机械设计基础国家课程教案

机械设计基础教案

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授课教师：职称：单位：

课程名称机械设计基础课程编号

授课学期考核方式学叁

授课年级专业班级学生人数

总学时数学时理论学时学时实践学时学时

课堂讲授学时小组讨论学时现场讲解学时

教学目标：

培养学生具有基本机械设计能力。

教学目教学要求：

标及基(1)了解机械系统组成与结构、功能和基本原理；

本要求(2)了解机械设计的基本要求、基本内容和一般程序；

(3)掌握常用机构的结构、运动特性；

(4)掌握通用机械零件的工作原理、结构特点和设计计算。

(1)平面机构的自由度；

(2)平面连杆机构；

(3)齿轮传动；

教学(4)轮系；

重点(5)蜗轮蜗杆传动机构；

(6)挠性机构；

(7)联接；

(8)轴和轴承。

教学

难点

名称机械设计基础作者齐秀丽、姚贵英等

教材

出版社中国矿业大学出版社出版时间2007.2

作者杨可桢、程光蕴

机械设计基础

指出版社及出版时间高等教育出版社2006.5

定

参作者刘江南、郭克希

考机械设计基础

书出版社及出版时间湖南大学出版社2005.8

作者秦伟

机械设计基础

出版社及出版时间机械工'业出版社2004

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课程名称机械设计基础

章节、专题第1章绪论

教学目

标及基1、了解机械设计基础课程的研究对象利内容，以及机械设计的基本要求和一般步骤。

本要求

教学

1、机械、机器、机构及构件等概念的区别与联系。

币;点

教学

1、机构与机器的区别与联系。

难点

教学内容：

§1-1本课程研究的对象和内容；

教学内

§12本课程在教学中的地位；

容与时

§1-3机械设计基础的基本要和过程。

间分配

时间分配：

1学时

习题思考题与习题：1-1、l~3o

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课程名称机械设计基础

授课内容

§1-1本课程研究的对象和内容

一、研究对象

1、机械

——机器和机构的总称。

机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③

必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。

机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机

机构：有①②两特征。

很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机

械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。

2、概念

构件：运动单元体

零件：制造单元体

构件可由一个或儿个零件组成。

机架：机构中相对不动的构件。

原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件f输入构件

从动件：随着原动构件的运动而运动的构件一输出构件

机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。

二、研究内容

1、机构的结构和运动学

①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。

2、机构和机器动力学

力----运动的关系“F=ma

功----能

3、要求：解决二类问题

分析：结构分析，运动分析，动力分析

综合（设计）：①运动要求，②功能要求。

§1-2机械设计基础的基本要求和过程

1、基本要求

在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低、造型美观，在预定的使用期限内安全可

靠、操作方便、维修简单等。

2、一般过程

确定机械的工作原理，选择恰当的机构，拟定设计方案，进行总体设计，作运动分析和动力分

析，计算作用在各构件上的载荷，然后进行零部件工作能力计算，作出结构设计。

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课程名称机械设计基础

章节、专题第2章平面机构的运动简图及自由度计算

教学目

1、熟练掌握根据实物绘制机构运动简图的方法、步骤；

标及基

、熟练掌握机构自由度计算方法。

本要求2

教学1、机构及运动副的概念、机构运动简图的绘制；

币;点2、自由度计算（复合较链、局部自由度、虚约束）。

教学1、机构运动简图的绘制；

难点2、自由度的计算；

教学内容：

§2-1运动副及其分类

教学内

§2-2平面机构运动筒图

容与时

§2-3平面机构的自由度

间分配

时间分配：

3学时

习题思考题与习题:2-5、2-6、2-7、2-8、2-9。

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课程名称机械设计基础

授课内容

§2-1运动副及其分类

一、运动副

构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动）

高副：点线接触

低副：面接触2Q

运动副元素1

自由度：构件含有独立运动的数目

约束：对独立运动的限制卜,

低副：2个约束，1个自由度

高副：1个约束，2个自由度

低副：

①转动副：两个构件间不能作旋转运动的运动副；

②移动副：两个构件间不能作移动运动的运动副。

高副：①齿轮副；②凸轮副。

二、运动链、机构

1、运动链——两个以上构件通过运动副联接而成的系统

①平面运动链；②空间运动链

（根据各构件间的相对运动为平面运动还是空间运动分类）

2、机构（从运动链角度）

（1）对一个运动链

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课程名称机械设计基础

授课内容

(2)选一构件为机架

(3)确定原动件（一个或数个）

(4)原动件运动时，从动件有确定的运动。

§2-2平面机构运动简图

一、机构运动简图的定义

用规定的符号和线条按一定的比例表示构件和运动副的相对位置，并能完全反映机构特征的简

图。

二、绘制

1、运动副的符号

转动副：

222__▲—

2

__▲_

1

11

1

(a)(b)

