哈工大机械原理优秀课件

1、2021/3/291机机 械械 原原 理理 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学2004年年2月月第一章第一章 绪论绪论 2021/3/292& 1-1 机械原理课程的研究对象与内容机械原理课程的研究对象与内容机械是机器与机构的总称。机械是机器与机构的总称。研究对象：研究对象：什么是机器呢？什么是机器呢？ 什么是机构呢？什么是机构呢？2021/3/293普通车床普通车床2021/3/294数控车床数控车床2021/3/295数控铣床，数控铣床，这是一种这是一种机器机器，主，主要用来加要用来加工平面和工平面和曲面。曲面。主轴主轴安装安装铣刀铣刀工作台工作台2021/3/296锯床锯床2021/3/297

2、2021/3/298数控压弯机数控压弯机数控剪板机数控剪板机2021/3/2992021/3/2910美国西科斯基公司生产的美国西科斯基公司生产的“黑鹰黑鹰”直升机直升机主旋翼主旋翼尾尾旋旋翼翼2021/3/2911“神舟五号神舟五号”发射时的情景。发射时的情景。发射塔发射塔、运载火箭运载火箭都是庞大的都是庞大的机器机器。2021/3/2912索杰纳火星车索杰纳火星车它是美国国家航空航它是美国国家航空航天局于格林威治时间天局于格林威治时间1997年年7月月4日日17时时07分发射的火星探路者分发射的火星探路者号宇宙飞船成功地在号宇宙飞船成功地在火星表面着陆，该飞火星表面着陆，该飞船携带了索杰纳

3、火星船携带了索杰纳火星车，这也是一种机器。车，这也是一种机器。2021/3/2913世世 界界 最最 小小 的的 微微 型型 机机 械械 人人Worlds smallest robot美国山迪亚国家实美国山迪亚国家实验室的科学家，成验室的科学家，成功研制了相信是世功研制了相信是世界最小的微型机械界最小的微型机械人，这微型机械人人，这微型机械人体积只有四分之一体积只有四分之一立方寸，体重小於立方寸，体重小於一盎司。一盎司。 2021/3/2914什么是机器呢？什么是机器呢？ 机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动机器是一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信

4、息，的装置，它用来完成有用功、转换能量或处理信息，以代替或减轻人类的劳动。以代替或减轻人类的劳动。2021/3/2915一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。一部机器可能包含多种类型的机构，也可能只包含一种机构。凸轮机构凸轮机构齿轮机构齿轮机构连杆机构连杆机构什么是机构呢？什么是机构呢？机构机构可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构件可以定义为：是一个具有确定的机械运动的构件系统，或称它是用来传递运动和动力的可动装置。系统，或称它是用来传递运动和动力的可动装置。2021/3/2916在机械原理课程中要研究以下内容：在机械原理课程中要研究以下内容：1、机构的分析、机构的分析（1

5、）机构的结构分析）机构的结构分析研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。研究机构的组成原理，即机构组成的一般规律。研究机构运动的可能性与确定性的条件。研究机构运动的可能性与确定性的条件。（2）机构的运动分析）机构的运动分析研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、研究在给定原动件运动的条件下，机构各点的轨迹、位移、速度、加速度等运动特性。位移、速度、加速度等运动特性。“机械原理机械原理”是一门从力学原理的角度研究机械的组成是一门从力学原理的角度研究机械的组成、分析与设计基本理论的课程，是一门技术基础课。、分析与设计基本理论的课程，是一门技术基础课。2021/3/29172、常用机构的设计

6、问题、常用机构的设计问题主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运主要研究：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等的设计理论和设计方法。动机构等的设计理论和设计方法。3、机械系统运动方案设计、机械系统运动方案设计4、机械动力学问题、机械动力学问题主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。主要研究：如何根据机器的功能来确定运动方案。主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和主要研究：机械系统的真实运动规律、机械的调速和机构的平衡。机构的平衡。（3）机构的力分析）机构的力分析研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率研究机构的各构件和运动副中力的计算、摩擦及效率问题。问题。20

