凸輪機(jī)構(gòu) 課件

1、 單元單元4 4 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律任務(wù)任務(wù)3 3 設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 1.熟悉凸輪機(jī)構(gòu)的組成2.掌握凸輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)合理選擇凸輪機(jī)構(gòu)的種類任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：技能目標(biāo)：技能目標(biāo)：單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)，凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或槽的構(gòu)件，主動(dòng)件凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)是通過高副接觸使從動(dòng)件得到所預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)1.1.凸輪的組成凸輪的組

2、成單元4 凸輪機(jī)構(gòu)圖4-2 凸輪機(jī)構(gòu)示意圖1-凸輪 2-從動(dòng)件 3-機(jī)架 （1 1）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作可靠、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，可使從動(dòng)件獲得任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；（2 2）缺點(diǎn)）缺點(diǎn)凸輪與從動(dòng)件（桿或滾子）之間以點(diǎn)或線接觸，不便于潤滑，易磨損，只選用于傳力不大的場合，如自動(dòng)機(jī)構(gòu)、儀表、控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中。任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)2.2.凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 表4-1 凸輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)3.3.凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型及特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型及特點(diǎn)凸輪類型凸輪類型圖例圖例特點(diǎn)特點(diǎn)盤形凸輪盤形凸輪是

3、一個(gè)繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并具有變化半徑的盤形零件。從動(dòng)件在垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪可看做是盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠(yuǎn)，相對(duì)于機(jī)架作直線往復(fù)移動(dòng)圓柱凸輪圓柱凸輪是一個(gè)在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上作出曲線輪廓的構(gòu)件，它可看做是將移動(dòng)凸輪卷成圓柱體演化而成的單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件類型從動(dòng)件類型圖例圖例特點(diǎn)特點(diǎn)尖頂從動(dòng)件構(gòu)造最簡單，但易磨損，只適用于作用力不大和速度較低的場合（如用于儀表等機(jī)構(gòu)中）滾子從動(dòng)件滾子與凸輪輪廓之間為滾動(dòng)摩擦，磨損較小，故可用來傳遞較大的動(dòng)力，應(yīng)用較廣平底從動(dòng)件凸輪與平底的接觸面間易形成油膜，潤滑較好，常用于

4、調(diào)整傳動(dòng)中單元4 凸輪機(jī)構(gòu) （1 1）組成）組成: :凸輪、氣門桿、機(jī)架（2 2）分析）分析: :圖中內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)實(shí)際上是一種對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu),凸輪1連續(xù) 轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)徑向尺寸變化的凸輪輪廓與氣門桿2的平底接觸時(shí),氣門桿產(chǎn)生上下移動(dòng),而以凸輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓弧段輪廓與氣門桿接觸時(shí),氣門桿將靜止不動(dòng),從而按預(yù)定的規(guī)律和時(shí)間要求打開或關(guān)閉氣門,完成配氣要求。任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)4.4.內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)分析內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)分析單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu) 練習(xí)題練習(xí)題 單元4 凸輪機(jī)構(gòu)1.1.選擇題：選擇題： 凸輪輪廓與從動(dòng)件之間的可動(dòng)

5、連接是（ ） A.移動(dòng)副 B.轉(zhuǎn)動(dòng)副 C.高副（ ）決定從動(dòng)件預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 A.凸輪轉(zhuǎn)速 B.凸輪輪廓曲線 C.凸輪形狀凸輪機(jī)構(gòu)中，主動(dòng)件通常作（） 等速轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)變速轉(zhuǎn)動(dòng)變速移動(dòng)凸輪與從動(dòng)件接觸處的運(yùn)動(dòng)副屬于（） 高副轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)采用了（） 凸輪機(jī)構(gòu)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件構(gòu)造最簡單的是（） 平底從動(dòng)件滾子從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu) 單元4 凸輪機(jī)構(gòu)2.2.填空題：填空題： 凸輪機(jī)構(gòu)主要由_、_和_三個(gè)基本構(gòu)件組成。 在凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為_件，通常做等速_或_。 在凸輪機(jī)構(gòu)中，通過改變凸輪_使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的運(yùn)動(dòng)。 在凸輪