移动副：

11

1

2—2

211

1

22

2

齿轮副：

凸轮副:

▲

1/1

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课程名称机械设计基础

授课内容

-2、构件（杆）

专

O

3、机构运动简图的绘制（模型，鄂式破碎机）

1）分析机构，观察相对运动；

2）找出所有的构件与运动副；

3）选择合理的位置，即能充分反映机构的特性;

二实际尺寸（加）

4）确定比例尺,

图上尺寸（/WM）

5）用规定的符号和线条绘制成间图。（从原动件开始画）。

§2-3平面机构的自由度

机构的自由度：机构中各构件相对于机架所能有的独立运动的数目。

一、计算机构自由度（设n个活动构件，PL个低副，PH个高副）

F=2>n-2PI-P„

二、机构具有确定运动的条件

（原动件数〉F,机构破坏）

尸=3x3-2x4-0=l

原动件数=机构自由度

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课程名称机械设计基础

授课内容

校链五杆机构：

F=3x4-2x5-0=2

原动件数〈机构自由度数，机构运动不确定（任意乱动）

F=3x4-2x5-0=2

构件间没有相对运动机构f刚性桁架

F=3x3-2x5-0=-l

（多一个约束）超静定桁架

FW0,构件间无相对运动，不成为机构。

F>0,原动件数=F,运动确定

原动件数<F,运动不确定

原动件数〉F,机构破坏

三、计算平面结构F的注意事项

（1）复合饺链

m-1

例：F=3x7-2xl0-0=l

（2）局部自由度

（与输出件运动无关的自由度称局部自由度）

/=3x3—2x3—1=2?

/=3x2—2x2—1=1

1

oA

2

IG.I1

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课程名称机械设计基础

授课内容

（3）虚约束：

在特殊的几何条件卜，有些约束所起的限制作用是重复的，这种不起独立限制作用的约束称为

虚约束。

平面机构的虚约束常出现于下列情况：

1）不同构件上两点间的距离保持恒定；

2）两构件构成各个移动副且导路互相平行；

3）两构件构成各个转动副且轴线互相重合；

4）在输入件与输出件之间用多组完全相同的运动链来传递运动。

例：计算下图大筛机构cc

大筛机构

思路：先看有无注意事项，复合钱链……，再看有几个构件。

解析：F=3x7-2x9-l=2其中B、C为复合钱链。

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课程名称机械设计基础

章节、专题第3章平面连杆机构

教学目1、理解平面四杆机构的各种类型；

标及基2、熟练掌握平面四杆机构的基本特性；

本要求3、了解平面四杆机构的设计方法。

教学

1、钱链四杆机构类型。

币;点

教学

、导杆机构。

难点1

教学内容：

§3-1平面连杆机构的特点及应用

教学内§3-2平面四杆机构的基本类型和特性

容与时§3-3校链四杆机构的演化

间分配§3-4平面四杆机构的设计

时间分配：

4学时

习题思考题与习题:3-2、3-4、3-5、3-7、3-9«

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课程名称机械设计基础

授课内容

§3-1平面连杆机构的特点及应用

一、平面连杆机构的特点

1,概述

由若干个构件通过低副联接，且所有构件在相互平行平面内运动的机构称为平面连杆机构。111

四个构件通过低副连接而成的平面连杆机构，则称为平面四杆机构。它是平面连杆机构中最常见的

形式，也是组成多杆机构的基础。

2、特点

优点：

（1）由于组成运动副的两构件之间为面接触，因而承受的压强小、便于润滑、磨损较轻，可

以承受较大的载荷；

（2）构件形状简单，加工方便，工作可靠；

（3）在主动件等速连续运动的条件下，各构件的相对长度不同时:从动件实现多种形式的运

动，满足多种运动规律的要求。

缺点：

（1）低副中存在间隙会引起运动误差，设计计算比较复杂，不易实现精确的复杂运动规律；

（2）连杆机构运动时产生的惯性力也不适应于高速的场合。

二、平面连杆机构的应用

平面连杆机构在实践生活中的应用举例（PPT演示）。

(1)活塞发动机的曲柄滑块机构;