7、21/3/2918研究内容：研究内容：机械设计的一般过程：机械设计的一般过程：2021/3/2919 一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即一台典型的现代化机器是由四个部分组成的，即原动机、传动机构、执行机构和控制系统原动机、传动机构、执行机构和控制系统。& 1-2 现代化机器的组成现代化机器的组成2021/3/2920原动机原动机用于提供动力用于提供动力发电机发电机化石燃料化石燃料水水 能能太阳能太阳能内燃机内燃机外燃机外燃机电动机电动机风风 能能水轮机水轮机风力机风力机太阳能电池太阳能电池机机 器器化石燃料化石燃料内燃机内燃机机机 器器化石燃料化石燃料外燃机外燃机机机 器器水水 能能风

8、风 能能水轮机水轮机风力机风力机机机 器器机机 器器2021/3/2921液压马达液压马达电动机电动机机机 器器泵泵液液 压压 缸缸气压马达气压马达电动机电动机机机 器器空气压缩机空气压缩机气气 缸缸原动机主要有电动、液动、气动三种形式原动机主要有电动、液动、气动三种形式从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式从运动形式来划分有回转、往复直线和步进等多种运动形式常用原动机形式常用原动机形式2021/3/2922电动原动机电动原动机:电动原动机的形式是：电动机电动原动机的形式是：电动机从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动机和输出往复移动的直从运动形式看，电动机有输出转动的回转电动

9、机和输出往复移动的直线电动机线电动机从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源从电源形式看，电动机有使用交流电源的交流电动机和使用直流电源的直流电动机的直流电动机从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、从控制形式看，有输出位移、速度都不可控制的电动机，有输出位移、速度、力矩可以控制的控制电动机。速度、力矩可以控制的控制电动机。2021/3/2923这是最常用的交流异步电动机这是最常用的交流异步电动机2021/3/2924这是这是步进电机步进电机，它可以按输入的电脉，它可以按输入的电脉冲数回转相应的角度。冲数回转相应的角度。2021/3/2925这是伺服这

10、是伺服电动机电动机，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速。，它可以精确的控制电动机的输出位移和转速。2021/3/2926液压原动机液压原动机:液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。液压原动机的形式是：液压马达和液压油缸。液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。液压马达输出回转运动，液压油缸输出往复直线运动。BM型摆线液压马达型摆线液压马达2021/3/2927液压油缸液压油缸2021/3/2928气动原动机气动原动机:气动原动机的形式是：气动马达和气缸。气动原动机的形式是：气动马达和气缸。气动马达输出回转运动，气缸输出往复直线运动。气动马达输出回转运动，气缸输出往复直线运动。叶片

11、马达叶片马达柱塞马达柱塞马达2021/3/2929无导杆气缸无导杆气缸有导杆气缸有导杆气缸气气 缸缸2021/3/2930传动机构传动机构将运动和动力传递或变换给执行机构将运动和动力传递或变换给执行机构在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类型的在传动机构中一般首先与电机联接的是减速机构，最常用的是各种类型的减速器、变速器等。减速器、变速器等。圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器锥齿轮减速器锥齿轮减速器2021/3/2931摆线针轮减速器摆线针轮减速器2021/3/293238mm50mm50mm50mm直流伺服电机（直流伺服电机（100W）重量重量0.7 且与原动件数相等，则机构

12、各构件间的相对运动是且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的，因此，机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数确定的，因此，机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数等于机构的自由度数；等于机构的自由度数；3)3)若若00，而原动件数，而原动件数 ，而原动件数，而原动件数 F F，则构件间不能运动或产生破坏，则构件间不能运动或产生破坏。2021/3/2977三、计算机构自由度时应注意的事项1. 1. 复合铰链复合铰链例例：由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链由两个以上构件在同一处构成的重合转动副称为复合铰链。由。由m m个构件构成的复合铰链应当包含个构件构成的复合铰链应当包

