《Ch凸轮机构》课件

《Ch凸轮机构》课件概述本课件介绍凸轮机构的基本原理、分类、设计方法以及应用。凸轮机构是一种广泛应用于机械传动系统中的重要机构，它通过凸轮和从动件的相对运动实现机械运动的转换。WDCh凸轮机构的定义机械传动机构Ch凸轮机构是一种常用的机械传动机构，用于将旋转运动转换为往复直线运动或其他复杂运动。凸轮Ch凸轮机构的核心部件是凸轮，它是一个具有特定形状的旋转部件，用于控制从动件的运动。从动件从动件是跟随凸轮运动的部件，通常通过滚子或滑块与凸轮接触，并执行所需的运动。Ch凸轮机构的特点结构紧凑凸轮机构通常具有紧凑的结构，可以节省空间，适用于狭小空间。运动灵活凸轮机构可以实现多种运动轨迹，例如直线运动、旋转运动、复杂曲线运动等。可实现复杂运动凸轮机构能够实现多种复杂的运动规律，满足自动化设备的特殊需求。Ch凸轮机构的分类按凸轮形状分类按凸轮形状分类可分为圆柱凸轮、盘形凸轮、球面凸轮等，其中圆柱凸轮应用最广泛。不同的凸轮形状可实现不同的运动规律。按从动件运动轨迹分类按从动件运动轨迹分类可分为平面凸轮机构、空间凸轮机构，平面凸轮机构的凸轮和从动件都在同一平面上运动，而空间凸轮机构的凸轮和从动件则在不同的平面上运动。圆柱面凸轮机构圆柱面凸轮机构是指凸轮轮廓为圆柱面的凸轮机构。凸轮轮廓为圆柱面，轴线平行于从动件运动方向。圆柱面凸轮机构的特点是结构简单，制造方便，但其应用范围相对较窄。平面凸轮机构平面凸轮机构是指凸轮和从动件均在同一平面内运动的机构。凸轮机构的运动形式多样，可实现多种运动规律，广泛应用于各种机械中。常见的平面凸轮机构包括盘形凸轮机构、槽轮凸轮机构等。平面凸轮机构的优点是结构简单、制造方便、成本低廉。但其缺点是运动精度较低，易产生噪声，并且只能实现平面运动。空间凸轮机构复杂运动空间凸轮机构可以实现更复杂的三维运动，例如旋转、平移和倾斜。广泛应用空间凸轮机构广泛应用于航空航天、机器人和自动化设备等领域。设计挑战空间凸轮机构的设计相对复杂，需要考虑三维空间的运动学和动力学。凸轮机构的基本要素11.凸轮凸轮是机构的核心部件，它是一个形状不规则的旋转体或摆动体，通常由金属材料制成。22.随动件随动件是机构中被凸轮驱动运动的零件，通常通过滚动接触或滑动接触与凸轮配合。33.机架机架是凸轮机构的固定部分，通常是机床的底座或其他固定装置。44.传动件传动件是将动力传递到凸轮机构的零件，可以是电机、液压马达等。凸轮机构的参数选取凸轮廓线凸轮机构的参数选取，首先要确定凸轮廓线，这将决定机构的运动规律和尺寸。运动规律其次，要确定从动件的运动规律，例如等速运动、匀加速运动等。这将影响凸轮的形状和尺寸。尺寸参数最后，要确定凸轮机构的尺寸参数，包括凸轮半径、从动件尺寸等。这些参数将影响机构的尺寸和运动精度。凸轮曲线的几何设计1确定运动规律根据机构要求确定从动件运动规律2选定凸轮型线选择合适的凸轮型线，例如正弦曲线或圆弧曲线3计算凸轮轮廓根据运动规律和型线方程，计算凸轮轮廓点坐标4绘制凸轮图形根据计算出的坐标，绘制凸轮轮廓图正凸轮机构定义正凸轮机构指凸轮的轮廓线与从动件运动方向一致，并沿此方向发生位移，从而带动从动件运动。特点正凸轮机构结构简单，易于设计和加工，但从动件的运动规律受凸轮轮廓线的限制，通常不能实现复杂运动规律。负凸轮机构11.凸轮廓线形状负凸轮机构凸轮廓线外侧为凹形，凸轮旋转时，从动件沿凸轮廓线内侧滑动。22.压力角变化负凸轮机构的压力角随凸轮旋转角度而变化，在凸轮轮廓线外侧，压力角较大。33.优缺点负凸轮机构结构紧凑，传动平稳，但加工难度较大，成本较高。44.应用场景负凸轮机构常用于需要较大压力角，且要求传动平稳的场合，例如精密机械、自动化设备等。渐开线型凸轮定义渐开线型凸轮是一种常见的凸轮机构类型，其凸轮廓线是由一条渐开线形成的。渐开线型凸轮机构通常用于需要精确的运动控制和较高的效率的应用中。优点渐开线型凸轮具有以下优点：滚子与凸轮之间滚动接触，摩擦力小，效率高。凸轮曲线设计灵活，易于实现各种运动规律。