(2)飞机起落架机构；

(3)汽车车门的关闭机构；

(4)折叠伞的收放机构。

§3-2平面四杆机构的基本类型和特性

一、基本概念

校链四杆机构——全部用转动副相连的平面四杆机构。

校链四杆机构中，各构件的命名见右图（PPT演示）：机架:

对固定的构件（图中构件4）；

连杆：做一般平面运动的构件（图中构件2）；

连杆架：与机架相连的构件（图中构件1和3）；

~曲柄：整周转动的连杆架;

摇杆：往复摆动的连杆架。

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课程名称机械设计基础

授课内容

二、平面四杆机构的基本类型

1.曲柄摇杆机构

一钱链四杆机构中，两个连杆架，一为曲柄，另一位为摇杆，这样的机构称为曲柄摇杆机构。

图见PPT。

应用举例：

(1)牛头刨床横向自动进给机构

(2)调整雷达天线俯仰角的机构

2、双曲柄机构

一两连杆架均为曲柄的较链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构中用到最多的是平行双曲

柄机构。图见PPT。

应用举例：

(1)旋转式水泵

3.双摇杆机构

——两连杆架均为摇杆的较链四杆机构称为双摇杆机构。

应用举例：

(1)鹤式起重机

三、平面四杆机构的基本特性

1、转动副为整转副的条件

(1)整转副：两构件能相对转动360o的转动副。

(2)研究整转副之目的：具有整转副的钱四杆机构才可能存在曲柄。

(3)具有整转副的条件：取决于各杆的相对长度。

即：

1)最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和;

2)最短杆为连架杆。

结论：较链四杆机构的类型与尺寸之间的关系：

①如果：1min+1max＜其它两杆长度之和

满足曲柄存在的条件(满足杆长和条件)

且：以最短杆的相邻构件为机架，此机构为曲柄摇

杆机构；

以最短杆为机架，则此机构为双曲柄机

构；

以最短杆的对边为机架，此机构为双摇杆机构。

曲柄摇杆机构有整转副的条件

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课程名称机械设计基础

授课内容

②如果：2min+2max>其它两杆长度之和——不满足曲柄存在的条件，则不论选哪个

构件为机架，都为双摇杆机构。

可用以下方法来判别钱链四杆机构的基本类型：

A、若机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构

B、若机构满足杆长之和条件，则

(1)以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构；

(2)以最短杆为机架时为双曲柄机构；

(3)以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构。

2、急回运动

(1)急回运动：当曲柄为原动件时，从动件摇杆在空回行程时产生急回。

(2)极位夹角摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄所夹的锐角。

(3)行程速比系数K(描述急回运动特性)

平面四杆机构设计时，通常行程速比系数K为已知；可据此求解极位夹角9：

6>=180^—!-

k+1

当k=l时，0=0。，机构无急回特性；

当k>l时，e>0°,机构有急回特性；

其中，若k=3,0=90°；k>3,0>90",为钝角；k<3,0<90",为锐角。工程中，通常k〈=2,

故6常为锐角。

3、压力角和传动角

(1)压力角a；从动件所受的力F与受力点速度Kc所夹的锐角。

a愈小，机构传动性能愈好。

(2)传动角Y：连杆与从动件所夹的锐角。

丫是连杆机构的重要动力指标；Y越大，机构的传动性能越好。

Y在机构运转时是变化的，设计时一般应使gmin240°；

对于高速大功率机械应使gmin》50°。

(3)最小传动角的位置

钱链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。

4、死点位置

在从动曲柄与连杆共线的位置，出现传动角Y=0，压力角a=90的情况，这时连杆对从动曲

柄的作用恰好通过其回转中心，不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为死点位置。

死点的利弊:

利：工程上利用死点进行工作；

弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定现象，对传动机构不利。

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课程名称机械设计基础

授课内容

度过死点的方法：（1）增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置;

