凸輪機(jī)構(gòu)(3)市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

寶馬雙可變凸輪軸控制系統(tǒng)分度凸輪機(jī)構(gòu)第4章凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)(3)第1頁第4章凸輪機(jī)構(gòu)§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-3凸輪機(jī)構(gòu)壓力角凸輪機(jī)構(gòu)(3)第2頁內(nèi)燃機(jī)工作原理§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第3頁

凸輪機(jī)構(gòu)是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且輕易實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律高副機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化及半自動(dòng)化機(jī)械中。

一、凸輪機(jī)構(gòu)組成及應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第4頁

圖示為內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪1以等角速度回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件2按預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律啟閉閥門。

一、凸輪機(jī)構(gòu)組成及應(yīng)用§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第5頁

一、凸輪機(jī)構(gòu)組成及應(yīng)用§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第6頁圖為控制刀架運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)帶有凹槽凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過槽中滾子，驅(qū)使擺桿2作往復(fù)擺動(dòng)。上端與刀架齒條嚙合，凸輪每轉(zhuǎn)過一周，控制刀架往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次。

一、凸輪機(jī)構(gòu)組成及應(yīng)用控制刀架運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第7頁凸輪機(jī)構(gòu)主要是由機(jī)架、凸輪和從動(dòng)件組成。凸輪和從動(dòng)件之間形成高副。

一、凸輪機(jī)構(gòu)組成及應(yīng)用§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類機(jī)架凸輪從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)(3)第8頁1、按凸輪形狀分類盤形凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪

二、凸輪機(jī)構(gòu)分類盤形凸輪

移動(dòng)凸輪

圓柱凸輪§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第9頁2、按從動(dòng)件型式分類尖頂從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件

二、凸輪機(jī)構(gòu)分類尖頂從動(dòng)件

滾子從動(dòng)件

平底從動(dòng)件§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第10頁3、按從動(dòng)件導(dǎo)路與凸輪相對(duì)位置分類對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)、偏心凸輪機(jī)構(gòu)

二、凸輪機(jī)構(gòu)分類§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第11頁4、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式移動(dòng)從動(dòng)件、擺動(dòng)從動(dòng)件§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

二、凸輪機(jī)構(gòu)分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第12頁5、按鎖合方式分力鎖合、幾何鎖合

二、凸輪機(jī)構(gòu)分類§4-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類凸輪機(jī)構(gòu)(3)第13頁優(yōu)點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)輕易；2）能實(shí)現(xiàn)任意復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律；缺點(diǎn)：

1）凸輪與從動(dòng)件之間為點(diǎn)、線接觸，易于磨損，故只用于受力不大場(chǎng)所；2）凸輪輪廓加工較困難；3）從動(dòng)件行程不大?！?-1凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

三、凸輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)(3)第14頁⑴基圓、基圓半徑r0一、凸輪機(jī)構(gòu)基本名詞術(shù)語⑵推程、h升程、推程運(yùn)動(dòng)角Φ⑶遠(yuǎn)休止角Φs⑷回程、回程運(yùn)動(dòng)角Φ’⑸近休止角Φ’s§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律⑹偏心距ee凸輪機(jī)構(gòu)(3)第15頁從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其位移s、速度v及加速度a隨時(shí)間或凸輪轉(zhuǎn)角改變規(guī)律。一、凸輪機(jī)構(gòu)基本名詞術(shù)語§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第16頁一、凸輪機(jī)構(gòu)基本名詞術(shù)語如以直角坐標(biāo)系橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角Φ(時(shí)間t)，縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件位移s，則可畫出從動(dòng)件位移曲線。§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第17頁一、凸輪機(jī)構(gòu)基本名詞術(shù)語從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律是經(jīng)過凸輪輪廓與從動(dòng)件接觸來實(shí)現(xiàn)，凸輪輪廓曲線不一樣，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不一樣。§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第18頁§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律包含多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律和三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1.多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律sc0c1c22c3

3cnn基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，n3。二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第19頁

⑴余弦加速度動(dòng)規(guī)律⑵正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律或或2.三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要有余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律

正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第20頁1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移速度加速度推程回程凸輪機(jī)構(gòu)(3)第21頁1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

推程運(yùn)動(dòng)方程§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第22頁1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

回程運(yùn)動(dòng)方程§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第23頁2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律