6、機(jī)構(gòu)中，按凸輪形式分類，凸輪有_、_和_三種。 凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，凸輪輪廓與從動(dòng)件之間必須始終_，否則，凸輪機(jī)構(gòu)就不能正常工作。3.3.判斷題：判斷題： 在凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪作主動(dòng)件。（ ） 凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于機(jī)械自動(dòng)控制。（ ） 移動(dòng)凸輪相對(duì)機(jī)架作直線往復(fù)移動(dòng)。（ ） 在一些機(jī)器中，要求機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)某種特殊的或復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，常采用凸輪機(jī)構(gòu)。（ ） 根據(jù)實(shí)際需要，凸輪機(jī)構(gòu)可以任意擬定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（ ） 1.了解凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程及有關(guān)參數(shù)2.了解從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律學(xué)會(huì)分析從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：技能目標(biāo)：技能目標(biāo)：單元4 凸輪機(jī)構(gòu)

7、凸輪機(jī)構(gòu)中最常用的運(yùn)動(dòng)形式為凸輪作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)。表4-3為對(duì)心外輪廓盤形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件作升-停-降-停的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。表4-3 凸輪從動(dòng)件升-停-降-停運(yùn)動(dòng)循環(huán)任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.1.凸輪的工作過程及有關(guān)參數(shù)凸輪的工作過程及有關(guān)參數(shù)單元4 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)情況動(dòng)情況圖例圖例描述描述升以凸輪輪廓上最小半徑所作的圓稱為凸輪的基圓，rb以表示。圖中從動(dòng)件位于最低位置，它的尖端與凸輪輪廓上點(diǎn)A（基圓與曲線AB的連接點(diǎn)）接觸。當(dāng)凸輪以等角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)過0時(shí)，從動(dòng)件在凸輪輪廓曲線的推動(dòng)下，將由A點(diǎn)位置被推到B點(diǎn)位置。從動(dòng)件由最低位置

8、被推到最高位置，從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的這一過程稱為推程。凸輪轉(zhuǎn)角0稱為推程運(yùn)動(dòng)角。停因凸輪BC段輪廓為圓弧，故凸輪轉(zhuǎn)過角度s，從動(dòng)件靜止不動(dòng)，且從動(dòng)件停在最高位置，這一過程稱為遠(yuǎn)停程。凸輪轉(zhuǎn)角s稱為遠(yuǎn)停程角 任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律單元4 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)情況動(dòng)情況圖例圖例描述描述降凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過0，從動(dòng)件由最高位置C點(diǎn)回到最低位置D點(diǎn)，這一過程稱為回程。 凸輪轉(zhuǎn)角0稱為回程運(yùn)動(dòng)角。停凸輪轉(zhuǎn)過s時(shí)，從動(dòng)件與凸輪輪廓線上最小向徑的圓弧DA接觸，從動(dòng)件將處于最低位置且靜止不動(dòng)，這一過程稱為近停程。凸輪轉(zhuǎn)角s稱為近停程角。 表表4-4 4-4 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位

9、移s s、速度、速度v v、加速度、加速度線圖線圖任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.2.從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線類型曲線類型圖例圖例描述描述位移曲線位移方程為s=vt，等速運(yùn)動(dòng)時(shí)位移曲線為一傾斜直線速度曲線從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)過程中，速度v為恒值加速度曲線從動(dòng)件在推程的起始與終止速度有突變，使O、A位置加速度達(dá)到無窮大，產(chǎn)生剛性沖擊單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 表表4-5 4-5 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移s s、速度、速度v v、加速度、加速度線圖線圖任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線類型圖例描述位移曲線位移線圖由兩段拋物線組成

