《凸輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《凸輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（35頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求 二、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 三、典型實(shí)例分析 四、復(fù)習(xí)題 五、復(fù)習(xí)題參考答案,第四章 凸輪機(jī)構(gòu),回目錄, 基本內(nèi)容 (1) 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類,一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求,一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求, 學(xué)習(xí)要求 了解凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類方法。,第一節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類 一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 二、工作原理和特點(diǎn) 三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類 1.按凸輪的形狀分: （1）盤形凸輪 （2）移動(dòng)凸輪 （3）圓柱凸輪 2.按從動(dòng)件的型式分 （1）尖頂從動(dòng)件 （2）滾子從動(dòng)件 （3）平底從動(dòng)件,內(nèi)燃機(jī)凸輪機(jī)構(gòu),,,2. 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是：只需確定適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞涂墒箯膭?dòng)
2、件得到任意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，易于設(shè)計(jì)。 缺點(diǎn)是：由于凸輪與從動(dòng)件是高副接觸，壓力較大，易磨損，故不宜用于大功率傳動(dòng)；又由于受凸輪尺寸限制，凸輪機(jī)構(gòu)也不適用于要求從動(dòng)件工作行程較大的場合。,,第二節(jié) 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 學(xué)習(xí)從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，應(yīng)掌握如下基本定義（參照教材圖3-5a）： 盤形凸輪的基圓和基圓半徑rb； 推程和推程運(yùn)動(dòng)角 h； 遠(yuǎn)休止角 s； 回程和回程運(yùn)動(dòng)角h ； 近休止角s ； 從動(dòng)件的升程h。 掌握等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 (圖3-3 )和等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移(圖3-4) 、速度和加速度線圖的繪制方法。,,圖3-3,等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的線圖、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)
3、律的位移線圖作圖步驟，見圖3-3和圖3-4。,圖3-4,等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度曲線是連續(xù)的，不會(huì)出現(xiàn)剛性沖擊。但在圖中A、B、C三處加速度曲線有突變，會(huì)產(chǎn)生有限值的慣性力而導(dǎo)致柔性沖擊。因此，這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于中低速場合。 對于上述兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，應(yīng)能熟練畫出它們的位移線圖，并能掌握兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律分別對機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的影響。除上述兩種常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律還有簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（也稱余弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律）和擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（也稱正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律）等。簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律起點(diǎn)和終點(diǎn)也有柔性沖擊；而擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律對機(jī)構(gòu)沒有任何沖擊。 繪制從動(dòng)件位移線圖時(shí)，橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角或時(shí)間，比例尺可任意選取，而不影響凸輪輪廓的
4、設(shè)計(jì)。對于直動(dòng)從動(dòng)件，其縱坐標(biāo)代表位移，它的比例尺最好與凸輪輪廓的比例尺相同，以便在位移線圖上直接截取線段繪制凸輪輪廓。對于擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的繪制，本教材未作要求，如需了解可參閱機(jī)械原理教材。,,3-3. 圖解法繪制凸輪輪廓 要求能應(yīng)用反轉(zhuǎn)法原理繪制直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線。根據(jù)從動(dòng)件的位置，可將直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)分為對心和偏置兩種結(jié)構(gòu)（圖3-5，圖3-6）。,圖3-5 圖3-6,“反轉(zhuǎn)法”設(shè)計(jì)凸輪輪廓的原理，見圖3-7： 假設(shè)凸輪靜止不動(dòng)，從動(dòng)件一方面隨導(dǎo)路以-1轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)從動(dòng)件又沿導(dǎo)路作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？僧嫵鰪膭?dòng)件的各對應(yīng)位置，頂點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的輪廓曲線。,
