机械设计基础第五版讲义第3章.ppt

3-1 凸轮机构的应用和类型3-2 从动件的常用规律3-3 凸轮机构的压力角3-4 图解法设计凸轮轮廓,第3章 凸轮机构,内燃机配气机构,3-1 凸轮机构的应用和类型,靠模车削机构,3-1 凸轮机构的应用和类型,绕线机构,3-1 凸轮机构的应用和类型,3-1 凸轮机构的应用和类型,送料机构,3-1 凸轮机构的应用和类型,凸轮机构组成：,凸轮、从动件、机架。,凸轮机构的优点:,只需设计适当的凸轮轮廓,结构简单、紧凑，设计方便,凸轮机构的缺点:,高副机构，易磨损,3-1 凸轮机构的应用和类型,凸轮机构的分类,按照凸轮的形状：,盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮,按照从动件的型式：,尖顶从动件,滚子从动件,平底从动件,3-1 凸轮机构的应用和类型,二、基本概念与名称,基圆,推程运动角,远休止角,回程运动角,近休止角,升程,3-2 从动件的常用运动规律,一、凸轮机构设计的基本任务 1)根据工作要求选定凸轮机构的形式；2)从动件运动规律；3)合理确定结构尺寸；4)设计轮廓曲线。,o,t,s,01,01,0,0,02,02,线图。从动件运动规律通常表示成 的函数：,3-2 从动件的常用运动规律,三、常用运动规律,1.等速运动,3-2 从动件的常用运动规律,2.简谐运动,3-2 从动件的常用运动规律,3.正弦加速度运动（了解）,3-2 从动件的常用运动规律,运动特征：没有冲击,3-2 从动件的常用运动规律,正弦改进等速,4.改进型运动规律,将几种运动规律组合，以改善运动特性。,四、运动规律的特性比较,3-2 从动件的常用运动规律,3-3 凸轮机构的压力角,定义：正压力与推杆上力作用点B速度方向间的夹角。,F,若大到一定程度时，会有：,机构发生自锁,一、压力角与作用力的关系,不考虑摩擦时，作用力沿法线方向。,F,F,-有用分力，沿导路方向-有害分力，垂直于导路,F一定时，,Ff F,为了保证凸轮机构正常工作，要求：,max,二、压力角与凸轮机构尺寸之间的关系,P点为速度瞬心，于是有：,v=lOP,rmin,lOP=v/,=ds/d,=lOC+lCP,lCP=,lOC=e,lCP=ds/d-e,(S+S0)tan,若发现设计结果，可增大 rmin,3-3 凸轮机构的压力角,3-3 凸轮机构的压力角,同理，当导路位于中心左侧时，有：,lOP=lCP-lOC,lCP=ds/d+e,“+”用于导路和瞬心位于中心两侧；“-”用于导路和瞬心位于中心同侧；,显然，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。,lCP=(S+S0)tan,一、凸轮廓线设计方法的基本原理,反转原理：,依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓 曲线。,给整个凸轮机构施以-时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即凸轮的轮廓曲线。,3-4 图解法设计凸轮轮廓,1、偏置尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制,3-4 图解法设计凸轮轮廓,2、滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制,3-4 图解法设计凸轮轮廓,3-4 图解法设计凸轮轮廓,滚子半径的确定,a 工作轮廓的曲率半径；rT滚子半径；理论轮廓的曲率半径。,arT,rT,arT,rT,arT0,rT,arT0,轮廓正常,轮廓正常,轮廓变尖,外凸,对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：min rT,3-4 图解法设计凸轮轮廓,对心直动平底从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。,作平底直线族的内包络线。,3、对心直动平底从动件盘形凸轮,摆动从动件凸轮机构中，已知凸轮的基圆半径rmin，角速度，摆杆长度l以及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离d，摆杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。,4、摆动从动件盘形凸轮机构,3-4 图解法设计凸轮轮廓,盘形凸轮,移动凸轮,圆柱凸轮,曲面凸轮,力锁合,形锁合,