第四章_常用機(jī)構(gòu)11

1、第四章第四章 常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)本章概述本章概述 原動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)一般以勻速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運(yùn)原動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)一般以勻速旋轉(zhuǎn)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)為主，而生產(chǎn)實(shí)際中要求的運(yùn)動(dòng)形式千變?nèi)f化，為動(dòng)為主，而生產(chǎn)實(shí)際中要求的運(yùn)動(dòng)形式千變?nèi)f化，為此人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)中創(chuàng)造了平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、此人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)中創(chuàng)造了平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等等，來實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)螺旋機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等等，來實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)輸出。本章主要學(xué)習(xí)這些常用機(jī)構(gòu)的工作原理、類動(dòng)輸出。本章主要學(xué)習(xí)這些常用機(jī)構(gòu)的工作原理、類型、運(yùn)動(dòng)特性及其應(yīng)用特點(diǎn)。型、運(yùn)動(dòng)特性及其應(yīng)用特點(diǎn)。 第四章第四章 常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)4.14.1

2、平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)4.24.2凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)4.34.3螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)第四章第四章 常用機(jī)構(gòu)常用機(jī)構(gòu)4.44.4間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4.1平面連桿機(jī)構(gòu)4.1平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu) 平面連桿機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干個(gè)構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，又稱為是由若干個(gè)構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，又稱為平面低副機(jī)構(gòu)。平面低副機(jī)構(gòu)。由四個(gè)構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的平面連桿機(jī)構(gòu)，稱為由四個(gè)構(gòu)件通過低副聯(lián)接而成的平面連桿機(jī)構(gòu)，稱為四桿機(jī)構(gòu)四桿機(jī)構(gòu)。如果所有低副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副，這種四桿機(jī)構(gòu)就稱為。如果所有低副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副，這種四桿機(jī)構(gòu)就稱為鉸鏈四桿鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。u平面連桿機(jī)構(gòu)的平面連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由

3、于是低副，為面接觸，所以承受壓強(qiáng)小、便于潤(rùn)滑、磨損較輕，由于是低副，為面接觸，所以承受壓強(qiáng)小、便于潤(rùn)滑、磨損較輕，可可 承受較大載荷承受較大載荷。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，構(gòu)件之間的接觸是有構(gòu)件本身的幾何約束來保結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，構(gòu)件之間的接觸是有構(gòu)件本身的幾何約束來保 持的，所以構(gòu)件持的，所以構(gòu)件工作可靠工作可靠。利用平面連桿機(jī)構(gòu)中的連桿利用平面連桿機(jī)構(gòu)中的連桿可滿足多種運(yùn)動(dòng)軌跡的要求可滿足多種運(yùn)動(dòng)軌跡的要求。u平面連桿機(jī)構(gòu)的平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)：根據(jù)從動(dòng)件所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡來設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，根據(jù)從動(dòng)件所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡來設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，精度不高精度不高。運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性難

4、以平衡，運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性難以平衡，不適用于高速場(chǎng)合不適用于高速場(chǎng)合。4.1平面連桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，固定不動(dòng)的桿在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，固定不動(dòng)的桿4 4為為機(jī)架機(jī)架，與機(jī)架相連的桿，與機(jī)架相連的桿1 1與桿與桿3 3，稱為，稱為連架桿連架桿，聯(lián)接兩連架桿的桿，聯(lián)接兩連架桿的桿2 2為為連桿連桿。能作整周回轉(zhuǎn)。能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為的連架桿稱為曲柄曲柄，不能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為，不能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為搖桿搖桿。 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)的最基本的形式，其它形式的四桿鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是四桿機(jī)構(gòu)的最基本的形式，其它形式的四桿機(jī)構(gòu)都可看作是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。機(jī)

5、構(gòu)都可看作是在它的基礎(chǔ)上演化而成的。 根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，根據(jù)連架桿運(yùn)動(dòng)形式的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為三大類別：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為三大類別： 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 2）雙曲柄機(jī)構(gòu)）雙曲柄機(jī)構(gòu) 3）雙搖桿機(jī)構(gòu)）雙搖桿機(jī)構(gòu)4.1平面連桿機(jī)構(gòu)1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、攪面機(jī)、衛(wèi)星天線、飛剪牛頭刨床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、攪面機(jī)、衛(wèi)星天線、飛剪縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)、自行車、走步機(jī)、送料機(jī)構(gòu)?？p紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)、自行車、走步機(jī)、送料機(jī)構(gòu)。 一般曲柄主動(dòng)，一般曲柄主動(dòng)，將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的擺動(dòng)，也可搖桿桿的擺動(dòng)，也可搖桿主動(dòng)，曲柄從動(dòng)。主動(dòng)，曲