5、,圖3-7,(1) 滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，在繪制凸輪輪廓時(shí)要把滾子中心視為尖頂從動(dòng)件的尖頂，按其作圖方法繪出一條理論廓線0，再以0上各點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑，畫一系列小圓，然后作這些圓的內(nèi)包絡(luò)線，便是滾子從動(dòng)件盤形凸輪的實(shí)際廓線。滾子從動(dòng)件盤形凸輪的基圓仍在理論輪廓上度量。這里需要說明的是，在設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，常會(huì)認(rèn)為圖3-8由理論廓線0畫一系列滾子，再作包絡(luò)線求實(shí)際廓線的方法太麻煩，而采用從理論輪廓上B0、B1、B2、B3 , 沿相應(yīng)導(dǎo)路截取線段等于滾子半徑得到各點(diǎn)，將這些點(diǎn)連接起來即可找到“實(shí)際輪廓曲線”。然而由圖4-4a可以看出，當(dāng)從動(dòng)件上升或下降時(shí)，實(shí)際輪廓線與滾子的
6、切點(diǎn)大多不在導(dǎo)路上。因此，上述作圖方法是不正確的。 (2) 對于偏置從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，正確地劃分凸輪的運(yùn)動(dòng)角是非常重要的，見圖3-9。,圖3-8,,圖3-9,,3-4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題 滾子半徑的選擇 運(yùn)動(dòng)失真產(chǎn)生的原因是當(dāng)凸輪理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑小于或等于滾子半徑時(shí)，凸輪實(shí)際輪廓曲線發(fā)生相交或出現(xiàn)尖點(diǎn)（尖點(diǎn)容易磨損），使從動(dòng)件不能按原有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，致使造成運(yùn)動(dòng)失真。 在設(shè)計(jì)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，有時(shí)凸輪實(shí)際輪廓會(huì)出現(xiàn)尖點(diǎn)或相交，此時(shí)可采取下列措施解決，以避免凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)失真： 通過減小滾子半徑使凸輪輪廓在任何位置既不變尖又不相
7、交； 若滾子半徑無法減小則應(yīng)通過增大凸輪的基圓半徑，以保證凸輪實(shí)際輪廓的最小曲率半徑大于零。,, 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 壓力角指的是從動(dòng)件上所受的法向力與受力點(diǎn)速度方向間所夾的銳角。或從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向和接觸輪廓法線方向所夾的銳角，用 表示，見圖3-10。 要求能用圖解法確定從動(dòng)件與凸輪輪廓在任意點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角大小。由于凸輪輪廓上各點(diǎn)的壓力角是變化的，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使最大壓力角不超過許用值，即 max。,,圖3-10,三、典型實(shí)例分析,例3-1 試設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度1逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，偏距e =10mm，凸輪的基圓半徑 rb= 50mm，從動(dòng)件的升程h=20mm，
8、滾子半徑rT =10mm，h=120 o，s=90 o，h=90 o，s=60 o。從動(dòng)件在推程作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，回程作等速運(yùn)動(dòng)。試用圖解法繪制凸輪的輪廓。,三、典型實(shí)例分析,解：見教材。 1選定適當(dāng)?shù)谋壤?，確定凸輪的回轉(zhuǎn)中心O ，以rb為半徑作基圓，以e為半徑作偏距圓，過偏距圓的K點(diǎn)作直線沿從動(dòng)件導(dǎo)路方向與偏距圓相切，此導(dǎo)路與基圓的交點(diǎn)A0便是從動(dòng)件滾子中心的初始位置； 2. 用相同的比例尺繪制從動(dòng)件的位移線圖，見圖4-4a，繪制步驟如下： 作一直角坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)為凸輪轉(zhuǎn)角(取任意長度表示凸輪回轉(zhuǎn)一周的角度1=360)，縱坐標(biāo)為從動(dòng)件的位移(與凸輪基圓比例相同)，其升程 h=20m
9、m； 以相應(yīng)的比例將橫坐標(biāo)分成 h=120，s=90，h=90，s=60；,三、典型實(shí)例分析,(3) 作從動(dòng)件的位移線圖 從動(dòng)件在推程作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，其位移線圖按前述方法及步驟繪制。 a) 沿1(t)軸將推程運(yùn)動(dòng)角h=120 分為6等分，得1、2、6各點(diǎn)； b) 過原點(diǎn)O向左上方作射線OO與S2軸成某個(gè)合適的角度； c) 將OO線段分成相等的兩段并按149對稱分割； d)連接OA，過OO線的各分割點(diǎn)分別作OA的平行線，與OA線段分別相交，得1、2、6；過1、2、6點(diǎn)作橫坐標(biāo)的平行線，過坐標(biāo)軸上的分割點(diǎn)1、2、6作縱坐標(biāo)的平行線，這些線兩兩對應(yīng)相交得1、2、6點(diǎn)，將這些交點(diǎn)用光滑曲
