機械設計基礎第三章ppt

第3章凸輪(tūlún)機構§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型§3－2

從動件的常用運動規(guī)律§3－3

凸輪機構的壓力角§3－4圖解法設計凸輪的輪廓§3－5解析法設計凸輪的輪廓精品資料精品資料1

132e精品資料1

132e精品資料1

132e精品資料1

132e精品資料132e精品資料132e精品資料132e精品資料132e精品資料132e精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料132eh精品資料eh凸輪機構(jīgòu)——由凸輪，從動件和機架三個基本構件組成。精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型

精品資料設計(shèjì)：潘存云設計：潘存云312A線繞線機構(jīgòu)312A線應用實例：精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型

精品資料設計(shèjì)：潘存云3皮帶輪5卷帶輪錄音機卷帶機構1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪錄音機卷帶機構精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型精品資料設計(shèjì)：潘存云132送料機構(jīgòu)精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型結構：三個構件(gòujiàn)、盤(柱)狀曲線輪廓、從動件呈桿狀。作用：將連續(xù)回轉=>

從動件直線移動或擺動。優(yōu)點：可精確實現(xiàn)任意運動規(guī)律，簡單緊湊。缺點：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。應用：內(nèi)燃機、牙膏生產(chǎn)等自動線、補鞋機、配鑰匙機等。分類：1)按凸輪形狀分：盤形、移動、

圓柱凸輪(端面

)。2)按推桿形狀分：尖頂、滾子、平底從動件。特點：尖頂－－構造簡單、易磨損、用于儀表機構；滾子――磨損小，應用廣；平底――受力好、潤滑好，用于高速傳動。精品資料3機架2從動件eh1凸輪(tūlún)高副

精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型凸輪(tūlún)機構的分類1、按凸輪的形狀分盤形凸輪移動凸輪溫故知新圓柱凸輪精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型2、按從動件的運動(yùndòng)形式和接觸形式分尖端從動件滾子從動件平底從動件精品資料接觸形式(xíngshì)比較接觸形式優(yōu)點缺點應用尖端滾子平底結構緊湊，能與任意(rènyì)形狀的輪廓接觸，實現(xiàn)任意(rènyì)運動規(guī)律。易磨損，承載能力低低速、輕載耐磨損結構復雜中載，應用最廣易形成油膜，潤滑好，耐磨損；=C，一般=0，受力好，效率高凸輪廓線不能內(nèi)凹，運動規(guī)律受限制高速精品資料r1r2r1+r2=constW凹槽凸輪等寬凸輪(tūlún)等徑凸輪優(yōu)點：只需要設計(shèjì)適當?shù)妮喞€，從動件便可獲得任意的運動規(guī)律，且結構簡單、緊湊、設計(shèjì)方便。缺點：線接觸，容易磨損。作者：潘存云教授精品資料2、偏置(piānzhì)距e偏置(piānzhì)圓3、升程h（或φmax）——1、基圓半徑r0——§3—2從動件的運動規(guī)律一、名詞術語r0r0凸輪轉動中心到輪廓曲線的最短距離從動件的最大位移（或角位移精品資料§3—2從動件的運動(yùndòng)規(guī)律4、運動(yùndòng)過程凸輪轉角廓線從動件行程推程推程運動角升程h遠休止程遠休止角停止回程回程運動角降程h近休止程近休止角停止位移曲線精品資料§3－2從動件的常用(chánɡyònɡ)運動規(guī)律凸輪(tūlún)機構設計的基本任務:1)根據(jù)工作要求選定凸輪(tūlún)機構的形式;2)推桿運動規(guī)律;3)合理確定結構尺寸;4)設計輪廓曲線。推桿的運動規(guī)律精品資料等速運動(děnɡsùyùndònɡ)Φ精品資料簡諧運動(jiǎnxiéyùndònɡ)精品資料正弦(zhèngxián)加速度運動精品資料設計(shèjì)：潘存云v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt正弦(zhèngxián)改進等速三、改進型運動規(guī)律將幾種運動規(guī)律組合，以改善運動特性。+∞-∞v2s2a2δ1δ1δ1hoooδt精品資料3壓力(yālì)角和傳動角精品資料設計(shèjì)：潘存云OBω1定義：正壓力與推桿上力作用點B速度(sùdù)方向間的夾角α→F”↑，若α大到一定程度時，會有：→機構發(fā)生自鎖。§3－3

凸輪機構的壓力角αnn一、壓力角與作用力的關系不考慮摩擦時，作用力沿法線方向。FF’F”F’----有用分力,沿導路方向F”----有害分力，垂直于導路F”=F’tgαF’

一定時，α↑Ff>F’Ff為了保證凸輪機構正常工作，要求：α

<[α]精品資料設計(shèjì)：潘存云OBω1二、壓力角與凸輪機構尺寸(chǐcun)之間的關系P點為速度瞬心，于是有：v=lOPω1r0↑

[α]=30?

