機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 04凸輪機(jī)構(gòu)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

主編：胡孟謙張曉娜

機(jī)械工業(yè)出版社

課程內(nèi)容第一章機(jī)械設(shè)計(jì)概論第二章平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章平面連桿機(jī)構(gòu)第四章凸輪機(jī)構(gòu)第五章其他常用機(jī)構(gòu)第六章齒輪機(jī)構(gòu)第七章蝸桿傳動(dòng)第八章輪系第九章帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器第十四章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

第四章凸輪機(jī)構(gòu)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

掌握凸輪、棘輪和槽輪的類型、結(jié)構(gòu)；能夠根據(jù)輪廓曲線按照從動(dòng)件的運(yùn)規(guī)律設(shè)計(jì)出來；著重研究盤狀凸輪輪廓曲線繪制的基本方法和凸輪設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題?！局R(shí)點(diǎn)】

1.凸輪機(jī)構(gòu)的組成、分類及特點(diǎn)。2.從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3.圖解法繪制凸輪輪廓的基本方法。4.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題。一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)具體應(yīng)用1.內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)控制進(jìn)（排）氣門的打開和關(guān)閉

內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

2.自動(dòng)機(jī)床：凸輪機(jī)構(gòu)控制刀架運(yùn)動(dòng)的。凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中

自動(dòng)機(jī)床上控制刀架運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)1-1凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)3、應(yīng)用小結(jié)：

1.凸輪一般作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件可作連續(xù)或間歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。2.凸輪機(jī)構(gòu)廣泛用于自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中。3.凸輪輪廓與從動(dòng)件間為點(diǎn)、線接觸而易磨損，所以不宜承受重載或沖擊載荷。1-1凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)【古代秦弩凸顯中華智慧】——弩源于弓，威力又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弓。弩機(jī)機(jī)身內(nèi)的零件：望山（瞄準(zhǔn)器）、懸刀（扳機(jī)）、鉤心和鍵（銷軸）。

秦弩待機(jī)狀態(tài)擊發(fā)狀態(tài)弩機(jī)1-1凸輪結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：凸輪輪廓曲線使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)：凸輪與從動(dòng)件間為高副接觸，易磨損，多用于傳遞動(dòng)力不大的自動(dòng)機(jī)械、儀表、控制機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中。1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類1-1凸輪結(jié)構(gòu)的概述4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類

⒈按凸輪的形狀分類

1.盤形凸輪——基本型式特點(diǎn)：盤形凸輪構(gòu)件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也較廣泛，但推桿的行程不能太大。1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：移動(dòng)凸輪可視為轉(zhuǎn)軸在無窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪。凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-2凸輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1-3凸輪結(jié)構(gòu)的分類2.移動(dòng)凸輪3.圓柱凸輪特點(diǎn)：利用圓柱凸輪可使推桿得到較大的行程。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

第二節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程二、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

2-2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，角速度ω凸輪的基圓與基圓半徑rb行程h：從動(dòng)件在最低位置和最高位置之間的位移一、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過程4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

2-2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

二、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律——從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度為定值。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方程為：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度和加速度的運(yùn)動(dòng)線圖。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律——前半程為等加速運(yùn)動(dòng)，后半程為等減速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)的加速度存在突變，產(chǎn)生有限的柔性沖擊，適于中速、中載。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

前半程（0≤δ≤δ0/2）等加速運(yùn)動(dòng)方程為：后半程（δ0/2≤δ≤δ0）等減速運(yùn)動(dòng)方程為：4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律——質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在該圓直徑上投影所形成的運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件的加速度按余弦曲線變化，故又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。運(yùn)動(dòng)方程為：從動(dòng)件的加速度按余弦曲線變化，故又稱余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)第四節(jié)

凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)常用材料及熱處理二、凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)三、凸輪工作圖

一、凸輪機(jī)構(gòu)常用材料及熱處理凸輪機(jī)構(gòu)屬于高副機(jī)構(gòu)，凸輪與從動(dòng)件接觸應(yīng)力大，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重磨損；凸輪機(jī)構(gòu)零件：表面硬度高，心部韌性好4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)二、凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)a）凸輪軸b）鍵連接c）圓錐銷聯(lián)接d）彈性開口錐套螺母聯(lián)接4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)凸輪基圓較?。和馆嗇S（凸輪與軸為一個(gè)整體）

凸輪基圓較大：凸輪用套裝結(jié)構(gòu)（凸輪開孔套在軸上）。

滾子從動(dòng)件從動(dòng)件的滾子：圓柱體（圖a、b）、滾動(dòng)軸承（圖c）。連接方式：螺栓連接（圖a）、銷軸連接（圖b、c）。4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)三、凸輪工作圖（1）標(biāo)注凸輪的向徑值（2）凸輪的加工精度：凸輪工作輪廓的向徑公差、表面粗糙度和基準(zhǔn)孔公差帶4-1凸輪機(jī)構(gòu)概述4-2凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4-3凸輪機(jī)構(gòu)常用材料與結(jié)構(gòu)

（2）凸輪的加工精度：凸輪工作輪廓的向徑公差、表面粗糙度和基準(zhǔn)孔公差帶凸輪的公差和表面粗糙度

凸輪精度公差等級(jí)或極限偏差/mm表面粗糙度Ra/μm向徑/mm基準(zhǔn)孔凸輪槽寬凸輪工作廓面凸輪槽壁低±0.2~0.5H8，H9H8，H93.23.2一般±0.1~0.3