機(jī)械原理及設(shè)計(jì)IPPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1機(jī)械原理及設(shè)計(jì)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)I 從動件常用運(yùn)動規(guī)律從動件常用運(yùn)動規(guī)律 圖解法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線圖解法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線 解析法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線解析法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類第1頁/共45頁 高副機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu) 第2頁/共45頁1-圓柱凸輪 2-擺桿 3-滾子第3頁/共45頁 繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)1-凸輪 2-擺動從動件 3-線軸第4頁/共45頁盤形凸輪 移動凸輪 圓柱凸輪第5頁/共45頁尖端從動件尖端能以任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，從而使從動件實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動規(guī)律。但尖

2、端處極易磨損，只適用于低速場合。第6頁/共45頁 滾子從動件 平底從動件凸輪與從動件之間為滾動摩擦，因此摩擦磨損較小，可用于傳遞較大的動力。從動件與凸輪之間易形成油膜，潤滑狀況好，受力平穩(wěn)，傳動效率高，常用于高速場合。但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。第7頁/共45頁移動從動件 擺動從動件第8頁/共45頁第9頁/共45頁第10頁/共45頁缺點(diǎn)缺點(diǎn)：從動件的運(yùn)動規(guī)律的選擇受到一定的限制，當(dāng)180范圍內(nèi)的凸輪廓線根據(jù)從動件運(yùn)動規(guī)律確定后，其余180內(nèi)的凸輪廓線必須符合等寬原則第11頁/共45頁缺點(diǎn)：從動件運(yùn)動規(guī)律的選擇受到一定的限制第12頁/共45頁優(yōu)點(diǎn)：克服了等寬、等徑凸輪的缺點(diǎn)克服了等寬、等徑

3、凸輪的缺點(diǎn)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高 一個凸輪推動從動一個凸輪推動從動件完成正行程運(yùn)動，另件完成正行程運(yùn)動，另一個凸輪推動從動件完一個凸輪推動從動件完成反行程的運(yùn)動成反行程的運(yùn)動第13頁/共45頁sDCBA360AheABCDOrbssssBKrK第14頁/共45頁回程運(yùn)動角回程運(yùn)動角近休止角近休止角從動件運(yùn)動規(guī)律從動件運(yùn)動規(guī)律（從動件位移線圖）從動件位移線圖） 0s第15頁/共45頁特點(diǎn)：特點(diǎn)：速度有突變，加速度理速度有突變，加速度理論上由零至無窮大，從而使從論上由零至無窮大，從而使從動件產(chǎn)生巨大的慣性力，機(jī)構(gòu)動件產(chǎn)生巨大的慣性力，機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈沖擊受到強(qiáng)烈沖擊剛性

4、沖擊剛性沖擊適應(yīng)場合：適應(yīng)場合：低速輕載低速輕載第16頁/共45頁特點(diǎn)：特點(diǎn)：加速度曲線有突變，加速度曲線有突變，加速度的變化率加速度的變化率( (即躍度即躍度j) j)在在這些位置為無窮大這些位置為無窮大柔性柔性沖擊沖擊適應(yīng)場合：適應(yīng)場合：中速輕載中速輕載shO124563O 2vshO124563O 2vO0a 2aO- 2j第17頁/共45頁 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動時，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動規(guī)律簡諧運(yùn)動 cos12hs特點(diǎn)：有柔性沖擊適用場合：中速輕載(當(dāng)從動件作連續(xù)運(yùn)動時，可用于高速)第18頁/共45頁 半徑R=h/2的滾圓沿縱座標(biāo)作純滾動，圓上最初位于座標(biāo)原點(diǎn)的點(diǎn)其位移隨

5、時間變化的規(guī)律擺線運(yùn)動特點(diǎn)：無剛性、柔性沖擊適用場合：適于高速sh124563123564OO 2Oav第19頁/共45頁 54361510hs特點(diǎn)：無剛性沖擊、柔性沖擊適用場合：高速、中載第20頁/共45頁第21頁/共45頁第22頁/共45頁1 1、改進(jìn)型正弦運(yùn)動規(guī)律、改進(jìn)型正弦運(yùn)動規(guī)律該曲線在運(yùn)動起始的段和終該曲線在運(yùn)動起始的段和終止的段，采用周期相同的正止的段，采用周期相同的正弦函數(shù)；在兩段中間的段則弦函數(shù)；在兩段中間的段則采用一段周期較長的簡諧函采用一段周期較長的簡諧函數(shù)。數(shù)。2 2、改進(jìn)型等加速等減速、改進(jìn)型等加速等減速運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動規(guī)律用幾段簡諧函數(shù)使加速度成為用幾段簡諧函數(shù)使加速度

6、成為連續(xù)曲線。加速段和減速段的連續(xù)曲線。加速段和減速段的加速度曲線是對稱的。加速度曲線是對稱的。組合型運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖組合型運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動線圖 第23頁/共45頁反轉(zhuǎn)后，從動件尖端的運(yùn)動軌跡就是凸輪的輪廓曲線。OA111sAs1BBA第24頁/共45頁brs-e()已知：基圓半徑 ，曲線，從動件偏置于凸輪軸心左側(cè)，偏距為 ，等角速度逆時針 旋轉(zhuǎn)。第25頁/共45頁第26頁/共45頁、滾子從動件盤形凸輪滾子從動件盤形凸輪 注意：注意：基圓是指凸輪理論廓線上由最小半徑所作的圓基圓是指凸輪理論廓線上由最小半徑所作的圓Orbshl2345678910l2l1l2345678109360O(0)e0112