6、柄從動(dòng)。運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：定義：在兩連架桿中，一個(gè)為曲柄、另一個(gè)為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。定義：在兩連架桿中，一個(gè)為曲柄、另一個(gè)為搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。4.1平面連桿機(jī)構(gòu)攪面機(jī)攪面機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例4.1平面連桿機(jī)構(gòu)衛(wèi)星接收裝置衛(wèi)星接收裝置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例4.1平面連桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)縫紉機(jī)腳踏板機(jī)構(gòu)4.1平面連桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例自行車自行車4.1平面連桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例跑步機(jī)跑步機(jī)4.1平面連桿機(jī)構(gòu)2.雙曲柄機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例：應(yīng)用舉例：慣性篩、插床機(jī)構(gòu)慣性篩、插床機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：從動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：從動(dòng)曲柄 變速回轉(zhuǎn)。變速回轉(zhuǎn)。定義：定義：兩連架

7、桿均為曲柄的四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。兩連架桿均為曲柄的四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。4.1平面連桿機(jī)構(gòu)慣性篩慣性篩雙曲柄機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例4.1平面連桿機(jī)構(gòu)3.雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)兩連桿架均為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)兩連桿架均為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)港口起重機(jī)、飛機(jī)起落架、車輛的前輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)應(yīng)用舉例：定義：定義：兩連架桿均為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。兩連架桿均為搖桿的四桿機(jī)構(gòu)，稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。41平面連桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例港口起重機(jī)港口起重機(jī)選擇連桿上合適的點(diǎn)，軌跡為近似的水平直線4.1平面連桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例飛機(jī)起落飛機(jī)起落架架4.1平面連桿機(jī)構(gòu)風(fēng)扇搖風(fēng)扇搖頭頭雙搖桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例4.1平面連桿機(jī)構(gòu)二、

8、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化1.曲柄搖桿轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊曲柄搖桿轉(zhuǎn)化為曲柄滑塊 一般生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的四桿機(jī)構(gòu)，都可看作是從鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演一般生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的四桿機(jī)構(gòu)，都可看作是從鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來的。四桿機(jī)構(gòu)的演化方法是通過運(yùn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)換和機(jī)架的變換等化而來的。四桿機(jī)構(gòu)的演化方法是通過運(yùn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)換和機(jī)架的變換等方法實(shí)現(xiàn)的。以下展示幾種演化。方法實(shí)現(xiàn)的。以下展示幾種演化。4.1平面連桿機(jī)構(gòu)2.曲柄滑塊轉(zhuǎn)化為偏心輪滑塊曲柄滑塊轉(zhuǎn)化為偏心輪滑塊4.1平面連桿機(jī)構(gòu)3.其他機(jī)構(gòu)其他機(jī)構(gòu) 如壓水井如壓水井42 凸輪機(jī)構(gòu)4.2凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)u平面連桿機(jī)構(gòu)一般只能近似地實(shí)現(xiàn)給定的平面連桿機(jī)構(gòu)一般只

9、能近似地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，在各種機(jī)器運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，在各種機(jī)器中，特別是自動(dòng)化機(jī)器中，為實(shí)現(xiàn)各種中，特別是自動(dòng)化機(jī)器中，為實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)要求，常采用凸輪機(jī)構(gòu)。要求，常采用凸輪機(jī)構(gòu)。u右圖所示為內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，當(dāng)具有曲右圖所示為內(nèi)燃機(jī)的氣門機(jī)構(gòu)，當(dāng)具有曲線輪廓的凸輪線輪廓的凸輪1 1作等速回轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪曲線輪作等速回轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪曲線輪廓通過與氣門廓通過與氣門2 2（從動(dòng)件）的平底接觸，迫（從動(dòng)件）的平底接觸，迫使氣門使氣門2 2相對(duì)于氣門導(dǎo)管相對(duì)于氣門導(dǎo)管3 3（機(jī)架）作往復(fù)直（機(jī)架）作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而控制了氣門有規(guī)律的開啟和閉線運(yùn)動(dòng)，從而控制了氣門

10、有規(guī)律的開啟和閉合。氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪曲線輪廓的合。氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪曲線輪廓的形狀。形狀。一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和類型1.凸輪機(jī)構(gòu)的組成特性和應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的組成特性和應(yīng)用4.2 凸輪機(jī)構(gòu)u凸輪凸輪是一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，他通過與從動(dòng)件是一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，他通過與從動(dòng)件的高副接觸，在運(yùn)動(dòng)時(shí)的高副接觸，在運(yùn)動(dòng)時(shí)可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)意預(yù)期運(yùn)動(dòng)。u凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能方便地設(shè)計(jì)凸輪輪廓以實(shí)現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能方便地設(shè)計(jì)凸輪輪廓以實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，廣泛用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中