应用渐开线型凸轮在各种机械设备中都有应用，例如：机床、印刷机、包装机等。此外，渐开线型凸轮也用于自动控制系统中，以实现精确的运动控制。最大垂直力曲线最大垂直力曲线展示了凸轮机构运动过程中，从动件受到的最大垂直力随凸轮转角的变化关系。通过分析最大垂直力曲线，可以了解凸轮机构在工作过程中的受力情况，为凸轮机构的设计和选择提供参考。最大垂直力比较分析类型最大垂直力特点正凸轮机构较大运动精度高，结构紧凑负凸轮机构较小运动精度低，结构复杂渐开线型凸轮中等运动精度中等，结构简单速度分析凸轮机构速度分析是研究从动件速度变化规律的过程。该过程可通过微分几何方法进行分析，计算出从动件的线速度和角速度。速度分析对于优化凸轮机构的运动特性至关重要，例如确保从动件在特定位置获得所需的速度。1瞬时速度2平均速度3最大速度加速度分析凸轮机构的加速度分析是重要的环节。通过分析可以了解从动件的运动规律，以及机构运行过程中的动态特性。0.5最大加速度1最小加速度10变化规律动力分析凸轮机构的动力分析主要研究机构的运动规律和受力情况。分析方法包括：速度分析、加速度分析、力和功率分析。动力分析可以帮助我们了解机构的工作效率，优化机构的设计，提高其运行可靠性和安全性。材料选择金属材料耐磨性强、强度高、刚度好，应用广泛，常见材料包括钢、铸铁、铜合金等。塑料材料成本低、耐腐蚀、加工方便，适合制作轻便、耐磨的凸轮机构。橡胶材料缓冲性能好、减振效果显著，常用于制备凸轮机构中的缓冲块，减轻运动部件的冲击。工艺流程1设计阶段根据应用场景和功能需求，设计凸轮轮廓，确定尺寸参数，并进行力学分析。2加工阶段采用精密加工设备，对凸轮、从动件等零部件进行加工，确保尺寸精度和表面质量。3装配调试将加工完成的零部件组装成凸轮机构，进行调试，确保运动精度和运行稳定性。装配与调试准备工作首先，确保所有组件已按照图纸加工完成，并且没有损坏或缺失。接下来，清洁所有组件，去除表面灰尘和油污，避免影响装配精度。装配过程根据装配图纸，将各组件按顺序安装到位，确保每个组件的连接紧固可靠。在装配过程中，注意对齐精度，避免产生装配误差。调试步骤装配完成后，进行调试，检查凸轮机构的运动是否符合设计要求，并调整相关参数，直至达到预期效果。性能测试调试完成后，进行性能测试，验证凸轮机构的运动精度、稳定性和可靠性，并记录测试结果，为后续改进提供参考。常见故障及维修凸轮磨损凸轮磨损会影响运动规律，产生噪声，甚至导致运动失效。更换新凸轮或进行修复。从动件磨损从动件磨损会导致运动不精确，甚至产生卡死现象。更换从动件或进行修复。应用案例1凸轮机构广泛应用于自动化领域。例如，自动门开启器就是一个典型的应用案例。凸轮机构通过精确的运动控制，实现门的平稳开启和关闭，提高了安全性，也节省了人力成本。应用案例2自动包装机是一种常见应用。凸轮机构用于控制包装机的送料、封口、切割等动作。凸轮机构的精确运动保证了包装产品的质量和效率。凸轮机构可以根据包装产品的尺寸和形状进行设计，实现各种复杂的包装动作。应用案例3凸轮机构在包装机械中的应用非常广泛，例如包装盒的封口、标签的粘贴、产品的输送等等。凸轮机构可以根据不同的包装要求，设计不同的运动轨迹，实现精确的控制。通过凸轮机构，可以实现包装机械的高效、准确、稳定的工作，提高生产效率，降低生产成本。应用案例4包装行业凸轮机构广泛用于包装机械，例如自动包装机。发动机设计凸轮机构在发动机中控制气门开闭，提高效率。工业自动化凸轮机构应用于机械臂，提供精确的运动控制。应用案例5在汽车发动机中，凸轮轴是关键部件之一。它通过控制气门的开启和关闭来调节气门的进排气时间，进而影响发动机的性能。凸轮轴的形状决定了发动机的工作特性，例如动力、燃油经济性和排放。不同型号的汽车发动机使用不同的凸轮轴，以满足不同的性能需求。凸轮轴的制造和设计对汽车发动机的性能至关重要。凸轮轴的材料、加工精度和表面处理都影响着发动机的寿命和可靠性。本课程的主要收获深入了解凸轮机构学习了凸轮机构的分类、特点、设计方法和应用案例，掌握了凸轮机构的基本知识和应用技巧。提升设计