（2）采用机构错位排列的方法。

§3-3钱链四杆机构的演化

1、回转副转化成移动副

演化：曲柄摇杆机构——将回转副一移动副，得——曲柄滑块机构

类型：曲柄滑块机构（偏距e）

对心曲柄滑块机构（e=0）——滑块运动线与曲柄回转中心共线

偏置曲柄滑块机构（eW0）——滑块运动线与曲柄回转中心不共线

特点：曲柄等速回转，滑块具有急回特性。

应用：活塞式内燃机，空气压缩机，冲床等。

2、扩大回转副

演化：曲柄滑块机构——通过扩大回转副，得——偏心轮机构

优点：曲柄短时轴径尺寸大，强度高，刚度高，且便于加工制造。

应用：曲柄销承受较大载荷或曲柄过短时;如破碎机、冲床、剪床、内燃机等。

3、取不同的构件为机架（如右图）

'构件4为机架——曲柄摇杆机构

构件1为机架——双曲柄机构

钱链四杆机构构件2为机架——曲柄摇杆机构

、构件3为机架——双摇杆机构

构件4为机架——曲柄滑块机构

构件1为机架——转动导杆机构

曲柄滑块机构构件2为机架——曲柄摇块机构

构件3为机架——移动导杆机构

§3-4平面四杆机构的设计

一个设计过程：已知条件一构件尺寸

两类基本问题：实现给定运动规律；实现给定运动轨迹。

已知条件：运动条件、几何条件、动力条件。

三种设计方法：图解法——简明易懂，精确性差；

解析法——精确度好，计算繁杂；

实验法------形象直观，过程复杂。

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课程名称机械设计基础

授课内容

一、图解法设计平面四杆机构

1.按给定连杆位置设计四杆机构

已知：连杆BC长度及三个位置(61C1,B2C2,63C3)

要求：设计校链四杆机构、

设计步骤：①连接6162、8263,作线B\B2、

6283的垂直平分线612、623,交于4点；、

②连接ClC2、C2c3,作线ClC2、5,X'

C2c3的垂直平分线c12、c23,交于〃点；\

③连接AB1、c1D。\

2.按给定两连架杆的对应位置设计四杆机构——刚化反转法\\\

3.按给定行程速比系数K设计四杆机构於《月'

4.按给定速度变化系数K设计导杆机构A/

给定连杆三个位置的设计

二、解析法设计平面四杆机构

设计方法：建立方程式，根据以知参数对方程求解。

已知：连架杆44和CZ)的三对对应位置9］、忆、02、-2和夕3、“3。

要求：确定各杆的长度小人、〃和乙。

步骤：建立坐标系xAy,和分别为49和切的初始角。将各向量坐标投影得，

C0S

COS(p+l2COSS=4+/3甲

sin°（sin5=/3sin”