10、線相連，即得到所求的位移線圖，見圖4-4a。(注：等加速段和等減速段的拋物線的連結(jié)點(diǎn)應(yīng)在橫坐標(biāo)為t /2和縱坐標(biāo)為h/2的位置。),三、典型實(shí)例分析, 當(dāng)s =90o時(shí)，從動(dòng)件位于最遠(yuǎn)位置處停留不動(dòng)，位移線圖為水平直線; 從動(dòng)件在回程作等速運(yùn)動(dòng)，其位移線圖（為一斜直線）見圖4-3，并將回程運(yùn)動(dòng)角h = 90分成3等分； 當(dāng)s=60 o時(shí)，從動(dòng)件位于最近位置處停留不動(dòng)，位移線圖為水平直線。 至此完成從動(dòng)件位移曲線圖的繪制。 3自O(shè)A0開始，以O(shè)點(diǎn)為圓心沿 -1方向依次按h=120，s =90，h =90，s=60作射線，與基圓分別相交得B6、B7、B10諸點(diǎn)，將推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角在基圓
11、上分成與圖b對應(yīng)的等分點(diǎn)，得B1、B2、B3、B4、B5和B8、B9諸點(diǎn)。,三、典型實(shí)例分析,4過B1、B2、B3各點(diǎn)分別作偏距圓的一系列切線，它們便是反轉(zhuǎn)后各個(gè)位置從動(dòng)件的導(dǎo)路； 5沿以上各切線自基圓開始從圖b上量取各位置從動(dòng)件的位移量即B1A1=1-1，B2A2=2-2，B3A3=3-3，至此得到反轉(zhuǎn)后滾子中心的一系列位置A1、A2、A3； 6將A0、A1、A2、A3連成光滑曲線，便得到凸輪的理論輪廓線0； 7以理論廓線上各點(diǎn)為圓心、以rT為半徑畫一系列圓，再作這些圓的內(nèi)包絡(luò)線，該包絡(luò)線即為滾子從動(dòng)件凸輪的實(shí)際輪廓線。 8最后將從動(dòng)件及導(dǎo)路畫出并標(biāo)注上有關(guān)尺寸，最終完成滾子從動(dòng)件盤
12、形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，見教材圖4-4a。,1. 填空題 （1）按凸輪形狀來分，凸輪機(jī)構(gòu)可分為 、 及 三類。 （2）在凸輪的休止角范圍內(nèi)，隨凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)位置 。 （3）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角指的是凸輪機(jī)構(gòu)中 的 方向線與其 方向線之間所夾的銳角。 （4） 變轉(zhuǎn)動(dòng)為移動(dòng)的機(jī)構(gòu)有 及 機(jī)構(gòu)。 （5）依靠外力維持接觸的凸輪機(jī)構(gòu)，在 時(shí)發(fā)生自鎖的可能性很小，故對這類凸輪只需對其 壓力角進(jìn)行校核。 （6）凸輪輪廓曲線是由 所決定的。,四、復(fù)習(xí)題,四、復(fù)習(xí)題, 選擇題 （1）在凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件按等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，會(huì)引起機(jī)構(gòu)的
13、。 (A) 沒有沖擊； (B) 剛性沖擊； (C) 柔性沖擊。 （2）在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，要求承載能力大，耐磨損，應(yīng)采用 從動(dòng)件。 (A) 尖頂； (B) 滾子； (C) 平底。 （3）凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能有很大沖擊，其主要原因是 。 (A) 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇不當(dāng)； (B) 從動(dòng)件往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性； (C) 凸輪轉(zhuǎn)速較高。 （4）設(shè)計(jì)一對心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，最小傳動(dòng)角由40o減小為20o，凸輪的尺寸會(huì) 。 (A) 減少； (B) 不變； (C) 增大。, 問答題 （1）凸輪機(jī)構(gòu)是如何分類的？ （2）從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有哪幾種？
14、各有些什么特點(diǎn)？它們對凸輪機(jī)構(gòu)有何影響？ （3）何謂凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角？試作圖說明。 （4）何謂凸輪輪廓設(shè)計(jì)的反轉(zhuǎn)法原理？ （5）何謂凸輪的理論廓線和實(shí)際廓線？對滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)已知理論廓線需求實(shí)際廓線時(shí)，能否由理論廓線上的向徑減去滾子半徑求得？為什么？ （6）滾子半徑的選擇與理論輪廓曲率半徑有何關(guān)系？作圖時(shí)如出現(xiàn)實(shí)際輪廓變尖或相交，可采取哪些措施解決？,四、復(fù)習(xí)題, 作圖題 圖 3-11為一偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知AB段為凸輪的推程廓線，試在圖上標(biāo)注推程運(yùn)動(dòng)角h。并用作圖法畫出凸輪輪廓上D點(diǎn)與從動(dòng)件尖頂接觸時(shí)的壓力角。,四、復(fù)習(xí)題, 試設(shè)計(jì)一對心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸
