机械设计基础第三章凸轮.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 凸轮机构,3-1,凸轮机构的应用和分类,3-2,从动件的常用运动规律,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,本章重点,1.,凸轮按从动件型式的分类。,2.,从动件常用的运动规律，各有什么冲击？,3.,绘制从动件的运动规律和凸轮的轮廓。,4.,凸轮设计时滚子半径有什么要求？为什么？,5.,什么是压力角？压力角的大小影响什么？,6.,压力角和基圆半径有什么关系？为什么要合理选择基圆的半径？选取原则是什么？,第三章 结束,3-1,凸轮机构的应用和分类,盘形凸轮,机构,平面凸轮机构,移动凸轮,机构,平面凸轮机构,圆柱凸轮,机构,空间凸轮机构,一、应用：,二、组成：,凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件,从动件：平动，摆动,机架,三、分类：,1,、按凸轮的形状：,当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照预定规律变化时,3-1,凸轮机构的应用和分类,3-1,凸轮机构的应用和分类,2,、按从动件底端的型式：,尖底从动件,：,用于低速；,滚子从动件,：,应用最普遍；,平底从动件,：,用于高速。,3,、按从动件的运动方式：,直动从动件,摆动从动件,3-1,凸轮机构的应用和分类,4,、按锁合（保持从动件与凸轮接触）的方式：,力锁合,(,重力、弹簧力,),几何锁合,类型及应用录像,例,1,、,绕线机构,例,2,、,组合凸轮写,R,五、要求,四、特点,优点：,1.,能够实现精确的运动规律；,2.,设计较简单。,缺点：,1.,承载能力低,行程短；,2.,凸轮轮廓加工困难。,1,、分析从动件的运动规律,2,、按照运动规律设计凸轮轮廓,3-1,凸轮机构的应用和分类,3-2,从动件的常用运动规律,基圆,:,凸轮轮廓上最小矢径为半径的圆,行程：,h (,最大位移,),首先从动件运动规律,(,从动件位移与凸轮转角之间的关系,),其次设计凸轮轮廓曲线,基本概念,:,3-2,从动件的常用运动规律,从动件的运动,推程运动角：,=AOB,远休止角：,S,=BOC,回程运动角：,=COD,近休止角：,S,=DOA,推程,推杆从最低位置,A,上升到最高位置,B,，尖底与凸轮接触点：,A,B,远休止,推杆远停不动，尖底与凸轮接触点：,B,C,回程,推杆由最高位置,C,下降到最低位置,D,，,尖底与凸轮接触点：,C,D,近休止,推杆近停不动；尖底与凸轮接触点：,D,A,升 停 降 停,3-2,从动件的常用运动规律,从动件位移线图,从动件速度线图,加速度线图,3-2,从动件的常用运动规律,刚性冲击：,由于加速度发生无穷大突变而引起的冲击称为刚性冲击。,1,、匀速运动规律,(,推程段,),3-2,从动件的常用运动规律,2,、等加速等减速运动规律,柔性冲击,：,加速度发生有限值的突变,（适用于中速场合）,3-2,从动件的常用运动规律,3,、加速度按正弦运动,规律变化,运动特征：没有冲击,3-2,从动件的常用运动规律,设计方法：作图法，解析法,反转法,一、直动从动件盘形凸轮机构,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,1,、尖底直动从动件盘形凸轮,已知：基圆半径 顺时针转动,作图法设计凸轮轮廓,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,作图步骤,1.,取比例尺,l,，画基圆；,2.,将从动件的位移线图中推程段和回程段分别四等分，并从起点开始到结束全部标号,1,、,2,；,3.,划分凸轮转动的四个角度：推程运动角、远休止角、回程运动角和近休止角；,4.,分别四等分推程运动角和回程运动角；,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,沿凸轮转向的反方向！,5.,找到凸轮转过第,1,个角度时，从动件应被抬升到的位置,1,，同理找到其它所有的点,2,；,6.,用光滑的曲线连接各点,1,，,2,，,（,3,）在理论轮廓上画一系列滚子，画滚子的内包络线,实际轮廓曲线,凸轮的基圆半径,r,o,理论轮廓,2,、滚子从动件凸轮机构,（,1,）去掉滚子，以滚子中心为尖底。,（,2,）按照尖底的方法作出轮廓曲线,理论轮廓曲线,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,二、,摆动从动件盘形凸轮机构,已知：,凸轮顺时针转动，摆杆推程段逆时针摆动,基圆半径,r,0,摆杆中心和凸轮中心的距离,a,摆杆长度,l,从动件运动规律,-,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,(1),理论廓线内凹：,r,理论廓线的曲率半径,r,a,实际廓线的曲率半径,r,a,=,r,+,r,r,不管,r,r,大小，实际廓线可求且光滑,(2),理论廓线外凸：,r,a,=,r,r,r,三、设计凸轮机构应注意的问题,1,、滚子半径的选择,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,若,r,r,r,，则,r,a,0,，,实际廓线可求；,若,r,=,r,r,，则,r,a,=0,，,实际廓线,出现尖点,极易磨损，不宜使用,若,r,r,r,，则,r,a,0,，,实际廓线交叉,；,加工时交叉部分被切去，出现运动失真现象。,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,2,、注意基圆半径对凸轮机构的影响,r,0,越大,压力角越小，但凸轮盘越大。,压力角,：,接触点的法线与从动件上作用点速度方向所夹的锐角,r,0,越小,凸轮结构越紧凑，,但压力角越大。,基圆的选取原则,在满足压力角在许用范围内的条件下尽量选取较小的基圆。,压力角越小，机构运动越灵活。,压力角与基圆半径,r,0,的关系：,3-3,按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,本章重点,1.,凸轮按从动件型式的分类。,2.,从动件常用的运动规律，各有什么冲击？,3.,绘制从动件的运动规律和凸轮的轮廓。,4.,凸轮设计时滚子半径有什么要求？为什么？,5.,什么是压力角？压力角的大小影响什么？,6.,压力角和基圆半径有什么关系？为什么要合理选择基圆的半径？选取原则是什么？,第三章 结束,