校链四杆机构

cos/=Pocost/,+P{cos（〃]一%）+£

得COS02=ACOS〃2+8COS（〃2一夕2）+6、

COS6=P。COS夕3+片COS（夕3-°3）+g

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课程名称机械设计基础

授课内容

三、实验法设计平面四杆机构

连杆曲线（定义）：四杆机构运动时，连杆作为平面复杂运动，对其上面任意一点都能描绘出

一条封闭曲线，这种曲线称为连杆曲线。

原理：连杆曲线的形状随点在连杆上的位置和构件的相对长度的不同而不同。

方法与步骤：借用已编成册的连杆曲线图谱，根据预定运动轨迹从图谱中选则形状相近的曲线,

同时查得机构各杆尺寸及描述杆在连杆上的位置，再用缩放仪求出图谱曲线与所需轨迹曲线的缩放

倍数，即可求得四杆机构的结构及运动尺寸。

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课程名称机械设计基础

章节、专题第4章凸轮机构

教学目

1、了解凸轮机构的特点，能按运动规律绘制S-。曲线；

标及基

2、掌握图解法设计凸轮轮廓，了解凸轮机构的自锁、压力角与基圆半径的关系。

本要求

教学1、常用运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S-4）曲线绘制；

币;点2、凸轮轮廓设计原理一反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念。

教学

1、凸轮轮廓曲线的失真。

难点

教学内容：

§4-1凸轮机构的应用、类型和特点

§4-2从动件的常用运动规律

教学内§4-3凸轮机构基本尺寸的确定

容与时§4-4图解法设计凸轮机构

间分配§4-5解析法设计凸轮机构

§4-6凸轮的制造

时间分配：

3学时

习题思考题与习题：4-3、4-4、4-5、4-6、4-8。

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课程名称机械设计基础

授课内容

§4-1凸轮机构的应用、类型和特点

一、凸轮机构的应用

应用举例：（1）内燃机配气凸轮机构

（2）绕线机中用于排线的凸轮机构

（3）靠模车削凸轮机构

（4）自动送料机构

二、凸轮机构的分类

凸轮机构的分类：

按凸轮形状分：［1）盘形凸轮

<2）移动凸轮

I3）圆柱凸轮

按从动件型式分：「1）尖底从动件；

y2）滚子从动件；

I3）平底从动件

按维持高副接触分（锁合）；r1）力锁合一弹簧力、重力等

1~2）几何锁合:［等径凸轮；

L等宽凸轮

三、凸轮机构的特点

优点：结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，因此在机床、纺织机械、轻

工机械、印刷机械、机电一体化装配中大量应用。

缺点：1）点、线接触易磨损：2）凸轮轮廓加工困难：3）行程不大

§4-2从动件的常用运动规律

一、基本名词术语

凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律。

几个基本概念：

①基圆——凸轮理论轮廓曲线最小矢径。所作的圆。

②偏距圆——从动件导路与凸轮回转中心0的偏负距离为e,并以e为半径0为圆心所作的圆。

③行程——从动件由最低点到最高点的位移h（式摆角（p）

④推程运动角——从动件由最低运行到最高位置，凸轮所转过的角。

⑤回程运动角——高——低凸轮转过的转角。

⑥远休止角——从动件到达最高位置停留过程中凸轮所转过的角。

⑦近休止角——从动件在最低位置停留过程中所转过的角。

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课程名称机械设计基础

授课内容

⑧从动件位移线图——从动件位移S与凸轮转角（p（或时间t）之间的对应关系曲线。

⑨从动件运动线图——从动件速度线图、加速度线图统称从动件运动线图。

二、从动件常用运动规律

h

1、等速运动s=—（p

。

h

V=—。CD

a-Q

从动件开始和最大行程加速度有突变则有很大的冲击。这种

冲击称刚性冲击。实质材料有弹性变形不可能达到8,但仍然有

强烈的冲击。只适用于低速轻载。

2、等加速度、等减速度

等加速度

(P2

4h①

v=—7T(p

4ha)2

«=­TT-

(P

0<(p<^

等减速度

,2h2

(P

4ha)0—。)

(P

4h2

4=70

(b,

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课程名称机械设计基础

授课内容

加速度有有限突变，柔性冲击，适用于中等速度轻载。

3、（余弦PV速度）规律

S=—(1-C0S—

20

hjrco.7i

<v=----sin——(p

h7l~CD~71

a=-----1-COS—69

2/Q

加速度有突变，仍存在柔性冲击。适用于中速、中载。

4、摆线运动规律（正弦加速度）

1.2乃

hxg.---sin——

°2万(/)

hco八2乃、

—(1-COS——(P)

。(/>

.24

sin——(p

:。=2勿"r——,0——（Do

2%（/）

这种规律没有加速度突变，则即不存在刚性冲击，又不存在柔性冲击，适用高速轻载。

§4-3凸轮机构基本尺寸的确定

一、压力角与作用力的关系

F'-FcosaF"=Fsincu

有用力有害力

压力角——凸轮机构从动件速度方向与该点受力方向的夹角称为压力角a。

aT尸'J机构传动不利。

£-60”，则机构自锁，所谓自锁即无论凸轮施加多大的力都无法使机构运动，这种现象必须

避免。为之必须规定一个许用的[a]

