機(jī)械基礎(chǔ)-73凸輪機(jī)構(gòu)-教案課件

常用機(jī)構(gòu)——凸輪機(jī)構(gòu)主講人：姚美祥2013年9月10日臨湘市職業(yè)中專常用機(jī)構(gòu)——凸輪機(jī)構(gòu)主講人：姚美祥2013年9月1凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成。凸輪是主動(dòng)件，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由凸輪輪廓決定。凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械工程中廣泛應(yīng)用的一種高副機(jī)構(gòu)。常用于低速、輕載的自動(dòng)機(jī)或自動(dòng)機(jī)的控制機(jī)構(gòu)。

凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。凸輪從動(dòng)件機(jī)架O11組成凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架組成。凸輪是主動(dòng)件，從動(dòng)2凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)有：(1)便于準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于設(shè)計(jì)。(3)凸輪機(jī)構(gòu)可以高速起動(dòng)，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。(4)凸輪與從動(dòng)件為高副接觸，不便潤(rùn)滑，容易磨損，不宜承受重載或沖擊載荷。(5)凸輪輪廓曲線不易加工。(6)主要用于需要實(shí)現(xiàn)特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律而傳力不大的場(chǎng)合。特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用特點(diǎn)有：特點(diǎn)3分類一、按凸輪的形狀分：1.盤(pán)形凸輪分類一、按凸輪的形狀分：1.盤(pán)形凸輪4分類二、按凸輪的形狀分：2.移動(dòng)凸輪分類二、按凸輪的形狀分：2.移動(dòng)凸輪5分類三、按凸輪的形狀分：3.圓柱凸輪分類三、按凸輪的形狀分：3.圓柱凸輪6分類

按從動(dòng)件端部形式和運(yùn)動(dòng)形式分：分類按從動(dòng)件端部形式和運(yùn)動(dòng)形式分：7分類對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件四、按鎖合方式分：力鎖合、形鎖合。分類對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從8基本參數(shù)

遠(yuǎn)停程角——遠(yuǎn)停程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角?；鶊Arb——以凸輪的最小向徑為半徑所做的圓。推程——從動(dòng)件由起始位置被推到最高位置的行程。

推程角——推程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。

回程角——回程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。

近停程角——近停程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。回程——從動(dòng)件由最高位置回到最低位置的行程。遠(yuǎn)停程——從動(dòng)件在最高位置靜止不動(dòng)的行程。近停程——從動(dòng)件在最低位置靜止不動(dòng)的行程。升程h——從動(dòng)件在推程或回程中移動(dòng)的最大距離?；緟?shù)遠(yuǎn)停程角——遠(yuǎn)停程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)9從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指其位移、速度和加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。主要由凸輪輪廓決定。運(yùn)動(dòng)線圖：位移線圖s、速度線圖v、加速度線圖a。最常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：

等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(直線運(yùn)動(dòng))

等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(拋物線運(yùn)動(dòng))

余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指其位移、速度和10等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律剛性沖擊：

等速運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件在行程的始末位置速度有突變，理論上該處加速度為無(wú)窮大而引起的沖擊。因此這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速、輕載的傳動(dòng)場(chǎng)合。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律剛性沖擊：11等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊：從動(dòng)件在三個(gè)位置上有有限值的突變，加速度發(fā)生有限變化時(shí)引起的沖擊，使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生柔性沖擊。因此該運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速輕載場(chǎng)合。等加速、等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊：12余弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊：在行程末端加速度存在有限值的突變，因而產(chǎn)生柔性沖擊。因此該運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速場(chǎng)合。余弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律柔性沖擊：13凸輪輪廓繪制

凸輪輪廓繪制原理：反轉(zhuǎn)法。

給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)反向默默轉(zhuǎn)動(dòng)，各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不改變。

給整個(gè)機(jī)構(gòu)加上一個(gè)反向運(yùn)動(dòng)后，凸輪處于相對(duì)的靜止?fàn)顟B(tài)，凸輪機(jī)構(gòu)的其他部分則繞凸輪回轉(zhuǎn)中心以相同的角速度，沿與凸輪實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向相對(duì)回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件仍以原來(lái)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)移動(dòng)（或轉(zhuǎn)動(dòng)）。凸輪輪廓繪制凸輪輪廓繪制原理：反轉(zhuǎn)法。14反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理15凸輪輪廓繪制例：設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)尖頂從件桿盤(pán)形凸輪，已知凸輪按逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，基圓半徑為R0，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪輪廓繪制例：設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)尖頂從件桿盤(pán)形凸輪，已知16

設(shè)計(jì)步驟如下：

⑴確定比例，畫(huà)出位移線圖。

⑵作出凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置：以與位移線圖相同的比例畫(huà)出基圓，作從動(dòng)件的起始點(diǎn)。

⑶確定凸輪轉(zhuǎn)角與從動(dòng)件位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系：用反轉(zhuǎn)法畫(huà)出推程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角、回程角、近休止角，并在相應(yīng)段與位移線圖對(duì)應(yīng)劃出相同等分。

⑷作出從動(dòng)件尖端相對(duì)于凸輪的各個(gè)位置。

⑸光滑連接。凸輪輪廓繪制設(shè)計(jì)步驟如下：

⑴確定比例，畫(huà)出位移線圖。

⑵作出凸17凸輪輪廓繪制凸輪輪廓繪制18設(shè)計(jì)中的問(wèn)題1、壓力角：從動(dòng)件在接觸點(diǎn)所受力的方向線與該點(diǎn)速度方向線之間所夾的銳角。

移動(dòng)從動(dòng)件的推程

〔α〕≤30°∽40°

擺動(dòng)從動(dòng)件的推程

〔α〕≤40°∽50°回程〔α〕≤70°∽80°2、自鎖：無(wú)論凸輪給從動(dòng)件的力有多大，都不能使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為自鎖。3、基圓半徑對(duì)α的影響：基圓半徑越大，壓力角越小。設(shè)計(jì)中的問(wèn)題1、壓力角：從動(dòng)件在接觸點(diǎn)所受力的方向線與19設(shè)計(jì)中的問(wèn)題r>rT時(shí)：所得的凸輪實(shí)際輪廓為光滑的曲線(如圖b)r=rT時(shí)：實(shí)際輪廓線變尖，極易磨損，不能使用(如圖c)r<rT時(shí)：實(shí)際曲線出現(xiàn)交叉會(huì)出現(xiàn)失真(如圖d)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題r>rT時(shí)：所得的凸輪實(shí)際輪廓為光滑的曲線20

實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，為避免運(yùn)動(dòng)失真，