机械原理PPT精品医学课件.ppt

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机械原理电子教案第四章凸轮机构及其设计 第四章凸轮机构及其设计从动件凸轮滚子机架 一、凸轮机构的应用盘形凸轮机构在印刷机中的应用等经凸轮机构在机械加工中的应用§4-1凸轮机构的应用及分类 利用分度凸轮机构实现转位圆柱凸轮机构在机械加工中的应用 二、凸轮机构的分类凸轮机构分类1、按两活动构件之间相对运动特性分类2、按从动件运动副元素形状分类3、按凸轮高副的锁合方式分类平面凸轮机构空间凸轮机构盘形凸轮移动凸轮尖顶从动件滚子从动件平底从动件力锁合形锁合直动从动件摆动从动件平面复杂运动 1、按两活动构件之间的相对运动特性分类（1）平面凸轮机构1）盘形凸轮 2）移动凸轮图4-3 （2）空间凸轮机构空间凸轮机构图4-5 2、按从动件运动副元素形状分类（1）直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏心直动尖顶从动件 对心直动滚子从动件对心直动平底从动件（2）直动滚子从动件（3）直动平底从动件 根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为直动从动件，摆动从动件，平面复杂运动从动件。摆动滚子从动件摆动尖顶从动件 摆动平底从动件平面复杂运动从动件 3、按凸轮高副的锁合方式分类图4-6，图4-7，图4-8形锁合图4-1力锁合 凸轮机构的优缺点：只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从动件实现预期的运动规律；结构简单、紧凑、工作可靠。凸轮为高副接触（点或线），压强较大，容易磨损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。优点：缺点： §4-2从动件运动规律及其选择一、凸轮机构的运动循环及基本名词术语进入CAI教学软件二、从动件运动规律进入CAI教学软件 三、从动件运动规律的选择在选择从动件的运动规律时，除要考虑刚性冲击与柔性冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值、加速度幅值及其影响加以分析和比较。 因此：对于重载凸轮机构，应选择较小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择值较小的运动规律。表4-2若干种从动件运动规律特性比较 §4-3按预定运动规律设计盘形凸轮廓线一、凸轮廓线设计的基本原理进入CAI教学软件二、尖顶、滚子从动件盘形凸轮的设计原理进入CAI教学软件 1、直动从动件盘形凸轮（1）尖顶直动从动件盘形凸轮已知：从动件运动规律，尖顶从动件导路相对于凸轮轴心O的偏距e，凸轮基圆半径及凸轮沿顺时针转动；要求：设计凸轮轮廓。 （2）滚子直动从动件盘形凸轮1）理论轮廓方程2）工作轮廓方程滚子中心的运动规律即为尖顶的运动规律。故按尖顶从动件求得的凸轮廓线，称为该滚子从动件凸轮的理论廓线。 刀具中心轨迹理论廓线实际廓线刀具中心轨迹理论廓线实际廓线图4-12a)b) 进入CAI教学软件 2、摆动从动件盘形凸轮已知：摆动从动件运动规律，从动件长度l，中心距a，凸轮基圆半径r0及凸轮沿顺时针转动；要求：设计凸轮轮廓。摆动从动件盘形凸轮机构可分为两种：顺摆式，逆摆式。 进入CAI教学软件 三、平底直动从动件盘形凸轮实际上是“反转”过程中从动件平底一系列位置的包络线。已知：从动件运动规律，从动件平底导路相对于凸轮轴心O的偏距为e，从动件平底与导路的夹角，凸轮基圆半径及凸轮沿顺时针转动。要求：设计凸轮轮廓。 进入CAI教学软件 §4-4盘形凸轮机构基本尺寸的确定压力角是从动件与凸轮轮廓接触点B处所受正压力的方向（即凸轮轮廓在该点法线N-N的方向）与从动件上点B的速度方向之间所夹的锐角。一、压力角及其许用值式4-7NNB 式4-8临界压力角：在工程实际中，为保证机械效率，改善受力情况，通常规定凸轮机构的最大压力角应小于或等于某一许用压力角。即： 根据实践经验，推荐的许用压力角取值为:推程：直动从动件取～；摆动从动件取～；回程：直动和摆动从动件荐取～。 二、按许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸NNB是凸轮1与从动件2的相对速度瞬心。式（4-9）式中： *压力角随凸轮基圆半径的增大而减小，当基圆半径一定时，压力角随从动件的位移和类速度的变化而变化。在凸轮轴心的许用区域内选定凸轮轴心O的位置，凸轮基圆半径和偏距就确定了。 对于直动从动件盘形凸轮机构，为了改善其传力性能或减小凸轮尺寸，经常采用偏置凸轮机构。偏置与推程时的相对瞬心P12位于凸轮轴心的同一侧。凸轮逆时针转动时，从动件导路应偏置于凸轮轴心的右侧。凸轮顺时针转动时，从动件导路应偏于凸轮轴心的左侧。偏置方位确定： 三、按凸轮轮廓全部外凸条件确定凸轮基圆半径平底从动件盘形凸轮轮廓的外凸条件：平底从动件盘形凸轮的基圆半径： 四、滚子半径的选择1.凸轮理论轮廓的内凹部分工作轮廓曲率半径、理论轮廓曲率半径与滚子半径三者之间的关系为：2.凸轮理论轮廓的外凸部分工作轮廓曲率半径、理论轮廓曲率半径与滚子半径三者之间的关系为： 进入CAI教学软件演示凸轮“外凸”和“内凹”情况 不论选择多大的滚子，都能作出工作轮廓可以作出凸轮的工作轮廓能作出凸轮工作轮廓，但出现了“尖点”。作出的工作轮廓出现了相交的包络线。即出现“失真”现象。一般推荐：=3～5mm §4-5空间凸轮机构简介1.圆柱凸轮机构 空间圆柱分度凸轮机构 2.圆锥凸轮机构 3.弧面凸轮机构 弧面分度凸轮机构 4.球面凸轮机构 §4-6凸轮机构例题1、设计偏心滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度逆时针方向回转，转速n=500r/min，推程时，从动件以正弦加速度上升，推程运动角为1800，升程h=80mm，远休止为300，回程时，从动件以正弦加速度下降，回程运动角为900，推程许用压力角=300，回程许用压力角=700，滚子半径=10mm。 解：(1)、确定偏置位置根据凸轮的转向确定偏心的位置，选用右图结构形式，以减少机构尺寸，使偏距位于凸轮中心右侧。(2)、流程图设计按许用压力角求出凸轮的最小基圆半径及相应的偏距。确定基圆半径后，计算从动件的运动规律，进而计算凸轮的理论廓线、实际廓线和刀具中心轨迹。 流程图 (3)、主程序的编写与计算进入QBASIC软件编写主程序并进行计算 三、计算结果理论廓线实际廓线（内包络）实际廓线（外包络）