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课程名称机械设计基础

授课内容

一对直动从动件凸轮机构］=30〜38°

4L摆动从动件凸轮机构［a］=40~50。工作行程

［«］=70~80°回程

、压力角与机构尺寸的关系

设计中除了要有良好的受力特性，还希望机构尽量紧凑。而凸轮大小取决于基圆半径分,而与

的大小又与［e］直接有关系，由图B点作理论轮廓曲线的法线n-n,与过0点与导路相垂直的直线

Vds

交于P点，由三心定理P点即为相对瞬心。OP=-=—,则由A5DP可得

cod（p

ds

----c

d(p

s+Sos+Jr?-e2

其中：为位移曲线的斜率，推程为正，回程为负。

2等出-si

Vtana

由上式可见：在其它条件不变时eT尺寸越小。

三、滚子半径的选择

滚子从动件凸轮的实际轮廓曲线，是以理论轮廓上各点为圆心作一系列滚子圆的包络线而形

成，滚子选择不当，则无法满足运动规律。

1、内凹的凸轮轮廓曲线

a--实际轮廓

b——理论轮廓

p——理论轮廓曲率半径

p'——实际轮廓曲率半径

无论滚子半径大小如何，则总能作出实际轮廓曲线。

2、外凸的凸轮轮廓曲线

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课程名称机械设计基础

授课内容

由于0：=2-o,

(1)当「“>%时，p'u>0实际轮廓可作出。

(2)若0=%,"=0实际轮廓出现尖点，易磨损，可能使用。

(3)若「<%,则夕,：<0实际轮廓出现交叉，加工时，交叉部分被切除，出现运动失真，这

一现象需避免。

综上所述，理论轮廓的最小曲率半径夕min〉F，即夕min-5>0，为避免产生过度切割，可

从两方面入手：

①%J，②？T,f丽。

因此可规定一许用曲率半径[0」即

“min="min-％2【0]

[ps]=3-5mm

一旦给出[夕]，求出「min，即可求出滚子半径火最大值。

即2Pmin-[A]

曲率半径计算由高等数学：

(x2+/)3/2

P-

xy-xy

x=dx!d(p\y=dy/d(p\x=d2x/d(p2\y=d2yld(p2

在设计中，先根据结构、强度、条件选择滚子半径然后校核，夕;由，若不能满足，

「'in=「min一色之"」，则加大与(基圆)。重新设计。

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课程名称机械设计基础

授课内容

§4-4图解法设计凸轮轮廓

一、直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

已知：力

1动件运动规律，等角速度0，偏距e,基3

圆半径与。2

*"—<0

B,

要求：丝上出凸轮轮廓曲线'J尸一

a,

、附ct

设计步期g/『-e-X--

H(人"5c8

①以“为半径作基园，e为半径作偏距园。:吩「J孰

GG凡(a)

点作从动件等路交以点。''",

②过K

③作位移线图，分成若干等份。1,

偏距园，过，K,……,「'*,

④等分Ki2K5w

,.,_,-i234567S'■>0,X

作切线，交4■•基圆，C|,C2,...,C5--M-"一“'-

⑤应用』殳转法，量取从动件在各切线对预置上的位移，

1

由S-。图t量取从动件位移，得B|,B2,……，即CiB|=ll'

C2B2=Z2'..

⑥将Bo，B……连成光滑曲线，即为凸轮轮廓曲线。

对于滚彳乙从动件星形凸轮机构，设计方法与上相

—(0

同，只是只里E把它乘作滚子中心看作为尖顶从动件凸,

轮，则由上『法得出的轮廓曲线称为理论轮廓曲线，''V,,„

rau'

D「R--:5A-

然后以该轮序B曲线为圆心，滚子半径％为半径画一•系？"J、4

£些圆所包络的曲线，即为所设计的轮廓aA:'.C,.

列圆，再画殳

r：W

曲线，这称以J实际轮廓曲线。其中与指理论轮廓曲线_皿N7'J"瓦彳

、Gc,

B.•£'•'

的其圆半径。

'、88及4

对于平而G从动件，则只要做出不同位置平底的包儿

络线，即为名邛示轮廓曲线。4⑻

A,

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二、摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制

已知：基圆半径％,中心距a,摆杆长/,从动件运动规律。

求：凸轮轮廓曲线

设计步骤：

①以"为半径作基圆，以中心距为a,作摆杆

长为/与基圆交点于6。点；

②作从动件位移线图科-9,并分成若干

等分；

③以中心矩a为半径，。为原心作图：

④用反转法作位移线图对应等得点A。，

A】，A2,...

⑤以/为半径，Al,A2,……，为原心作

一系列圆弧函……交于基圆G，

C2，……点

©以1为半径作对应等分材角。

⑦以A|C|,A2c2向外量取对应〃1，心，忆

的A|B1，A2B2……

⑧将点Bo,B|,B2……连成光滑曲线。

发现从动杆与轮廓干涉，通常作成曲杆，C)

避免干涉，或摆杆与凸轮轮廓不在一个平面内仅靠头部伸出杆与轮廓接触。

对于滚子和平底同样是画出理论轮廓曲线为参数至运动轨迹，作出一系列位置的包络线即为实

际轮廓曲线。

§4-5解析法设计凸轮轮廓

一、偏置滚子直动从动件盘形凸轮

已知：偏距e,基圆半径尸min，滚子半径。，角速度啰，从动件运动规律%=%（彳）=

求：凸轮轮廓曲线。

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