10、。推程的前h/2的位移方程為s=t2/2，位移是時(shí)間t（或凸輪轉(zhuǎn)角）的二次函數(shù)速度曲線初始速度v=0，推程的前h/2的速度方程為=at加速度曲線推程的前h/2等加速，后h/2等減速；推程的O、A、B點(diǎn)有加速度的突變，將產(chǎn)生柔性沖擊單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 步驟步驟描述描述1.凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)從動(dòng)桿升,氣門關(guān),凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。從動(dòng)件由最低位置被推到最高位置，從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的這一過程稱為推程。凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角。2.從動(dòng)桿不動(dòng)時(shí),氣門靜止,凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度從動(dòng)件靜止不動(dòng)，且從動(dòng)件停在最高位置，這一過程稱為遠(yuǎn)停程。凸輪轉(zhuǎn)角稱為遠(yuǎn)停程角。3.從動(dòng)桿降時(shí),氣門開,凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度從動(dòng)件由最高位置點(diǎn)回到最低位置點(diǎn)，這一過

11、程稱為回程。凸輪轉(zhuǎn)角稱為回程運(yùn)動(dòng)角。4.從動(dòng)桿再次不動(dòng)時(shí),氣門靜止,凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度從動(dòng)件將處于最低位置且靜止不動(dòng)，這一過程稱為近停程。凸輪轉(zhuǎn)角稱為近停程角。任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.3.內(nèi)燃機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程分析內(nèi)燃機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程分析單元4 凸輪機(jī)構(gòu)表4-5 分析凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程 任務(wù)任務(wù)2 2 從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 練習(xí)題練習(xí)題 單元4 凸輪機(jī)構(gòu)1.1.選擇題：選擇題： 從動(dòng)件等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移曲線形狀是（ ） A.拋物線 B.斜直線 C.雙曲線 從動(dòng)件作等加速等減速運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)（ ） A.存在剛性沖擊 B.存在柔性沖擊 C.沒有沖擊

12、從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī)構(gòu)，一般適用于（ ）、輕載的場合。 A.低速 B.中速 C.高速 從動(dòng)件作等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移曲線是（ ）。 A.斜直線 B.拋物線 C.雙曲線2.2.判斷題：判斷題： 凸輪機(jī)構(gòu)中，所謂從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件上升時(shí)的速度和下降時(shí)的速度必定相等。（ ） 凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)員件作等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的原因是凸輪作等速轉(zhuǎn)動(dòng)。（ ） 凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件作等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指從動(dòng)件上升時(shí)作等加速運(yùn)動(dòng)，而下降時(shí)作等減速運(yùn)動(dòng)。（ ） 凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的柔性沖擊，不會(huì)對(duì)機(jī)器產(chǎn)生破壞。（ ） 凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可按要求任意擬定。（ ） 掌握 “反轉(zhuǎn)法” 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)的原理

13、學(xué)會(huì)運(yùn)用“反轉(zhuǎn)法”原理設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)任務(wù)3 3 設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：技能目標(biāo)：技能目標(biāo)：單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 假想假想: :給機(jī)構(gòu)加一公共角速度,凸輪：相對(duì)靜止不動(dòng)推桿：一方面隨導(dǎo)軌以-繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng),另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動(dòng), 推桿尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲線。任務(wù)任務(wù)3 3 設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓1.1.反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 任務(wù)任務(wù)3 3 設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓2.2.反轉(zhuǎn)原理求位移線圖反轉(zhuǎn)原理求位移線圖單元4 凸輪機(jī)構(gòu) （1 1）對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)）對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 已知：基圓半徑為r0,逆時(shí)針方向等速回轉(zhuǎn)。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖。試設(shè)計(jì)凸輪輪廓線。任務(wù)任務(wù)3 3 設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓3.3.直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓設(shè)計(jì)單元4 凸輪機(jī)構(gòu) （2 2）對(duì)心滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)）對(duì)心滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)已知：凸輪的基圓半徑為r0,滾子半徑r,凸輪沿逆時(shí)針方向等速回轉(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。任務(wù)任務(wù)3 3 設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓單元4 凸輪機(jī)構(gòu) 任務(wù)任務(wù)3 3 凸輪輪廓設(shè)計(jì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)4.4.對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)