----直動從動件；[α]=35°～45°----擺動從動件；[α]=70°～80°----回程。nnP→lOP=v2/ω1eαds/dφ=ds

/dφ=lOC+lCPlCP=lOC=elCP=ds/dφ-etgα

=S+r20

-e2ds/dφ-e→α↓C

(S+S0

)tgα

S0=r20-e2若發(fā)現(xiàn)設計結果α〉[α]，可增大r0s0sDv2v2r0精品資料設計(shèjì)：潘存云OBω1αds/dφ

得：tgα

=S+r20

-e2ds/dφ

+enn同理，當導路位于中心(zhōngxīn)左側時，有：lOP=lCP-lOC

→lCP=ds/dφ

+e

于是：tgα

=S+r20

-e2ds/dφ

±ee“+”

用于導路和瞬心位于中心兩側；“-”

用于導路和瞬心位于中心同側；顯然，導路和瞬心位于中心同側時，壓力角將減小。注意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時增大了回程壓力角，故偏距e不能太大。PClCP=(S+S0

)tgαS0=r02-e2r0s0sD正確偏置：導路位于與凸輪旋轉方向ω1相反的位置。精品資料設計(shèjì)：潘存云nn提問：對于(duìyú)平底推桿凸輪機構：α＝？0v2Oω1rmin精品資料1.凸輪廓線設計(shèjì)方法的基本原理§3－4圖解法設計(shèjì)凸輪輪廓2.用作圖法設計凸輪廓線1)對心直動尖頂從動件盤形凸輪3)滾子直動從動件盤形凸輪4)對心直動平底從動件盤形凸輪2)偏置直動尖頂從動件盤形凸輪5)擺動尖頂從動件盤形凸輪機構精品資料設計(shèjì)：潘存云一、凸輪廓線設計(shèjì)方法的基本原理反轉原理：依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設計凸輪的輪廓曲線，例如：給整個凸輪機構施以-ω1時，不影響各構件之間的相對運動，此時，凸輪將靜止，而從動件尖頂復合運動的軌跡即凸輪的輪廓曲線。尖頂凸輪繪制動畫滾子凸輪繪制動畫O-ω13’1’2’331122ω1精品資料二、直動從動件盤形凸輪輪廓(lúnkuò)的繪制精品資料1.偏置(piānzhì)直動尖頂從動件盤形凸輪精品資料偏置(piānzhì)尖頂凸輪精品資料已知條件：1、從動件位移(wèiyí)線圖；2、偏置距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件(tiáojiàn)：1、從動件位移線圖；2、偏置距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動件位移線圖；2、偏置(piānzhì)距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動件位移線圖；2、偏置(piānzhì)距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動件位移線圖；2、偏置距e；3、基圓半徑(bànjìng)r0；4、凸輪角速度ω精品資料已知條件：1、從動件位移線圖；2、偏置(piānzhì)距e；3、基圓半徑r0；4、凸輪角速度ω精品資料設計(shèjì)：潘存云s2δ1911131513578rminA120°-ω11’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件尖頂在各等份點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論(lǐlùn)輪廓實際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(nèi)(外)包絡線。3.滾子直動從動件盤形凸輪滾子直動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。60°120°90°90°ω1精品資料設計(shèjì)：潘存云ρa－工作輪廓(lúnkuò)的曲率半徑，ρ－理論輪廓(lúnkuò)的曲率半徑，rT－滾子半徑ρ<rT

ρa＝ρ－rT<0對于外凸輪廓，要保證正常工作，應使：ρmin>rT

輪廓失真滾子半徑的確定ρa＝ρ＋rT

ρ＝rT

ρa＝ρ－rT＝0輪廓正常輪廓變尖ρ內(nèi)凹ρarTrTρrTρρ>rT

ρa＝ρ－rT

輪廓正常外凸rTρaρ精品資料設計(shèjì)：潘存云s2δ1911131513578rmin對心直動平底從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動件的運動(yùndòng)規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件平底直線在各等份點的位置。④作平底直線族的內(nèi)包絡線。4.對心直動平底從動件盤形凸輪8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ω1ω1A1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’12345678151413121110960°120°90°90°精品資料設計(shèjì)：潘存云對平底推桿凸輪(tūlún)機構，也有失真現(xiàn)象。Ormin可通過增大rmin解決此問題。rmin精品資料設計(shèjì)：潘存云120°B’1φ1rmin60°120°90°90°s2δ1擺動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑(bànjìng)rmin，角速度ω1，擺桿長度l以及擺桿回轉中心與凸輪回轉中心的距離d，擺桿角位移方程，設計該凸輪輪廓曲線。三、擺動從動件盤形凸輪機構1’2’3’4’56785’6’7’8’B1B2B3B4B5B6B7B860°90°ω1-ω1dABl1234B’2φ2B’3φ3B’4φ4B’5φ5B’6φ6B’7φ7A1A2A3A4A5A6A7A8精品資料設計(shèjì)：潘存云ρθB0OBδ1S0S2§3－5解析(jiěxī)法設計凸輪的輪廓結果：求出輪廓曲線的解析表達式---已知條件：e、rmin、rT、S2=S2(δ1)、ω1及其方向。理論輪廓的極坐標參數(shù)方程：ρ=(S2+S0)2+e2原理：反轉法。θ=δ1+β–β0其中：S0=r2min–e2tgβ0=e/S0