推程運(yùn)動(dòng)方程二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第24頁2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律

回程運(yùn)動(dòng)方程二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第25頁3.擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程運(yùn)動(dòng)方程二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第26頁二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律？？？§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律回程運(yùn)動(dòng)方程凸輪機(jī)構(gòu)(3)第27頁組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律介紹

運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)：

1、對(duì)于中、低速運(yùn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動(dòng)件位移曲線在銜接處相切，以確保速度曲線連續(xù)。

2、對(duì)于中、高速運(yùn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)則還要求從動(dòng)件速度曲線在銜接處相切，以確保加速度曲連續(xù)。二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第28頁運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合應(yīng)用：圖為等速運(yùn)動(dòng)與正弦加速度兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合?！?-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第29頁三、選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)考慮問題⑴當(dāng)機(jī)器工作過程對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，而凸輪轉(zhuǎn)速不太高時(shí)，應(yīng)首先從滿足工作需要出發(fā)來選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其次考慮動(dòng)力特征和便于加工。h

刀架進(jìn)給凸輪機(jī)構(gòu)§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第30頁三、選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)考慮問題

⑵當(dāng)機(jī)器工作過程只要求從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)一定工作行程，而對(duì)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律無特殊要求時(shí)，對(duì)于低速凸輪機(jī)構(gòu)，主要考慮便于加工；對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，首先考慮動(dòng)力特征。工件夾緊凸輪機(jī)構(gòu)§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第31頁

⑶當(dāng)機(jī)器對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)特征有特殊要求，而凸輪轉(zhuǎn)速又較高，而且只用一個(gè)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律又難于滿足這些要求時(shí)，能夠考慮采取滿足要求組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

⑷在設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除了要考慮其沖擊特征之外，還要考慮從動(dòng)件最大速度vmax和最大加速度amax，對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)尤其主要。

三、選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)考慮問題§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)(3)第32頁§4-2從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)考慮問題最大速度vmax(hω/δ0)×最大加速度amax(hω2/δ02)×沖擊運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)等加速運(yùn)動(dòng)余弦加速度正弦加速度5次多項(xiàng)式1.002.001.572.001.88適用場(chǎng)所----------4.004.936.285.77∞柔性柔性中速輕載低速輕載中低速重載中高速輕載高速中載剛性凸輪機(jī)構(gòu)(3)第33頁壓力角：

作用在從動(dòng)件上驅(qū)動(dòng)力與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度之間所夾銳角。指推桿沿凸輪廓線接觸點(diǎn)法線方向與推桿速度方向之間所夾銳角?！?-3凸輪機(jī)構(gòu)壓力角凸輪機(jī)構(gòu)(3)第34頁壓力角與作用力關(guān)系凸輪壓力角是反應(yīng)機(jī)構(gòu)傳力特征一個(gè)主要參數(shù)。

力F可分解為沿從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向有用分力F′和使從件緊壓導(dǎo)路有害分力F″，且F″=F′tgα。§4-3凸輪機(jī)構(gòu)壓力角凸輪機(jī)構(gòu)(3)第35頁驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件有用分力F′一定時(shí)，壓力角越大，則有害分力F″越大，機(jī)構(gòu)效率越低。當(dāng)增大到一定程度，F(xiàn)″在導(dǎo)路中所引發(fā)摩擦阻力大于有用分力F′時(shí)，不論凸輪加給從動(dòng)件作用力多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。壓力角與作用力關(guān)系§4-3凸輪機(jī)構(gòu)壓力角F′F″F凸輪機(jī)構(gòu)(3)第36頁對(duì)于直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，提議[]=30°；對(duì)于擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，提議[]=45°。壓力角與作用力關(guān)系§4-3凸輪機(jī)構(gòu)壓力角凸輪機(jī)構(gòu)(3)第37頁凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用及分類

按凸輪形狀、按從動(dòng)件型式按從動(dòng)件導(dǎo)路與凸輪相對(duì)位置、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

等速運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、正弦加速度運(yùn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)壓力角

概念、作圖小結(jié)凸輪機(jī)構(gòu)(3)第38頁1、凸輪機(jī)構(gòu)按凸輪形狀可分為

。2、凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件型式分為

從動(dòng)件。3、凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件慣用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

、

和運(yùn)動(dòng)。4、凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，哪種有剛性沖擊、哪種有柔剛性沖擊、哪種沒有沖