机械设计基础关于教材的讲解课件

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1、第三章凸轮机构§3.1概述§3.2从动件的运动规律§3.3图解法设计凸轮轮廓§3.4凸轮机构基本参数的确定§3.1概述高副机构——点、线接触凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件一、组成：凸轮、从动件（推杆）、机架。二、类型1）按凸轮的形状分盘状凸轮（平面凸轮）转动、移动圆柱凸轮（空间凸轮）2）按从动件的形状分：尖顶——磨损大（用于力不大，速度高，仪表中等）滚子——磨损小（用于传递动力较大的场合，常用）平底——受力较平稳，易存油，润滑好（用于高速）3）按从动件的运动型式分：直动推杆：对心、偏置、摆动推杆将不同类型的凸轮和从动件组合起来，可得到各种不同型式的凸轮

2、机构。§3.1概述三、特点：优点：1）从动件可实现任意的运动规律；2）构件少（凸轮、从动件、机架），机构简单紧凑；3）便于设计。缺点：1）点接触，易磨损；（用在动力不大的场合）2）凸轮加工复杂（靠模）；§3.2从动件的运动规律基圆半径r0：凸轮的最小向径；最低位置：尖底从动件在B0接触（B0基圆与轮廓曲线B0B1的交点）；位移s：图示位置与最低位置比较，从动件移动距离；压力角α：从动件运动方向与正压力（不考虑f）方向之间的夹角；凸轮转角δ：一般设从动件在最低位置时凸轮转角为零（起始位置）；反转法：凸轮不动，从动件反转；偏心时：从动件导路线与凸轮转心距离

3、始终不变，相切于偏心圆。偏心凸轮转角δ：偏心圆两切点间圆心角。推程：当凸轮以角速度ω逆时针转动，向径渐增的轮廓B0B1与尖底接触时，从动件以一定运动规律被凸轮推向远方，这一行程称推程。从动件升程（行程）：h=B0B1′；推程运动角δr=∠K10K0=∠B010B0=∠B10B1′远休止段：凸轮轮廓等向径，推杆在最远位置停留；远休止角：δS=∠K20K1=∠B20B1=∠B020B01回程：推杆以一定规律，返回到最低位置；回程运动角：δf=∠K30K2=∠B30B02近休止段：尖底与基圆B3B0段接触，推杆在近位置停留；近休止角：δs′=∠K30K0=∠

4、B30B0§3.2从动件的运动规律α-ωω从动件的运动规律，是指推杆在推程或回程时，其位移s、速度v、加速度a随时间的变化规律，因为凸轮一般为等速转动，所以推杆的运动规律又可表示为上述运动参数随凸轮转角δ变化的规律，即s=f1(t)=f(δ)v=ωf′(δ)A=ω*ωf′′(δ)=ωf′(δ)a==ω2f′′(δ)§3.2从动件的运动规律二、从动件常用运动规律推程、回程：位移s、速度v、加速度a变化规律1、等速运动规律（一次多项式运动规律）方程式：s=v=v0=a=0开始、终止两点：刚性冲击（v突变，a→∞）在运动的开始和终止处，速度有突变，加速度理论

5、上为无穷大，因此产生理论上为无穷大的惯性力，使机构产生强烈的冲击——刚性冲击（v突变，a→∞）优点：设计简单，制造简单；缺点：有刚性冲击；用于低速轻载。§3.2从动件的运动规律§3.2从动件的运动规律反转法原理：图示为一对心尖底推杆从动件盘形凸轮机构。现设想给整个机构加一个公共的角速度（-ω），使其绕轴心0转动，显然这时凸轮与推杆之间的相对运动并未改变，但此时凸轮将静止不动，而推杆则一方面随其导路以角速度（-ω）绕轴心0作反转运动，一方面又在其导路内按预期的运动规律往复移动。显然推杆在这种复合运动中，其尖底的运动轨迹即为凸轮的轮廓曲线。这种使原回转的凸

6、轮固定不动，而使原固定不动的导路和从动件绕凸轮轴心沿（-ω）方向反转，同时从动件按预期的运动规律对导路作相对运动的方法称反转法。若为滚子推杆凸轮机构，则推杆在这种复合运动中，滚子的轨迹将形成一个圆族，而凸轮的轮廓曲线即为与此圆族相切的曲线。即此圆族的包络线。§3.3图解法设计凸轮轮廓正常凸轮机构一、对心直动尖顶从动件盘形凸轮已知：r0、ω逆时针、从动件运动规律，步骤：1）选定μL，画出基圆和最低位置；从最低位置沿-ω方向量取4个运动角；2）将位移曲线的推程运动角和回程运动角分成若干等份（4份）；3）在基圆上也将推程运动角和回程运动角分成相应的等份；4）

7、自基圆开始向外截取对应凸轮转角时的位置，得B1、B2…B9；5）将B1、B2…B9连成光滑曲线。二、偏置直动尖顶从动件盘形凸轮已知：r0、偏距e、ω逆时针、运动规律，绘制出位移曲线，然后用反转法绘制凸轮轮廓。步骤：1）选定机构图比例尺μL，画出基圆和推杆的最低位置；2）将位移曲线的推程运动角和回程运动角分成若干份（4等分）；3）在基圆上从0B0开始按（-ω）方向取推程运动角180°，远休止角30°，回程运动角90°，§3.3图解法设计凸轮轮廓§3.3图解法设计凸轮轮廓4）各位置导路线与偏距圆相切，在推杆诸运动线上自基圆开始向外截取对应凸轮各转角时推杆的

8、位移，得到B1、B2、…、B9点；5）将B1、B2、…、B9点连成光滑的曲线，即所求得的凸轮轮