机械原理课件-第四章

1、 内 容应用与分类推杆的运动规律凸轮廓线曲线的设计凸轮机构基本尺寸的确定第4章 凸轮机构及其设计 重 点几种常用运动规律的特点和应用压力角与机构尺寸、机构效率的关系盘形凸轮廓线曲线的设计一、应用配气机构绕线机构1 应用与分类自动机床进刀机构二、二、 凸轮机构的组成凸轮机构的组成 图示为内燃机配气凸轮机构。具有曲线轮廓的构件1叫做凸轮，当它作等速转动时，其曲线轮廓通过与推杆2的平底接触，使气阀有规律地开启和闭合。 由上例可以看出:凸轮机构是由凸轮、从动件和机架这三个基本构件所组成的一种高副机构。三、分类三、分类1. 按凸轮的形状分：2. 按从动杆运动形式分:3. 按从动杆形状分：盘形、移动、圆柱

2、移动（直动）、摆动尖顶、滚子、平底按凸轮的形状分类盘形移动圆柱单击图像可播映动画按从动杆运动形式分类移动（直动）摆动单击图像可播映动画按从动杆形状分类尖顶滚子平底单击图像可播映动画基圆r0d01d0d02SHd0推程、推程角、上停程角（远休）下停程角 (近休) 回程、回程角转角、位移、升程2 推杆的运动规律d0偏置、偏距 e 、偏距圆偏置凸轮的转角、从动杆的相对位置理论廓线、工作廓线基圆半径指的是理论廓线上的最小向径 .工理d01d0d0ewddw1一、等速运动规律 (直线位移运动规律、 一次多项式运动规律)Sdd0HVdd0adHwd0d0特点：特点：设计简单、匀速进给、amax 最小。 始

3、点、末点有刚性冲击。 适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速的情况。二、等加速等减速运动规律 (抛物线位移运动规律、二次多项式运动规律)Sdd0HVdd0ad2Hwd0d04Hw2d0d0H特点: amax 最小 惯性力小。起、中、末点有软性冲击.适于中低速、中轻载.Sdad三、余弦加速度运动规律 (简谐运动位移运动规律)d0H01234567812345678SdVd012345678d0pHw2d0012345678p2Hw22d020123456特点: 加速度变化连续平缓.始、末点有软性冲击.适于中低速、中轻载.012345678d078add0pHw2d0201246780123

4、456783四、正弦加速度 运动规律Vd2Hwd00123468d0012345678557Hp特点：特点： 加速度变化连续. amax 最大. 对加工误差敏感. 适于高中速、轻载.(摆线投影位移运动规律)d012345678dH123456S700ad五、几种常用运动规律的比较H等速余弦d0等加正弦等速的amax最小,省力.正弦的amax最大.a等速的Vmax最小,安全.d0等加的amax最小，惯性小.等速的a.正弦的a连续.(动量mVmax最小,SdVd即冲力F=mV/t最小.)可用圆弧或偏心圆.6.多项式运动规律S=C0+C1d+C2d2+C3d3+Cndn.六、常用运动规律的选择1.没

5、有任何要求、轻载、2.低速、轻载，要求等速、adad小行程、手动,等位移,3.中低速、中轻载,可用等加减速或余弦加速度运动规律.可用等速运动规律.4.较高速、轻载,可用正弦加速度运动规律.5.组合型.一、对心尖顶移动从动杆(反转法原理）例:已知R0、H、w的方向、从动杆运动规律和凸轮相应转角:凸轮转角凸轮转角从动杆运动规律从动杆运动规律0180等速上升H180210上停程210300等速下降H300360下停程解解: 1. 以以 m mS = 作位移曲线作位移曲线.Sd03600180021003000H123456789102. 以同样的以同样的 m mS 作凸轮廓线作凸轮廓线w012345

6、6789103 凸轮廓线曲线的设计二.对心滚子移动从动杆已知:R0、H、RT、w的方向、从动杆运动规律和凸轮相应转角.nn理论廓线工作廓线三、偏置尖顶移动从动杆例.已知:R0、H、e、w的方向、凸轮转角凸轮转角从动杆运动规律从动杆运动规律0180等速上升H180210上停程210300等速下降H300360下停程解:1.以m mS=作位移曲线.2.以同样的m mS作凸轮廓线w012345678910四、偏置滚子移动从动杆从动杆运动规律和凸轮相应转角:Sd03600180021003000H12345678910 从动杆运动规律和凸轮相应转角:例.已知:R0、L2、L3、w1的方向、五、尖顶摆动

7、从动杆凸轮转角凸轮转角f f从动杆运动规律从动杆运动规律01800等速上升ymw1L2ymR0L3118002100上停程21003000等速下降ym30003600下停程解:1.以my=作位移曲线.2.以mL=作凸轮廓线012345w1y1y2y3L223yd03600180021003000ym12345678910六、滚子摆动从动杆七、摆动从动杆盘形凸轮的压力角和从动杆的相对位置nnVaw1d一、压力角a 与驱动力Pa aP当a 大于一定值,将自锁.一般,推程a =30(移动)3545(摆动)回程a =7080二、压力角 a与效率hah a过大将造成滑脱QQ4 凸轮机构基本尺寸的确定1.

8、 凸轮副的瞬心(同速点) 运动平面平行的三个构件的三个速度瞬心（同速点），必在同一条直线上。高副接触, 速度瞬心在接触点公法线 上。 据此,接触点公法线与连心线的交点 PVP1=VP2AB123P13P23P12三、压力角 a 与基圆半径 r0即为凸轮付 1、2 的瞬心。三心定理O123PCVC1VC2O2. 压力角压力角 a a 与基圆半径与基圆半径 r0tga a = CPBC=OP - - OCBC其中：其中： 据三心定理据三心定理 VP1 = VP2 OC = e BC =即即: OPw w = V 得得: OP = V/w wS + S0= S +r02 - - e2从而从而 tga a =V/w w - - eS +r02 - - e2 CBPa123S0显然显然, R0 a a 3. 偏置方向与压力角偏置方向与压力角凸轮逆时针转动凸轮逆时针转动, 从动杆应右偏置从动杆应右偏置;凸轮顺时针转动凸轮顺时针转动, 从动杆应左偏置从动杆应左偏置. SwwVer0四、凸轮基圆半径的确定1.诺模图2.经验法确定 Rb r0r孔rTr毂351)结构要求 r0=r毂+rT+(35)mm其中,轮毂半径2)验算amaxH等速余弦dL等加正弦等速运动规律,amax在起点处;其余运动规律,amax在中点附近