第6章 凸輪機(jī)構(gòu)ppt課件

.,第六章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì),一、基本要求,二、基本概念和基礎(chǔ)知識(shí),三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)及難點(diǎn),四、例題精選,五、試題自測(cè)及答案,.,一、基本要求,1.了解凸輪機(jī)構(gòu)的組成、類(lèi)型及應(yīng)用。,3.深刻理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)（也稱(chēng)“反轉(zhuǎn)法”）原理，并能利用該原理設(shè)計(jì)盤(pán)形凸輪的輪廓曲線(xiàn)（圖解法）。,4.學(xué)會(huì)用解析法設(shè)計(jì)盤(pán)形凸輪的輪廓曲線(xiàn)。,2.了解從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)如何選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。,5.學(xué)會(huì)確定凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角、基圓半徑和滾子半徑等基本尺寸。,.,二、基本概念和基礎(chǔ)知識(shí),1.基本概念,3.反轉(zhuǎn)法原理,2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇與設(shè)計(jì)原則,4.基本尺寸的確定,.,基本概念,基本名詞術(shù)語(yǔ),從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律,壓力角,.,基本名詞術(shù)語(yǔ),（1）基圓以凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心為圓心，以凸輪理論輪廓曲線(xiàn)上的最小半徑為半徑所畫(huà)的圓。半徑用r0表示。（2）推程從動(dòng)件從距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最近點(diǎn)向最遠(yuǎn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（3）回程從動(dòng)件從距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)向最近點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（4）行程從動(dòng)件的最大運(yùn)動(dòng)距離。常用h表示行程。,.,基本名詞術(shù)語(yǔ),（5）推程角從動(dòng)件從距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最近點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)，凸輪所轉(zhuǎn)過(guò)的角度。用表示。（6）回程角從動(dòng)件從距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最近點(diǎn)時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度。用表示。（7）遠(yuǎn)休止角從動(dòng)件在距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最遠(yuǎn)點(diǎn)靜止不動(dòng)時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度。用s表示。（8）近休止角從動(dòng)件在距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心的最近點(diǎn)靜止不動(dòng)時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度。用s表示。,.,2.轉(zhuǎn)角分別以各行程開(kāi)始時(shí)凸輪的位置作為度量基準(zhǔn)，一般也在基圓上度量；,（9）從動(dòng)件的位移s：凸輪轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)角時(shí)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的距離。,1.位移s的度量基準(zhǔn)，一律從升程的最低位置開(kāi)始度量（無(wú)論升程、回程）；,基本名詞術(shù)語(yǔ),3.初始條件：,幾條規(guī)定,.,從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從動(dòng)件的位移s、速度v、加速度a與凸輪轉(zhuǎn)角（或時(shí)間t）之間的函數(shù)關(guān)系。,.,不計(jì)摩擦?xí)r，凸輪與從動(dòng)件在某瞬時(shí)接觸點(diǎn)處的公法線(xiàn)方向與從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向之間所夾的銳角。,壓力角設(shè)計(jì)要求,0,A,B,Fn,P,r0=rb,Fx,Fy,n,n,t,t,壓力角,.,從動(dòng)件的最大速度vmax應(yīng)盡量小,從動(dòng)件的最大加速度amin應(yīng)盡量小，且無(wú)突變,從動(dòng)件的最大躍度jmax應(yīng)盡量小,從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇與設(shè)計(jì)原則,.,凸輪機(jī)構(gòu)的反轉(zhuǎn)法原理,-,從動(dòng)件尖頂相對(duì)凸輪的運(yùn)動(dòng)軌跡形成了凸輪的輪廓曲線(xiàn)。