機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 李水利 項(xiàng)目3 牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)

認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)生活中的凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的類型知識(shí)小結(jié)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)靠模車削機(jī)構(gòu)生活中的凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床走刀機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)，凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或槽的構(gòu)件，主動(dòng)件凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)是通過高副接觸使從動(dòng)件得到所預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（1）優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、工作可靠、設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，可使從動(dòng)件獲得任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；（2）缺點(diǎn)

凸輪與從動(dòng)件（桿或滾子）之間以點(diǎn)或線接觸，不便于潤(rùn)滑，易磨損，只選用于傳力不大的場(chǎng)合，如自動(dòng)機(jī)構(gòu)、儀表、控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中。凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的類型按凸輪形狀分類按從動(dòng)件結(jié)構(gòu)分類盤形移動(dòng)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)尖頂滾子平底認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)凸輪類型圖例特點(diǎn)盤形凸輪

盤形凸輪是一個(gè)繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并具有變化半徑的盤形零件。從動(dòng)件在垂直于凸輪旋轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)凸輪

移動(dòng)凸輪可看做是盤形凸輪的回轉(zhuǎn)中心趨于無窮遠(yuǎn)，相對(duì)于機(jī)架作直線往復(fù)移動(dòng)圓柱凸輪

圓柱凸輪是一個(gè)在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上作出曲線輪廓的構(gòu)件，它可看做是將移動(dòng)凸輪卷成圓柱體演化而成的凸輪機(jī)構(gòu)的類型認(rèn)識(shí)凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件類型圖例特點(diǎn)尖頂從動(dòng)件

構(gòu)造最簡(jiǎn)單，但易磨損，只適用于作用力不大和速度較低的場(chǎng)合（如用于儀表等機(jī)構(gòu)中）滾子從動(dòng)件

滾子與凸輪輪廓之間為滾動(dòng)摩擦，磨損較小，故可用來傳遞較大的動(dòng)力，應(yīng)用較廣平底從動(dòng)件

凸輪與平底的接觸面間易形成油膜，潤(rùn)滑較好，常用于調(diào)整傳動(dòng)中凸輪機(jī)構(gòu)的類型知識(shí)小結(jié)生活中的凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的類型凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析凸輪工作過程及有關(guān)參數(shù)凸輪從動(dòng)件常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律知識(shí)小結(jié)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

凸輪機(jī)構(gòu)中最常用的運(yùn)動(dòng)形式為凸輪作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)。下表為對(duì)心外輪廓盤形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件作升-停-降-停的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。凸輪從動(dòng)件升-停-降-停運(yùn)動(dòng)循環(huán)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)情況圖例描述升

以凸輪輪廓上最小半徑所作的圓稱為凸輪的基圓，rb以表示。圖中從動(dòng)件位于最低位置，它的尖端與凸輪輪廓上點(diǎn)A（基圓與曲線AB的連接點(diǎn)）接觸。當(dāng)凸輪以等角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)過δ0時(shí)，從動(dòng)件在凸輪輪廓曲線的推動(dòng)下，將由A點(diǎn)位置被推到B'點(diǎn)位置。從動(dòng)件由最低位置被推到最高位置，從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的這一過程稱為推程。凸輪轉(zhuǎn)角δ0稱為推程運(yùn)動(dòng)角。停因凸輪BC段輪廓為圓弧，故凸輪轉(zhuǎn)過角度δs，從動(dòng)件靜止不動(dòng)，且從動(dòng)件停在最高位置，這一過程稱為遠(yuǎn)休。凸輪轉(zhuǎn)角δs稱為遠(yuǎn)休角。凸輪機(jī)構(gòu)工作過程從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)情況圖例描述降

凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)過δ0'，從動(dòng)件由最高位置C'點(diǎn)回到最低位置D'點(diǎn)，這一過程稱為回程。

凸輪轉(zhuǎn)角δ0'稱為回程運(yùn)動(dòng)角。停

凸輪轉(zhuǎn)過δs'時(shí)，從動(dòng)件與凸輪輪廓線上最小向徑的圓弧DA接觸，從動(dòng)件將處于最低位置且靜止不動(dòng)，這一過程稱為近休。

凸輪轉(zhuǎn)角δs'稱為近休角。凸輪機(jī)構(gòu)工作過程凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律

從動(dòng)件上升或下降的速度為常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如右圖所示為從動(dòng)件勻速上升過程。

由圖可知，從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)開始和終止的瞬間，速度有突變，其加速度和慣性力在理論上為無窮大，致使凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)、沖擊、噪聲和磨損，這種沖擊為剛性沖擊。

因此，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速、輕載的場(chǎng)合。

凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析2．等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律

從動(dòng)件在推程過程中，前半程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半程作等減速運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，通常加速度和減速度的絕對(duì)值相等，其運(yùn)動(dòng)線圖如右圖所示。

同理，在回程過程中，前半程作等減速運(yùn)動(dòng)，后半程作等加速運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律稱為等減速等加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

由運(yùn)動(dòng)線圖可知，當(dāng)采用等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，加速度有突變，因而從動(dòng)件的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗?，所以，凸輪機(jī)構(gòu)在這三個(gè)時(shí)間點(diǎn)引起的沖擊稱為柔性沖擊。與等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律相比，其沖擊程度大為減小。

因此，等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速的場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析3．余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律

余弦加速度運(yùn)動(dòng)又稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。因其加速度運(yùn)動(dòng)曲線為余弦曲線故稱余弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖如圖所示。

由加速度線圖可知，此運(yùn)動(dòng)規(guī)律在行程的始末兩點(diǎn)加速度存在有限突變，故也存在柔性沖擊，只適用于中速場(chǎng)合。但當(dāng)從動(dòng)件作無停歇的升–降–升連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則得到連續(xù)的余弦曲線，柔性沖擊被消除，這種情況下可用于高速場(chǎng)合。凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析4．正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律

正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律其加速度運(yùn)動(dòng)曲線為正弦曲線，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖如圖所示。

從動(dòng)件按正弦加速度規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，在全行程中無速度和加速度的突變，因此不產(chǎn)生沖擊，適用于高速場(chǎng)合。

以上介紹了從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)際生產(chǎn)中還有更多的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如復(fù)雜多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律、擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等，了解從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，便于在凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)機(jī)器的工作要求進(jìn)行合理選擇。凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析知識(shí)小結(jié)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析凸輪工作過程及有關(guān)參數(shù)凸輪從動(dòng)件常見運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)反轉(zhuǎn)法原理直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)知識(shí)小結(jié)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)假想:給機(jī)構(gòu)加一公共角速度-ω凸輪：相對(duì)靜止不動(dòng)推桿：一方面隨導(dǎo)軌以-ω繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng),另一方面又