7、23344556678910117891001234567891011凸輪的理論廓線凸輪的理論廓線：根據(jù)滾子中心的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)出的廓線：根據(jù)滾子中心的運(yùn)動軌跡設(shè)計(jì)出的廓線凸輪的實(shí)際廓線：凸輪的實(shí)際廓線：與滾子直接接觸的廓線過程中的一系列位置與滾子直接接觸的廓線過程中的一系列位置 第27頁/共45頁、平底從動件盤形凸輪平底從動件盤形凸輪 與滾子從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)方法與滾子從動件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)方法相類似。相類似。n將將平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)作為作為假想的尖底從動件的尖端；假想的尖底從動件的尖端；n應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，根據(jù)平底從動件應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，根據(jù)平底從動件的運(yùn)動規(guī)律，依次的

8、運(yùn)動規(guī)律，依次確定出假想的尖確定出假想的尖端在反轉(zhuǎn)過程中所處的位置端在反轉(zhuǎn)過程中所處的位置，并在，并在這些位置點(diǎn)分別作出各平底的圖形這些位置點(diǎn)分別作出各平底的圖形；n作平底的作平底的內(nèi)包絡(luò)線內(nèi)包絡(luò)線，即為所要設(shè)，即為所要設(shè)計(jì)的凸輪廓線計(jì)的凸輪廓線第28頁/共45頁 一、直動滾子從動件盤形凸輪一、直動滾子從動件盤形凸輪已知：凸輪以等角速度逆已知：凸輪以等角速度逆時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基園半時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪基園半徑徑r ro o、滾子半徑滾子半徑r rr r，導(dǎo)路和凸導(dǎo)路和凸輪軸心間的相對位置及偏距輪軸心間的相對位置及偏距e e，從動件的運(yùn)動規(guī)律從動件的運(yùn)動規(guī)律 。 ( )ss1. 1. 理論廓線方

9、程理論廓線方程: :sincos)(cossin)(00essyessx( , )B x y4.4 4.4 解析法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線解析法設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線 erbB0OxyBBBnnsMNHKs0220er =0s第29頁/共45頁2.2.實(shí)際廓線方程實(shí)際廓線方程: :sincosryyrxx2222)/dd()/dd(/ddcos)/dd()/dd(/ddsinyxyyxx平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)cossin)dd(ddddtanyxyxsin)(cos)/dd(/ddcos)(sin)/dd(/dd00ssesyssesx( ,)B x y第30頁/共45頁應(yīng)用數(shù)控銑床或凸輪

10、磨床可加工凸輪的實(shí)際廓應(yīng)用數(shù)控銑床或凸輪磨床可加工凸輪的實(shí)際廓線。在加工凸輪前需計(jì)算刀具的中心軌跡方程線。在加工凸輪前需計(jì)算刀具的中心軌跡方程。2222)/dd()/dd(/dd)/dd()/dd(/ddyxxrrxyyxyrrxxccccrrcrrc平面凸輪廓線設(shè)計(jì)平面凸輪廓線設(shè)計(jì)rTcrr()Tcc-rcrT()-Trrcrc第31頁/共45頁1 1、壓力角：、壓力角：從動件與凸輪從動件與凸輪在接觸點(diǎn)處的受力方向與其在接觸點(diǎn)處的受力方向與其在該點(diǎn)絕對速度方向之間所在該點(diǎn)絕對速度方向之間所夾的銳角夾的銳角seresseOPBDPD2200ds/dtanerbss0ODBPnnvFFF第32頁

11、/共45頁2 2、許用壓力角、許用壓力角 許用壓力角：許用壓力角：為改善凸輪機(jī)構(gòu)的受力情況、提高為改善凸輪機(jī)構(gòu)的受力情況、提高機(jī)械效率，規(guī)定了允許采用的最大壓力角。機(jī)械效率，規(guī)定了允許采用的最大壓力角。推程推程（工作行程）推薦的許用壓力角為：（工作行程）推薦的許用壓力角為：直動從動件直動從動件擺動從動件擺動從動件回程回程（空回行程）（空回行程）max008070004535004030第33頁/共45頁4.5.2 4.5.2 基圓半徑的確定基圓半徑的確定、理論計(jì)算、理論計(jì)算220)ds/d(estger為保證凸輪機(jī)構(gòu)在整個運(yùn)動周期中均為保證凸輪機(jī)構(gòu)在整個運(yùn)動周期中均能滿足，應(yīng)選取計(jì)算結(jié)果能滿足

12、，應(yīng)選取計(jì)算結(jié)果中的最大值作為凸輪的基圓半徑。中的最大值作為凸輪的基圓半徑。 max第34頁/共45頁第35頁/共45頁Bmax90-190-290-2ss90-1d1d1d2d2vdd12B0OKD1D2190-290-290-190-12第36頁/共45頁0rr0minmin0min 第37頁/共45頁滾子半徑大小對凸輪實(shí)際輪廓的影響 rTrTaarTrTa)b)d)c)第38頁/共45頁 0rr0minmin0min實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉，從動件不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動失真第39頁/共45頁rmin0min0min0增大增大)8 . 0(減小滾子半徑brrr第40頁/共45頁 凸輪出現(xiàn)過度切割的現(xiàn)象，從動件無法完全實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律。原因？rbO1、平底凸輪輪廓交叉現(xiàn)象 第