11、作從動(dòng)件預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，廣泛用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中作為控制機(jī)構(gòu)。為控制機(jī)構(gòu)。u凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪凸輪、從動(dòng)件從動(dòng)件和和機(jī)架機(jī)架三部分組成。三部分組成。u但凸輪輪廓與從動(dòng)件間為點(diǎn)、線接觸而易磨損，所以只適但凸輪輪廓與從動(dòng)件間為點(diǎn)、線接觸而易磨損，所以只適用于傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。用于傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。4.2 凸輪機(jī)構(gòu)q 凸輪機(jī)構(gòu)的幾種典型應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的幾種典型應(yīng)用 示例一機(jī)床上的應(yīng)用4.2 凸輪機(jī)構(gòu)示例二內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)4.2 凸輪機(jī)構(gòu)示例三靠模車削機(jī)構(gòu)4.2 凸輪機(jī)構(gòu)2.2.凸輪機(jī)構(gòu)類型凸輪機(jī)構(gòu)類型 凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理相對(duì)其它機(jī)構(gòu)是較為簡(jiǎn)單的，從動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理相對(duì)其它機(jī)構(gòu)是較為簡(jiǎn)單

12、的，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要是取決于凸輪的輪廓形狀。件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要是取決于凸輪的輪廓形狀。 按照凸輪的按照凸輪的形狀形狀不同可把凸輪分為以下幾種不同可把凸輪分為以下幾種：盤形凸輪盤形凸輪移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪圓柱凸輪圓柱凸輪曲面凸輪曲面凸輪按照按照從動(dòng)件從動(dòng)件分為以下幾種：分為以下幾種：尖頂從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平頂從動(dòng)件平頂從動(dòng)件按照凸輪的按照凸輪的鎖合方式鎖合方式可把凸輪分為以下幾種：可把凸輪分為以下幾種：力鎖合力鎖合形鎖合形鎖合42 凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪 凸輪以等角速度凸輪以等角速度 回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)閥桿回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)閥桿作上下運(yùn)動(dòng)，從而有作上下運(yùn)動(dòng)，從而有規(guī)律地開啟或關(guān)閉氣規(guī)律地開啟或

13、關(guān)閉氣閥。凸輪輪廓的形狀閥。凸輪輪廓的形狀決定了氣閥開啟或關(guān)決定了氣閥開啟或關(guān)閉的時(shí)間長(zhǎng)短及其速閉的時(shí)間長(zhǎng)短及其速度、加速度的變化規(guī)度、加速度的變化規(guī)律。律。凸輪是繞固定軸凸輪是繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)且有變化向徑的轉(zhuǎn)動(dòng)且有變化向徑的盤形零件，是凸輪最盤形零件，是凸輪最基本的型式?；镜男褪?。 4.2 凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪從動(dòng)件從動(dòng)件2 2的端部裝的端部裝有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子，有可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾子，它與凸輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)為它與凸輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)為滾動(dòng)摩擦，因此阻力、滾動(dòng)摩擦，因此阻力、磨損均較小，可以承受磨損均較小，可以承受較大的載荷，應(yīng)用較廣。較大的載荷，應(yīng)用較廣。 4.2 凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪 圖示為自動(dòng)機(jī)床圖示為自動(dòng)機(jī)

14、床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)。當(dāng)圓的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)。當(dāng)圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，圓柱上凹槽曲面迫使柱上凹槽曲面迫使從動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)，從動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)，通過從動(dòng)件上的扇通過從動(dòng)件上的扇形齒輪與刀架上的形齒輪與刀架上的齒條嚙合，控制刀齒條嚙合，控制刀架的自動(dòng)進(jìn)刀和退架的自動(dòng)進(jìn)刀和退刀運(yùn)動(dòng)。刀運(yùn)動(dòng)。 4.2 凸輪機(jī)構(gòu)曲面凸輪4.2 凸輪機(jī)構(gòu)按照從動(dòng)件結(jié)構(gòu)分為以下幾種：按照從動(dòng)件結(jié)構(gòu)分為以下幾種：a) b) c) d) e) f)4.2 凸輪機(jī)構(gòu)力鎖合4.2 凸輪機(jī)構(gòu)形鎖合1. 1. 基圓基圓rb2. 2. 推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角3. 3. 遠(yuǎn)停程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)停程運(yùn)動(dòng)角s s4. 4. 回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角 5. 5. 近停程