15、輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪基圓半徑rb= 40mm，滾子半徑rT =10mm，當(dāng)凸輪沿順時(shí)針方向等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件以等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，升程h=30mm，回程以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原處。對應(yīng)于從動(dòng)件各運(yùn)動(dòng)階段，凸輪的轉(zhuǎn)角為h=150，s=30，h =120，s =60。試?yán)L制從動(dòng)件的位移線圖和凸輪的廓線。 設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，偏距e=10mm，凸輪基圓半徑rb= 30mm，從動(dòng)件的升程 h =15mm，滾子半徑rT =10mm，h =120，s =30，h=120，s=90。從動(dòng)件在推程作等速運(yùn)動(dòng)，回程作等加速等減速運(yùn)動(dòng)，試用圖解法繪制凸輪的輪廓。
16、,四、復(fù)習(xí)題, 盤形凸輪 ，移動(dòng)凸輪， 圓柱凸輪 停留不動(dòng) 從動(dòng)件，運(yùn)動(dòng)，受力 凸輪機(jī)構(gòu)， 曲柄滑塊 回程，推程 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律 C,五、復(fù)習(xí)題參考答案,一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求 二、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 三、典型實(shí)例分析 四、復(fù)習(xí)題 五、復(fù)習(xí)題參考答案,第五章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),回目錄, 基本內(nèi)容 (1) 棘輪機(jī)構(gòu)； (2) 槽輪機(jī)構(gòu)。 學(xué)習(xí)要求 了解槽輪機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)的類型、傳動(dòng)特點(diǎn)和應(yīng)用場合。 重點(diǎn) 本章的重點(diǎn)是關(guān)于棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特點(diǎn)和應(yīng)用場合。,一、基本內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求,第五章 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是：當(dāng)主動(dòng)件連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件出現(xiàn)周期性停歇狀態(tài)的
17、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型很多，本章介紹棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用場合。 第一節(jié) 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)主要由棘輪、棘爪和機(jī)架組成。 一、 棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理 二、 棘輪機(jī)構(gòu)的類型和應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)是：在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊，所以，不宜用于高速機(jī)械和具有很大質(zhì)量的軸上。,棘輪機(jī)構(gòu),第二節(jié) 槽輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)由帶有圓銷的撥盤、槽輪和機(jī)架組成。 一、槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理 二、槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，傳動(dòng)效率高，在進(jìn)入和脫離接觸時(shí)運(yùn)動(dòng)比較平穩(wěn)，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度。缺點(diǎn)是：槽輪的轉(zhuǎn)角不可調(diào)節(jié)，故只能用于定轉(zhuǎn)角的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。,槽輪機(jī)構(gòu),三、
18、復(fù)習(xí)題,1. 填空題 棘輪機(jī)構(gòu)是由 、 和 組成的，其缺點(diǎn)是在運(yùn)動(dòng)開始和終止時(shí)都會(huì)產(chǎn)生 。 槽輪機(jī)構(gòu)是由 、 和 組成的。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)，槽輪的槽數(shù)應(yīng)不小于_____，單圓柱銷槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)總小于 。 簡答題 棘輪機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)中有何特點(diǎn)？一般用于什么場合？ 槽輪機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)中有何特點(diǎn)？何謂槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)和靜止系數(shù)？兩者之間有何關(guān)系？ 在棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)中，如何保證從動(dòng)件在停歇時(shí)間里靜止不動(dòng)？ 在間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)件受主動(dòng)件的驅(qū)動(dòng)由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，兩者之間的沖擊有什么辦法可使之減??？就棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)比較，它們的動(dòng)力性能何者較佳？,,,,四、復(fù)習(xí)題參考答案, 棘輪，棘爪，機(jī)架 ，沖擊 撥盤，具有徑向槽的槽輪，機(jī)架，3，0.5 n1=1.88r/min，8s tm=0.33秒，tm=0.66s，=0.33,
凸輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