,結(jié)論,.,1,-,0,2,.,凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì),基圓半徑的設(shè)計(jì),滾子半徑的設(shè)計(jì),平底長(zhǎng)度的設(shè)計(jì),偏距的設(shè)計(jì),.,基圓半徑的設(shè)計(jì),凸輪基圓半徑,最小基圓半徑,直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu),.,式中,條件,凸輪基圓半徑,直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu),.,考慮運(yùn)動(dòng)失真：,考慮強(qiáng)度要求：,滾子半徑的設(shè)計(jì),.,平底的長(zhǎng)度：,式中：,平底長(zhǎng)度的設(shè)計(jì),.,偏距e的計(jì)算公式,式中,條件,偏距的設(shè)計(jì),.,三、學(xué)習(xí)重點(diǎn)及難點(diǎn),反轉(zhuǎn)法原理應(yīng)用反轉(zhuǎn)法求解凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角、位移和壓力角等參數(shù),凸輪機(jī)構(gòu)的基本概念從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其特性設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓曲線(xiàn)的圖解法與解析法確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸,學(xué)習(xí)難點(diǎn),學(xué)習(xí)重點(diǎn),.,四、例題精選(例1、例2、例3）,例1圖示偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪以角速度逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。,試在圖上畫(huà)出：（1）畫(huà)出理論輪廓曲線(xiàn)、基圓與偏距圓；（2）標(biāo)出凸輪圖示位置壓力角1和位移s1以及轉(zhuǎn)過(guò)150時(shí)的壓力角2和位移s2。,解,.,解,思路與技巧,本題目主要考察對(duì)凸輪廓線(xiàn)、基圓、偏距圓、壓力角及位移等基本概念的理解和對(duì)反轉(zhuǎn)法原理的靈活運(yùn)用。,.,例2已知圖示凸輪機(jī)構(gòu)標(biāo)出基圓半徑r0，圖示位置從動(dòng)件位移s和機(jī)構(gòu)的壓力角，并求出它們之間的關(guān)系式。,試求：1.標(biāo)出基圓半徑r0？2.標(biāo)出圖示位置從動(dòng)件位移s和機(jī)構(gòu)的壓力角？3.求出r0、s和之間的關(guān)系式？,解,.,（1）圖示位置的r0、s和如圖。,解,思路與技巧,本題目主要考察對(duì)基圓、壓力角及位移等基本概念的理解和壓力角的計(jì)算方法。,（2）r0、s與之間的關(guān)系式為：,.,例3圖示為擺動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為偏心圓盤(pán)，且以角速度逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。,試在圖上標(biāo)出：1.凸輪基圓；2.升程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角；3.圖示位置時(shí)從動(dòng)件的初始位置角0和角位移；4.圖示位置從動(dòng)件的壓力角；5.從動(dòng)件的最大角位移max。,解,.,解,思路與技巧,本題目主要考察對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的基圓、行程運(yùn)動(dòng)角、壓力角及角位移等基本概念的理解。,.,五、試題自測(cè)及答案(1、2、3、4、5）,1.一對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏心圓凸輪機(jī)構(gòu)，O為凸輪幾何中心，O1為凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心，直線(xiàn)ACBD，O1O=OA，圓盤(pán)半徑R=60mm。,試計(jì)算：,（1）根據(jù)圖(a)及上述條件確定基圓半徑r0、行程h，C點(diǎn)壓力角C和D點(diǎn)接觸時(shí)的位移sD、壓力角D。,（a）,（b）,（2）若偏心圓凸輪的幾何尺寸不變，僅將從動(dòng)件由尖頂改為滾子（圖(b)），滾子半徑rT=10mm。試問(wèn)上述參數(shù)r0、h、C和sD、D有無(wú)改變？如有改變，計(jì)算其數(shù)值。,解,.,（1）圖（a）,解,.,（2）圖（b）,.,2.如圖所示凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓盤(pán)，圓盤(pán)半徑R=80mm，圓盤(pán)幾何中心O到回轉(zhuǎn)中心A的距離OA=30mm，偏距e=15mm，平底與導(dǎo)路間的夾角45，凸輪以等角速度w=1rad/s逆時(shí)針回轉(zhuǎn)。,試計(jì)算：（1）凸輪實(shí)際廓線(xiàn)的基圓半徑rb；（2）從動(dòng)件的行程h；（3）該機(jī)構(gòu)的最大壓力角max與最小壓力角min；（4）從動(dòng)件的推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角；（5）從動(dòng)件的最大速度vmax。,解,.,解,=180,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）當(dāng)凸輪從從動(dòng)件最低位置轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，從動(dòng)件與凸輪的相對(duì)瞬心P至A點(diǎn)的距離達(dá)到最大,.,3.圖示為一偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為偏心圓盤(pán)，其直徑D=42mm，滾子半徑rT=5mm，偏距e=6mm,試求：（1）畫(huà)出基圓，并計(jì)算基圓半徑；（2）畫(huà)出凸輪的理論廓線(xiàn)；（3）確定從動(dòng)件的行程h；（4）確定從動(dòng)件的推程運(yùn)動(dòng)角及回程運(yùn)動(dòng)角；（5）說(shuō)明該機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中有無(wú)失真現(xiàn)象，為什么？,解,.,解,（1）,（2）理論廓線(xiàn)如圖示,（3）,.,（4）,（5）無(wú)失真現(xiàn)象。因凸輪廓線(xiàn)外凸且處處曲率半徑相等，均為R=21mm，并有rT=5mmR，故不會(huì)發(fā)生失真現(xiàn)象。,.,4.圖示為一擺動(dòng)滾子從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。,試在圖上標(biāo)出：（1）從C點(diǎn)接觸到D點(diǎn)接觸過(guò)程中，凸輪轉(zhuǎn)角和從動(dòng)件擺角；（2）在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角。,解,.,解,D點(diǎn)壓力角,凸輪轉(zhuǎn)角,從動(dòng)件擺角,.,5.圖示為擺動(dòng)滾子從動(dòng)件圓盤(pán)凸輪機(jī)構(gòu)，現(xiàn)已知：圓盤(pán)半徑R、圓心與轉(zhuǎn)軸中心的距離LOAR/2和滾子半徑rT。,試求：（1）