机械设计基础(少学时)第20讲课件

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1、1、凸轮机构的应用、组成和分类2、从动件的常用运动规律及运动特性旧课回顾本讲重点学习内容：2、凸轮机构基本尺寸的确定1、凸轮轮廓曲线的设计重点掌握凸轮机构设计的基本知识，能根据选定的凸轮类型和从动件的运动规律设计出凸轮的轮廓曲线重点掌握凸轮机构基本尺寸确定的原则。课间休息第十三章凸轮机构第一节凸轮机构的应用和分类第二节从动件的常用运动规律第三节凸轮轮廓曲线的设计第四节凸轮机构基本尺寸的确定本讲小结3、凸轮机构基本尺寸的确定2、凸轮轮廓曲线的设计1、凸轮从动件的运动规律首钢矿业公司培训中心第三节凸轮轮廓曲线的设计返回本章一、凸轮工作轮廓线的设计方法二、设计凸轮工作轮廓线的基本原理三、图解法设

2、计凸轮轮廓曲线1、对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构2、偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构3、直动滚子从动件盘形凸轮机构4、直动平底从动件盘形凸轮机构5、摆动从动件盘形凸轮机构6、直动从动件圆柱凸轮机构返回本节凸轮工作轮廓线的设计方法凸轮工作轮廓的设计是凸轮机构设计的主要内容，凸轮工作轮廓可以用解析法设计，也可以用图解法绘制，它们所依据的基本原理都是相同的。解析法：适用于精度要求较高的高速凸轮、靠模凸轮等，计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）为用解析法设计和制造创造了条件。图解法：简单易行，对于一般机械，用图解法设计的凸轮工作轮廓完全能满足使用要求。所以现在还在普通运用这种方法。本章主

3、要介绍用图解法设计凸轮工作轮廓线设计凸轮工作轮廓线的基本原理返回本节反转法原理：从动件尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮的工作轮廓曲线。假想给整个机构加一公共角速度-ω,则凸轮相对静止不动，而从动件一方面随导轨以-ω绕凸轮轴心转动，另一方面又沿导轨作预期的往复移动。对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构已知:从动件的位移曲线s-δ，rb,ω逆时针转动设计：凸轮工作轮廓曲线返回本节偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构偏距圆：以凸轮轴心O为圆心，以偏距e为半径作的圆。返回本节已知:从动件的位移曲线s-δ，e，rb,ω逆时针转动设计：凸轮工作轮廓曲线直动滚子从动件盘形凸轮机构注意：1、凸轮基圆半径指理论廓

4、线的最小半径2、滚子与凸轮工作轮廓的接触点不一定在从动件的导路中心线上设计说明：1）将滚子中心看作尖顶，然后按尖顶从动件凸轮轮廓线的设计方法确定滚子中心的轨迹，称其为凸轮的理论轮廓线；2）以理论轮廓线上各点为圆心，以滚子半径rr为半径，作一系列圆；3）再作此圆族的内包络线，即为凸轮工作轮廓线（实际轮廓线）。返回本节直动平底从动件盘形凸轮机构返回本节设计说明：1)将平底与从动件导路的交点A视为从动件尖顶,然后确定出点A在反转中各位置1’、2’、…。2)过1’、2’、…作一系列代表从动件平底的直线；3)作出该直线族的包络线，即为凸轮的实际轮廓曲线。摆动从动件盘形凸轮机构设计要求：运动规律与直动

5、从动件的运动规律相同，所不同的是将从动件的位移改为角位移。返回本节直动从动件圆柱凸轮机构将圆柱凸轮的外表面展在平面上,则得到一个移动凸轮；根据反转法作出从动件滚子中心在复合运动中轨迹，即为凸轮的理论廓线；据此再作实际廓线；返回本节第四节凸轮机构基本尺寸的确定返回本章一、凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角二、凸轮基圆半径的确定三、滚子从动件的滚子半径的选择四、平底从动件平底尺寸的确定综上所述，在设计凸轮轮廓线之前需要先选定凸轮的基圆半径，而凸轮基圆半径的选择需考虑到实际的结构条件、压力角以及凸轮工作轮廓线是否出现变尖和失真等。除些之外，当为直动从动件时，应在结构许可的条件下，取较大的导轨长

6、度和较小的悬臂尺寸，并恰当地选取滚子半径或平底尺寸等，合理选用这些尺寸是保证凸轮机构具有良好的工作性能的重要因素1、压力角：凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角返回本节指从动件与凸轮廓线接触点的法线方向与从动件速度方向之间所夹的锐角。2、作用力与压力角之间的关系推程时：对于直动从动件取[a]＝300；对于摆动从动件[a]＝350~450回程时：通常取700~800。3、许用压力角[α]为提高机构的效率，改善受力情况，通常消去R1、R2作用力与压力角之间的关系压力角a力P无穷大机构发生自锁凸轮机构要正常运转：amax〈ac增大导轨长度l，减少悬臂尺寸b，可以提高临界压力角αc此时的压力角为临

7、界压力角αc根据力的平衡条件可得返回凸轮基圆半径的确定1、基圆半径和压力角的关系2、凸轮基圆半径的确定：为了减小压力角，宜取较大的的r0，但会增加结构尺寸。因此，设计时应满足αmax<[α]条件下，尽量取小的r0,同时要满足结构和强度要求。通常可以按以下经验公式选取：3、从动件偏置方向的选择为获得较小的推程压力角，可适当选取从动件偏置方向：当凸轮逆时针转，从动件右偏置，当凸轮顺时针转，从动件左偏置返回本节△BCPa≤[a