13、含(m-1)(m-1)个转动副。个转动副。2021/3/29782. 2. 局部自由度局部自由度不影响机构整体运动的自由度，称为局部自由度不影响机构整体运动的自由度，称为局部自由度。在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。在计算机构自由度时，局部自由度应当舍弃不计。2021/3/29793. 3. 虚约束虚约束应在计算结果中加上虚约束数，或先将产生虚约束的构件和应在计算结果中加上虚约束数，或先将产生虚约束的构件和运动副去掉，然后再进行计算。运动副去掉，然后再进行计算。在机构中，有些约束所起的限制作用可能是重复的，这种不在机构中，有些约束所起的限制作用可能是重复的，这种不起独立限制作用的约束

14、称为虚约束。起独立限制作用的约束称为虚约束。2021/3/2980常见的虚约束有以下几种情况常见的虚约束有以下几种情况: :）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时）当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。，则只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。带虚约束的凸轮机构带虚约束的凸轮机构2021/3/2981带虚约束的曲轴带虚约束的曲轴）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有）当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。一个转动副起作用，其余转动副都是虚约束。2021/3/29

15、82）如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此）如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加构件来连接这两个点，则将会引时若用具有两个转动副的附加构件来连接这两个点，则将会引入一个虚约束。入一个虚约束。带虚约束的杆机构带虚约束的杆机构2021/3/2983）机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入）机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。虚约束。带虚约束的行星轮系带虚约束的行星轮系2021/3/2984虚约束的本质是什么虚约束的本质是什么?从运动的角度看从运动的角度看, ,虚约束就是虚约束就是“重复的约束重复的约束”或者或者是是

16、“多余的约束多余的约束”。2021/3/2985机构中为什么要使用虚约束机构中为什么要使用虚约束?a.使受力状态更合理使受力状态更合理b.使机构平衡使机构平衡c.考虑机构在特殊位置的运动考虑机构在特殊位置的运动2021/3/2986使用虚约束时要注意什么问题使用虚约束时要注意什么问题?保证满足虚约束存在的几何条件，在机械设计中保证满足虚约束存在的几何条件，在机械设计中使用虚约束时，机械制造的精度要提高。使用虚约束时，机械制造的精度要提高。2021/3/29872-4 2-4 平面机构的组成原理和结构分析平面机构的组成原理和结构分析一、平面机构的组成原理一、平面机构的组成原理机构都是由机架、原动

17、件和从动件组构成的。机构都是由机架、原动件和从动件组构成的。机架机架原动件原动件从动件组从动件组2021/3/2988从动件组从动件组当把该机构的机架和原动件拆去后，则余下的从动件组为当把该机构的机架和原动件拆去后，则余下的从动件组为：这个从动件组的自由度为零，即：这个从动件组的自由度为零，即：06243236,4LLPnFPn 这个从动件组还可以分解成若干个更简单的、自由度这个从动件组还可以分解成若干个更简单的、自由度等于零的从动件组。等于零的从动件组。2021/3/2989分分解解？还能进一步分解吗？还能进一步分解吗？还能进一步分解吗？还能进一步分解吗？2021/3/2990这样的从动件组

18、已经不能进一步分解成更简单、自由度为零的这样的从动件组已经不能进一步分解成更简单、自由度为零的从动件组。从动件组。 通常把这样的从动件组称为：通常把这样的从动件组称为：基本杆组基本杆组基本杆组的概念非常重要，它是机构分析的重要的理论基本杆组的概念非常重要，它是机构分析的重要的理论基础。基础。2021/3/2991机构的组成原理机构的组成原理 任何机构都可以看作是由任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接于若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上所组成的原动件和机架上所组成的2021/3/2992如果基本杆组的运动副全为低副，则基本杆组自由度的如果基本杆组的运动副全为低副，则基本杆组自由度的计

19、算公式为：计算公式为：023LPnFLPn32 由于活动构件数由于活动构件数n和低副数和低副数PL都必须是整数，所以都必须是整数，所以 n应是应是 的倍数，的倍数， PL应是应是 的倍数。的倍数。 这也就是说，在一个基本杆组中，其构件数和低副数这也就是说，在一个基本杆组中，其构件数和低副数有以下关系：有以下关系：n=2, PL=3n=4, PL=6n=6, PL=9二、基本杆组的类型二、基本杆组的类型2021/3/2993 最简单的平面基本杆组是由两个构件三个低副组成的杆组最简单的平面基本杆组是由两个构件三个低副组成的杆组，称之为，称之为级杆组。级杆组。级杆组是机构中最常见的一类基本杆组级杆组

