大学课件之机械原理：凸轮机构(OK).ppt

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1、第六章凸轮机构及其设计一、基本要求二、基本概念和基础知识三、学习重点及难点四、例题精选五、试题自测及答案一、基本要求1.了解凸轮机构的组成、类型及应用。3.深刻理解相对运动（也称“反转法”）原理，并能利用该原理设计盘形凸轮的轮廓曲线（图解法）。4.学会用解析法设计盘形凸轮的轮廓曲线。2.了解从动件常用的运动规律及特点，并学会如何选择或设计从动件的运动规律。5.学会确定凸轮机构的压力角、基圆半径和滚子半径等基本尺寸。二、基本概念和基础知识1.基本概念3.反转法原理2.运动规律的选择与设计原则4.基本尺寸的确定基本概念基本名词术语从动件运动规律压力角基本

2、名词术语（1）基圆以凸轮转动中心为圆心，以凸轮理论轮廓曲线上的最小半径为半径所画的圆。半径用r0表示。（2）推程从动件从距凸轮转动中心的最近点向最远点的运动过程。（3）回程从动件从距凸轮转动中心的最远点向最近点的运动过程。（4）行程从动件的最大运动距离。常用h表示行程。基本名词术语（5）推程角从动件从距凸轮转动中心的最近点运动到最远点时，凸轮所转过的角度。用Φ表示。（6）回程角从动件从距凸轮转动中心的最远点运动到最近点时，凸轮转过的角度。用Φ’表示。（7）远休止角从动件在距凸轮转动中心的最远点静止不动时，凸轮转过的角度。用Φs表示。（8）近休止角从动

3、件在距凸轮转动中心的最近点静止不动时，凸轮转过的角度。用Φ’s表示。2.转角分别以各行程开始时凸轮的位置作为度量基准，一般也在基圆上度量；（9）从动件的位移s：凸轮转过转角时，从动件运动的距离。1.位移s的度量基准，一律从升程的最低位置开始度量（无论升程、回程）；基本名词术语3.初始条件：几条规定从动件运动规律从动件的位移s、速度v、加速度a与凸轮转角（或时间t）之间的函数关系。不计摩擦时，凸轮与从动件在某瞬时接触点处的公法线方向与从动件运动方向之间所夹的锐角。压力角设计要求0φABωFnαPr0=rbFxFynntt压力角从动件的最大速度vmax

4、应尽量小从动件的最大加速度amin应尽量小，且无突变从动件的最大跃度jmax应尽量小从动件运动规律的选择与设计原则凸轮机构的反转法原理ω-ω从动件尖顶相对凸轮的运动轨迹形成了凸轮的轮廓曲线。结论ψ1ω-ωψ0ψ2凸轮机构基本尺寸的设计基圆半径的设计滚子半径的设计平底长度的设计偏距的设计基圆半径的设计凸轮基圆半径最小基圆半径直动滚子从动件盘形凸轮机构式中条件凸轮基圆半径直动平底从动件盘形凸轮机构考虑运动失真：考虑强度要求：滚子半径的设计平底的长度：式中：平底长度的设计偏距e的计算公式式中条件偏距的设计三、学习重点及难点反转法原理应用反转法求解凸轮机构的

5、转角、位移和压力角等参数凸轮机构的基本概念从动件常用的运动规律及其特性设计平面凸轮轮廓曲线的图解法与解析法确定凸轮机构的基本尺寸学习难点学习重点四、例题精选(例1、例2、例3）例1图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮以角速度ω逆时针方向转动。试在图上画出：（1）画出理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；（2）标出凸轮图示位置压力角α1和位移s1以及转过150°时的压力角α2和位移s2。解思路与技巧本题目主要考察对凸轮廓线、基圆、偏距圆、压力角及位移等基本概念的理解和对反转法原理的灵活运用。例2已知图示凸轮机构标出基圆半径r0，图示位置从动件位移s和机构的

6、压力角，并求出它们之间的关系式。。试求：1.标出基圆半径r0？2.标出图示位置从动件位移s和机构的压力角α？3.求出r0、s和α之间的关系式？（1）图示位置的r0、s和α如图。解思路与技巧本题目主要考察对基圆、压力角及位移等基本概念的理解和压力角的计算方法。（2）r0、s与α之间的关系式为：例3图示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心圆盘，且以角速度ω逆时针方向回转。试在图上标出：1.凸轮基圆；2.升程运动角和回程运动角；3.图示位置时从动件的初始位置角0和角位移；4.图示位置从动件的压力角α；5.从动件的最大角位移max。解思路与技

7、巧本题目主要考察对摆动从动件凸轮机构的基圆、行程运动角、压力角及角位移等基本概念的理解。五、试题自测及答案(1、2、3、4、5）1.一对心直动尖顶从动件偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中心，直线ACBD，O1O=OA，圆盘半径R=60mm。试计算：（1）根据图(a)及上述条件确定基圆半径r0、行程h，C点压力角αC和D点接触时的位移sD、压力角αD。（a）（b）（2）若偏心圆凸轮的几何尺寸不变，仅将从动件由尖顶改为滚子（图(b)），滚子半径rT=10mm。试问上述参数r0、h、αC和sD、αD有无改变？如有改变，计算其数值。（1）图

8、（a）解（2）图（b）2.如图所示凸轮机构中，凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=80mm，圆盘几何中心O到回转中