终保持接触 一、 名词术语及符号： §9-2 推杆的运动规律 2、推程及推程运动角 1、基圆：以凸轮轮廓上最小半径r0为半径所作的圆。 5、回程及回程运动角 4、远休止角 6、近休止角 3、行程：推杆在推程或回程中移动的距离。 1、 多项式运动规律： 2、 三角函数运动规律： 3、 组合运动规律： 三、 推杆运动规律的选择： 一. 凸轮廓线设计方法的基本原理： — 反转法原理 在设计时，假设凸轮静止不动，而推杆相对于凸轮作反转运动，同时又沿导轨作预期的运动，推杆尖顶在此复合运动中的轨迹就是所要求的凸轮廓线。 三、用解析法设计凸轮廓线： 凸轮机构压力角α：是指推杆所受的正压力