20、是机构中最常见的一类基本杆组级杆组有以下五种形式：级杆组有以下五种形式：（）（）RRR杆组杆组（）（）RRP杆组杆组2021/3/2994（）（）RPR杆组杆组（）（）PRP杆组杆组（）（）RPP杆组杆组2021/3/2995除除级杆组外，还有级杆组外，还有、级等较高级的基本杆组级等较高级的基本杆组。这是这是级杆组级杆组由个构件个低副组成，具有一个由个构件个低副组成，具有一个副构件，而每个内副所连接的分支是双副构件。副构件，而每个内副所连接的分支是双副构件。2021/3/2996这是这是级杆组级杆组由个构件个低副组成，有个内副。由个构件个低副组成，有个内副。2021/3/2997机构自由度计算

21、举例机构自由度计算举例例 1 图示牛头刨床设计方案草图。设计思路为：动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆 3 作往复摆动，并带动滑枕4作往复移动 ，已达到刨削加工目的。 试问图示的构件组合是否能达到此目的？ 如果不能，该如何修改？1 12 23 342021/3/2998解：首先计算设计方案草图的自由度解：首先计算设计方案草图的自由度0624323HPPnFL改进措施：改进措施：1 1、增加一个低副和一个活动构件；、增加一个低副和一个活动构件；2 2、用一个高副代替低副。、用一个高副代替低副。即表示如果按此方案设计机构，机构是不能运动的。必即表示如果按此方案设计机构，机构是不能运动的。必须修

22、改，以达到设计目的。须修改，以达到设计目的。2021/3/2999改进方案改进方案2021/3/29100改进方案改进方案2021/3/29101改进方案改进方案2021/3/29102改进方案改进方案2021/3/29103例例 2 2 如图所示，已知：如图所示，已知： DE=FG=HIDE=FG=HI，且相互平行；，且相互平行；DF=EGDF=EG，且相互平行；，且相互平行；DH=EIDH=EI，且相互平行。计算此机构的自由度，且相互平行。计算此机构的自由度 ( (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。ADECHGFIBK123456789

23、2021/3/291041111283231;11;8HHLPPnFPPnLADECHGFIBK123456789局部自由度局部自由度复合铰链复合铰链虚约束虚约束2021/3/29105例例 3 3 计算图所示机构的自由度计算图所示机构的自由度 ( (若存在局部自由度、若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。复合铰链、虚约束请标出）。7 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 62021/3/291067 7A AC C1 12B B3 3D DE EF FG GH HI I4 45 56 6局部自由度局部自由度虚约束虚约束118263231;

24、8;6HHLPPnFPPnL2021/3/29107例例 4 4 如图所示如图所示, , 已知已知HG=IJ,HG=IJ,且相互平行；且相互平行；GL=JKGL=JK，且相，且相互平行。计算此机构的自由度互平行。计算此机构的自由度 ( (若存在局部自由度、复若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。合铰链、虚约束请标出）。 C C2 21 1A AB BE ED DF F3 34 45 56 67 78 89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL L2021/3/291081111283231;11;8HHLPPnFPPnLC C2 21 1A AB B6 67 78

25、89 91 10 01 11 1G GH HI IJ JK KL LE ED DF F3 34 45 5局部自由度局部自由度复合铰链复合铰链虚约束虚约束2021/3/291092021/3/29110机机 械械 原原 理理 哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学2003年年12月月第四章第四章 凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计2021/3/29111典型的凸轮机构的工作原理典型的凸轮机构的工作原理从动件从动件凸轮凸轮滚子滚子机架机架2021/3/29112一、凸轮机构的应用一、凸轮机构的应用盘形凸轮机构盘形凸轮机构在印刷机中的应用在印刷机中的应用等经凸轮机构等经凸轮机构在机械加工中的应用在机械加工中的应