15、運(yùn)動(dòng)角近停程運(yùn)動(dòng)角s s 4.2 凸輪機(jī)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律1. 凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程分析凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程分析4.2 凸輪機(jī)構(gòu)圖圖4-20 4-20 對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)工作過程對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)工作過程 圖為對(duì)心尖頂從動(dòng)圖為對(duì)心尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件重復(fù)回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件重復(fù)升升停停降降停的運(yùn)動(dòng)停的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。循環(huán)。 從動(dòng)件的位移從動(dòng)件的位移s與與凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角a的關(guān)系可以的關(guān)系可以用從動(dòng)件的位移線圖來用從動(dòng)件的位移線圖來表示，如右圖所示。表示，如右圖所示。4.2 凸輪機(jī)構(gòu)2.從動(dòng)件常

16、用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （1 1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)開始，運(yùn)動(dòng)開始，v由由0 0突變?yōu)橥蛔優(yōu)榧铀俣燃铀俣萢為為同理，運(yùn)動(dòng)結(jié)束同理，運(yùn)動(dòng)結(jié)束由于存在剛性沖擊，如果單獨(dú)使由于存在剛性沖擊，如果單獨(dú)使用這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只用這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只適用于低速場(chǎng)適用于低速場(chǎng)合合。a = -0h000hdtdva4.2 凸輪機(jī)構(gòu)（2 2）等加速）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在前半程用等加速運(yùn)動(dòng)律，在前半程用等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，后半程采用等減速運(yùn)規(guī)律，后半程采用等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，兩部分加速度絕對(duì)動(dòng)規(guī)律，兩部分加速度絕對(duì)值相等。值相等。 等加速、等減速運(yùn)動(dòng)

17、規(guī)等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律在運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)律在運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)A A、中點(diǎn)、中點(diǎn)B B、終、終點(diǎn)點(diǎn)C C的加速度突變?yōu)橛邢拗?，的加速度突變?yōu)橛邢拗?，產(chǎn)生柔性沖擊。產(chǎn)生柔性沖擊。用于中速、用于中速、輕載的場(chǎng)合輕載的場(chǎng)合。 4.2 凸輪機(jī)構(gòu) （3 3）擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律）擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律 當(dāng)半徑為當(dāng)半徑為R R 的滾圓沿縱坐標(biāo)軸作的滾圓沿縱坐標(biāo)軸作純滾動(dòng)時(shí)，圓周上某定點(diǎn)純滾動(dòng)時(shí)，圓周上某定點(diǎn)M M的運(yùn)動(dòng)軌的運(yùn)動(dòng)軌跡為一擺線，該點(diǎn)在縱坐標(biāo)軸上投影跡為一擺線，該點(diǎn)在縱坐標(biāo)軸上投影的變化規(guī)律即構(gòu)成擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。的變化規(guī)律即構(gòu)成擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 由運(yùn)動(dòng)線圖可知，當(dāng)從動(dòng)件按擺由運(yùn)動(dòng)線圖可知，當(dāng)從動(dòng)件按擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度按正弦

18、線運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度按正弦曲線變化，故又稱為正弦加速度運(yùn)動(dòng)曲線變化，故又稱為正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件在行程的始點(diǎn)和終點(diǎn)處規(guī)律。從動(dòng)件在行程的始點(diǎn)和終點(diǎn)處加速度皆為零，且加速度曲線均勻連加速度皆為零，且加速度曲線均勻連續(xù)而無突變，因此在運(yùn)動(dòng)中既無剛性續(xù)而無突變，因此在運(yùn)動(dòng)中既無剛性沖擊，又無柔性沖擊，沖擊，又無柔性沖擊，常用于較高速常用于較高速度的凸輪機(jī)構(gòu)度的凸輪機(jī)構(gòu)。4.2 凸輪機(jī)構(gòu)4.2 凸輪機(jī)構(gòu)u凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的方法有凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的方法有圖圖解法解法和和解析法解析法兩種，這兩種方法兩種，這兩種方法所依據(jù)的基本原理是相同的。如所依據(jù)的基本原理是相同的。如 右圖所示，當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)工

