机械原理 凸轮机构及其设计.pptxVIP

第1页/共58页机械原理 凸轮机构及其设计第2页/共58页4－1 凸轮机构的组成和类型刀架一、凸轮机构的组成结构：机架、曲线轮廓回转件、杆状从动件三个构件作用：将凸轮连续回转 ?从动件/机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动滚子凸轮.exe直线移动或摆动。/机械原理CAI课件/3D模型动画/双凸轮组合写R字机构.exe实例特点：可精确实现任意运动规律，简单紧凑。应用实例：../3D模型动画/内燃机进排汽凸轮机构.avi气门启闭机构../3D模型动画/圆柱凸轮齿轮齿条机构.avi机床进给机构第3页/共58页按凸轮形状分 分类 二、凸轮机构的类型盘形移动圆柱凸轮 端面凸轮/机械原理CAI课件/3D模型动画/端面圆柱凸轮.exe /机械原理CAI课件/3D模型动画/端面圆柱凸轮.exe端面凸轮 /机械原理CAI课件/3D模型动画/摆动圆柱凸轮.exe圆柱凸轮 /机械原理CAI课件/3D模型动画/移动凸轮.exe移动 /机械原理CAI课件/3D模型动画/平底凸轮.exe盘形 第4页/共58页盘形移动圆柱凸轮 端面凸轮按凸轮形状分 分类 /机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动平底凸轮.exe平底从动件 /机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动滚子凸轮.exe滚子从动件 /机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动尖顶凸轮.exe尖顶从动件 二、凸轮机构的类型特点：尖顶——构造简单、易磨损、用于仪表机构；滚子——磨损小，应用广；/机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动尖顶凸轮.exe尖顶从动件/机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动滚子凸轮.exe滚子从动件/机械原理CAI课件/3D模型动画/直动摆动平底凸轮.exe平底从动件按推杆形状分 平底——受力好、润滑好，用于高速传动。第5页/共58页二、凸轮机构的类型盘形移动圆柱凸轮 端面凸轮按凸轮形状分 尖顶从动件滚子从动件平底从动件分类 按推杆形状分 直动(/机械原理CAI课件/3D模型动画/对心直动尖顶凸轮.exe对心、/机械原理CAI课件/3D模型动画/偏心直动尖顶凸轮.exe偏置)摆动按推杆运动分 第6页/共58页二、凸轮机构的类型盘形移动圆柱凸轮 端面凸轮按凸轮形状分 尖顶从动件滚子从动件平底从动件按推杆形状分 分类 /机械原理CAI课件/3D模型动画/内燃机气门机构.exe气门机构直动(对心、偏置)摆动按推杆运动分 /机械原理CAI课件/3D模型动画/平底凸轮.exe力锁合（重力、弹簧等）/机械原理CAI课件/3D模型动画/形封闭对心直动凸轮.exe形状锁合按维持接触分 第7页/共58页/机械原理CAI课件/3D模型动画/形封闭对心直动凸轮.exe凹槽凸轮W作者：潘存云教授r1../案例素材/等径凸轮.MOV等径凸轮r2../案例素材/等宽凸轮.MOV等宽凸轮作者：潘存云教授作者：潘存云教授../案例素材/主回凸轮.MOV主回凸轮作者：潘存云教授r1+r2 =const优点：只需要设计适当的轮廓曲线，从动件便可获得任意的运动规律，且结构简单、紧凑、设计方便。缺点：高副，线接触，易磨损，传力不大。第8页/共58页 sB’htAoδ’0δδ01δ02δ0δ02r0Dδ0 ωδ’0δ01BC4－2 从动件运动规律设计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。而根据工作要求选定推杆运动规律，是设计凸轮轮廓曲线的前提。一、凸轮机构的工作原理分析名词术语：基圆半径、推程、基圆、作者：潘存云教授推程运动角、远休止角、回程、回程运动角、行程。一个循环近休止角、第9页/共58页s位移曲线B’htAoδ’0δδ01δ02δ0δ02r0Dδ0 ωδ’0δ01BC运动规律：从动件在推程或回程时，其位移S、 速度V、加速度a 随时间t 的变化规律。S=S(t)V=V(t)a=a(t)形式：多项式、三角函数。作者：潘存云教授第10页/共58页二、从动件常用运动规律运动规律通用表达式的推导：一般表达式：s=C0+ C1δ+ C2δ2+…+Cnδn (1)求一阶导数得速度方程： v = ds/dt= C1ω+ 2C2ωδ+…+nCnωδn-1求二阶导数得加速度方程： a =dv/dt =2 C2ω2+ 6C3ω2δ…+n(n-1)Cnω2δn-2其中：δ——凸轮转角，dδ/dt=ω——凸轮角速度, Ci——待定系数。边界条件： 凸轮转过推程运动角δ0——从动件上升h凸轮转过回程运动角δ’0——从动件下降h第11页/共58页s = C0+ C1δ+ C2δ2+…+Cnδnv = C1ω+ 2C2ωδ+…+nCnωδn-1a = 2 C2ω2+ 6C3ω2δ…+n(n-1)Cnω2δn-2s