26、用4-1 4-1 凸轮机构的应用及分类凸轮机构的应用及分类2021/3/29113利用分度凸轮利用分度凸轮机构实现转位机构实现转位圆柱凸轮机构在机圆柱凸轮机构在机械加工中的应用械加工中的应用2021/3/29114二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类凸轮机构分类凸轮机构分类1 1、按两活动构件之间、按两活动构件之间相对运动特性分类相对运动特性分类2 2、按从动件运动副、按从动件运动副元素形状分类元素形状分类3 3、按凸轮高副的锁、按凸轮高副的锁合方式分类合方式分类平面凸轮机构平面凸轮机构空间凸轮机构空间凸轮机构盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮 尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件

27、平底从动件力锁合力锁合形锁合形锁合2021/3/291151、按两活动构件之间的相对运动特性分类、按两活动构件之间的相对运动特性分类（1 1）平面凸轮机构）平面凸轮机构 1 1）盘形凸轮）盘形凸轮2021/3/29116 2 2）移动凸轮）移动凸轮2021/3/29117 （ 2 2）空间凸轮机构）空间凸轮机构2021/3/291182 2、按从动件运动副元素形状分类、按从动件运动副元素形状分类（1 1） 直动尖顶从动件直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件对心直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件偏置直动尖顶从动件2021/3/29119（2 2）直动滚子从动件）直动滚子从动件（3 3）直动平底从动件）

28、直动平底从动件2021/3/29120 根据运动形式的不同，以上三种从动件还可分为直动从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。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滚子从动件摆动尖顶从动件摆动尖顶从动件2021/3/29121摆动平底从动件摆动平底从动件平面复杂运动从动件平面复杂运动从动件2021/3/291223 3、按凸轮高副的锁合方式分类、按凸轮高副的锁合方式分类1)力锁合力锁合2021/3/291232) 2) 形锁合形锁合 2021/3/29124凸轮机构的优缺点：凸轮机构的优缺点： 只要设计出适当的凸轮轮廓，即可使从

29、动件实现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。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。损，凸轮轮廓加工比较困难，费用较高。优点：优点：缺点：缺点：2021/3/291254-2 4-2 从动件运动规律及其选择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一、凸轮机构的运动循环及基本名词术语凸轮基圆基、圆半径凸轮基圆基、圆半径偏距圆、偏距偏距圆、偏距从动件行程从动件行程从动件推程从动件推程从动件回程从动件回程推程运动

30、角推程运动角回程运动角回程运动角从动件远从动件远( (近近) )休程休程远（近）休止角远（近）休止角从动件位移从动件位移2021/3/29126二、从动件运动规律二、从动件运动规律等速运动规律等速运动规律h0s0s2021/3/29127等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律 0s0sh2021/3/29128余弦加速度（简谐）运动规律余弦加速度（简谐）运动规律 0s0sh2021/3/29129正弦加速度（摆线）运动规律正弦加速度（摆线）运动规律 0s0sh2021/3/291303-4-53-4-5多项式运动规律多项式运动规律 0s0sh2021/3/29131三、从动件运动规律的选择三

31、、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冲击外，还应该考虑各种运动规律的速度幅值 、加速、加速度幅值度幅值 及其影响加以分析和比较。及其影响加以分析和比较。maxvmaxamaxvmaxamaxmv从动件动量从动件动量maxma从动件惯性力从动件惯性力对于重载凸轮机构，应选择对于重载凸轮机构，应选择 值较小的运动规律；值较小的运动规律；对于高速凸轮机构，宜选择对于高速凸轮机构，宜选择 值较小的运动规律。值较小的运动规律。maxvmaxa2021/3/29132若干种从动件运动