19、作時(shí)，右圖所示，當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，凸輪是運(yùn)動(dòng)的，而我們?cè)O(shè)計(jì)凸輪凸輪是運(yùn)動(dòng)的，而我們?cè)O(shè)計(jì)凸輪輪廓時(shí)，卻需要凸輪與圖紙相對(duì)輪廓時(shí)，卻需要凸輪與圖紙相對(duì)靜止。為此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用靜止。為此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法。 三、盤行凸輪輪廓設(shè)計(jì)三、盤行凸輪輪廓設(shè)計(jì)1.盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)基本原理盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)基本原理 4.2 凸輪機(jī)構(gòu)u反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理加角速度加角速度- -w w( (與凸輪角速度大小相等、方向相反與凸輪角速度大小相等、方向相反) )從動(dòng)件與導(dǎo)路繞凸輪以角速度從動(dòng)件與導(dǎo)路繞凸輪以角速度- -w w 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪靜止不動(dòng)凸輪靜止不動(dòng)從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪輪廓曲線從動(dòng)件尖

20、頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪輪廓曲線從動(dòng)件相對(duì)導(dǎo)路移動(dòng)從動(dòng)件相對(duì)導(dǎo)路移動(dòng)（1 1）對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)）對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 演示動(dòng)畫演示動(dòng)畫2. 圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線4.2 凸輪機(jī)構(gòu)（2 2）對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)）對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 把滾子回轉(zhuǎn)中心看作尖頂繪出凸輪理論輪廓后，再以理論輪廓上一系把滾子回轉(zhuǎn)中心看作尖頂繪出凸輪理論輪廓后，再以理論輪廓上一系列點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑所作一系列圓的包絡(luò)線就是設(shè)計(jì)的滾子從列點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑所作一系列圓的包絡(luò)線就是設(shè)計(jì)的滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓。動(dòng)件盤形凸輪輪廓

21、。4.2 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角壓力角 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向和凸輪作用從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向和凸輪作用于它的法向力于它的法向力Fn方向之間所夾的角方向之間所夾的角a稱為壓力角。稱為壓力角。 由上述關(guān)系式知，壓力角由上述關(guān)系式知，壓力角a愈大，有效分力愈大，有效分力y愈小，有害分力愈小，有害分力x愈大。當(dāng)愈大。當(dāng)a角大到某一數(shù)值時(shí)，必將會(huì)出現(xiàn)角大到某一數(shù)值時(shí)，必將會(huì)出現(xiàn)FyFx的情況。這時(shí)，不論的情況。這時(shí)，不論施加多大的施加多大的Fn力，都不能使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。因此，力，都不能使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。因此，為了保證凸輪機(jī)構(gòu)的正常工作，必須對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角進(jìn)行限制。為了

22、保證凸輪機(jī)構(gòu)的正常工作，必須對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角進(jìn)行限制。推薦壓力角數(shù)值推薦壓力角數(shù)值移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件a=30擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件a=45回程中，一般不會(huì)有自鎖現(xiàn)象，壓力角取值為回程中，一般不會(huì)有自鎖現(xiàn)象，壓力角取值為 a=7080cos1FF sin2FF 3. 凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題凸輪設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題4.2 凸輪機(jī)構(gòu)u基圓半徑選的越小，凸輪機(jī)構(gòu)越緊湊，實(shí)際分析證明當(dāng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)基圓半徑選的越小，凸輪機(jī)構(gòu)越緊湊，實(shí)際分析證明當(dāng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律確定后，基圓半徑變小會(huì)引起壓力角增大，但壓力角不能超過許用值，律確定后，基圓半徑變小會(huì)引起壓力角增大，但壓力角不能超過許用值，否則機(jī)構(gòu)的傳力性能降低，甚至發(fā)生自鎖，故基圓半徑不能取的太小。否則機(jī)構(gòu)的傳力性能降低，甚至發(fā)生自鎖，故基圓半徑不能取的太小。u設(shè)計(jì)時(shí)具體要以實(shí)際結(jié)構(gòu)（包括凸輪允許占用空間，凸輪安裝軸直徑設(shè)計(jì)時(shí)具體要以實(shí)際結(jié)構(gòu)（包括凸輪允許占用空間，凸輪安裝軸直徑等）而定，可按經(jīng)驗(yàn)公式確定：等）而定，可按經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中式中d為安裝軸直徑。為安裝軸直徑。凸輪凸輪基圓半徑基圓半徑的選取的選取 drb26 . 14.3 凸輪機(jī)構(gòu)滾子半徑的確定滾子半徑的確定 凸輪輪廓曲線凸輪輪廓曲線形狀與滾子半形狀與滾子半徑的關(guān)系：徑的關(guān)系：4.2 凸輪機(jī)構(gòu)4.3 螺旋機(jī)構(gòu)4.3 螺旋機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)一、螺旋機(jī)構(gòu)的組合和工作原理一、螺旋機(jī)構(gòu)的組合和工