32、规律特性比较若干种从动件运动规律特性比较运动规律 )/(0maxhv)/(202maxha冲 击应用场合等速1.00刚 性低速轻负荷等加速等减速2.004.00柔 性中速轻负荷余弦加速度1.574.93柔 性中低速中负荷正弦加速度2.006.28中高速轻负荷3-4-5多项式1.885.77高速中负荷改进型等速1.338.38低速重负荷改进型正弦加速度1.765.53中高速重负荷改进型梯形加速度2.004.89高速轻负荷2021/3/291334-3 4-3 按预定运动规律设计盘形凸轮廓线按预定运动规律设计盘形凸轮廓线一、凸轮设计的基本问题一、凸轮设计的基本问题1 1、已知运动规律，设计凸轮、已

33、知运动规律，设计凸轮已知条件：已知条件：运动规律运动规律)(ss )(vv )(aa )()()(几何尺寸：几何尺寸：基圆半径基圆半径r r0 0，偏距圆半径，偏距圆半径e e2 2、已知从动件行程、已知从动件行程h h，设计凸轮，设计凸轮已知条件：已知条件：选定运动规律选定运动规律)(ss )(vv )(aa )()()(几何尺寸：几何尺寸：基圆半径基圆半径r r0 0，偏距圆半径，偏距圆半径e e从动件行程从动件行程h h2021/3/29134二、凸轮设计的步骤二、凸轮设计的步骤1 1、确定基圆、偏距圆、确定基圆、偏距圆3 3、设计理论廓线、设计理论廓线2 2、确定从动件运动规律、确定从

34、动件运动规律4 4、设计实际廓线、设计实际廓线基圆基圆偏距圆偏距圆理论廓线理论廓线实际廓线实际廓线2021/3/29135三、凸轮理论廓线设计的基本原理三、凸轮理论廓线设计的基本原理反转法反转法0s0shso2021/3/291360s0sho反转法反转法02021/3/29137四、凸轮实际廓线设计四、凸轮实际廓线设计理论廓线理论廓线实际廓线实际廓线滚子滚子rr2021/3/29138五、刀具中心轨迹五、刀具中心轨迹实际廓线实际廓线理论廓线理论廓线刀具中心轨迹刀具中心轨迹rc-rr刀具刀具cr2021/3/291394-4 4-4 盘形凸轮机构盘形凸轮机构基本尺寸的确定基本尺寸的确定一、压力

35、角一、压力角 及其许用值及其许用值FRR1211220sin()()cosFQRR1211220cos()()sinRlbRb22120cos()cos：x：y:M2021/3/29140lbFFcostansin21cos21112120)()()(21112tansin21cos)()lb()(QF考虑摩擦时驱动力的表达式考虑摩擦时驱动力的表达式理想情况（无摩擦）时驱动力的表达式理想情况（无摩擦）时驱动力的表达式QFcos120凸轮机构的瞬时效率凸轮机构的瞬时效率0时，机构自锁时，机构自锁2021/3/291410costansin21cos211)()lb()(解方程解方程得临界压力角得

36、临界压力角 c：12tan)21/(1arctanlbc2021/3/29142max 即：即：c 凸轮机构的许用压力角凸轮机构的许用压力角 在工程实际中，为保证较高的机械效率，改善受力状在工程实际中，为保证较高的机械效率，改善受力状况，通常规定凸轮机构的最大压力角况，通常规定凸轮机构的最大压力角 应小于或等于应小于或等于某一许用压力角某一许用压力角 。max2021/3/29143根据实践经验，推荐的许用压力角取值为根据实践经验，推荐的许用压力角取值为:推程：推程：直动从动件取直动从动件取 ；摆动从动件取摆动从动件取 ；30403545 回程：回程： 直动和摆动从动件荐取直动和摆动从动件荐取 。70802021/3/29144二、按许用压力角二、按许用压力角 确定凸轮机构的基本尺寸确定凸轮机构的基本尺寸ds/dOP12121212OPv sseds/dsseOP0012tan式中：式中：2200ers12P在点在点（升程）（升程）12F2v1212P12P1O2v121OP2v121OP0res21F2021/3/29145ds/dOP12121212OPv 12F2v21F1212P12P1O2v121OP2v121OP0ressseds/dsseOP0012tan式中：式中：2200ers12P在点在点（回程）（回程）sseds/dsseOP0012tan压