凸轮机构-课件

单元4凸轮机构任务1认识凸轮机构任务2从动件常用的运动规律任务3设计凸轮轮廓首页退出单元4凸轮机构1.熟悉凸轮机构的组成2.掌握凸轮机构的类型及特点合理选择凸轮机构的种类任务1认识凸轮机构知识目标：技能目标：首页退出单元4凸轮机构凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成的高副机构，凸轮是一个具有曲线轮廓或槽的构件，主动件凸轮通常作等速转动或移动，凸轮机构是通过高副接触使从动件得到所预期的运动规律。任务1认识凸轮机构1.凸轮的组成首页退出单元4凸轮机构图4-2凸轮机构示意图1-凸轮2-从动件3-机架（1）优点结构简单紧凑、工作可靠、设计适当的凸轮轮廓曲线，可使从动件获得任意预期的运动规律；（2）缺点凸轮与从动件（杆或滚子）之间以点或线接触，不便于润滑，易磨损，只选用于传力不大的场合，如自动机构、仪表、控制机构和调节机构中。任务1认识凸轮机构2.凸轮机构的应用特点首页退出单元4凸轮机构表4-1凸轮机构的类型及特点任务1认识凸轮机构3.凸轮机构的基本类型及特点凸轮类型图例特点盘形凸轮盘形凸轮是一个绕固定轴线转动并具有变化半径的盘形零件。从动件在垂直于凸轮旋转轴线的平面内运动移动凸轮移动凸轮可看做是盘形凸轮的回转中心趋于无穷远，相对于机架作直线往复移动圆柱凸轮圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看做是将移动凸轮卷成圆柱体演化而成的首页退出单元4凸轮机构任务1认识凸轮机构从动件类型图例特点尖顶从动件构造最简单，但易磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合（如用于仪表等机构中）滚子从动件滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦，磨损较小，故可用来传递较大的动力，应用较广平底从动件凸轮与平底的接触面间易形成油膜，润滑较好，常用于调整传动中首页退出单元4凸轮机构（1）组成:凸轮、气门杆、机架（2）分析:图中内燃机配气机构实际上是一种对心平底移动从动件盘形凸轮机构,凸轮1连续转动,当径向尺寸变化的凸轮轮廓与气门杆2的平底接触时,气门杆产生上下移动,而以凸轮回转中心为圆心的圆弧段轮廓与气门杆接触时,气门杆将静止不动,从而按预定的规律和时间要求打开或关闭气门,完成配气要求。任务1认识凸轮机构4.内燃机的配气机构分析首页退出单元4凸轮机构任务1认识凸轮机构练习题首页退出单元4凸轮机构1.选择题：⑴凸轮轮廓与从动件之间的可动连接是（）A.移动副B.转动副C.高副⑵（）决定从动件预定的运动规律。A.凸轮转速B.凸轮轮廓曲线C.凸轮形状⑶凸轮机构中，主动件通常作（）Ａ．等速转动或移动Ｂ．变速转动Ｃ．变速移动⑷凸轮与从动件接触处的运动副属于（）Ａ．高副Ｂ．转动副Ｃ．移动副⑸内燃机的配气机构采用了（）Ａ．凸轮机构Ｂ．铰链四杆机构Ｃ．齿轮机构⑹凸轮机构中，从动件构造最简单的是（）Ａ．平底从动件Ｂ．滚子从动件Ｃ．尖顶从动件任务1认识凸轮机构首页退出单元4凸轮机构2.填空题：⑴凸轮机构主要由__________、__________和__________三个基本构件组成。⑵在凸轮机构中，凸轮为__________件，通常做等速__________或__________。⑶在凸轮机构中，通过改变凸轮__________使从动件实现设计要求的运动。⑷在凸轮机构中，按凸轮形式分类，凸轮有__________、__________和__________三种。⑸凸轮机构工作时，凸轮轮廓与从动件之间必须始终__________，否则，凸轮机构就不能正常工作。3.判断题：⑴在凸轮机构中，凸轮作主动件。（）⑵凸轮机构广泛用于机械自动控制。（）⑶移动凸轮相对机架作直线往复移动。（）⑷在一些机器中，要求机构实现某种特殊的或复杂的运动规律，常采用凸轮机构。（）⑸根据实际需要，凸轮机构可以任意拟定从动件的运动规律。（）1.了解凸轮机构的工作过程及有关参数2.了解从动件常用的运动规律学会分析从动件运动规律任务2从动件常用运动规律知识目标：技能目标：首页退出单元4凸轮机构凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动。表4-3为对心外轮廓盘形凸轮机构。凸轮回转时，从动件作升-停-降-停的运动循环。表4-3凸轮从动件升-停-降-停运动循环任务2从动件常用运动规律1.凸轮的工作过程及有关参数单元4凸轮机构从动件运动情况图例描述升以凸轮轮廓上最小半径所作的圆称为凸轮的基圆，rb以表示。图中从动件位于最低位置，它的尖端与凸轮轮廓上点A（基圆与曲线AB的连接点）接触。当凸轮以等角速度ω逆时针转过δ0时，从动件在凸轮轮廓曲线的推动下，将由A点位置被推到B´点位置。从动件由最低位置被推到最高位置，从动杆运动的这一过程称为推程。凸轮转角δ0称为推程运动角。停因凸轮BC段轮廓为圆弧，故凸轮转过角度δs，从动件静止不动，且从动件停在最高位置，这一过程称为远停程。凸轮转角δs称为远停程角首页退出任务2从动件常用运动规律首页退出单元4凸轮机构从动件运动情况图例描述降凸轮继续转过δ0´，从动件由最高位置C´点回到最低位置D´点，这一过程称为回程。凸轮转角δ0´称为回程运动角。停凸轮转过δs´时，从动件与凸轮轮廓线上最小向径的圆弧DA接触，从动件将处于最低位置且静止不动，这一过程称为近停程。凸轮转角δs´称为近停程角。表4-4等速运动规律位移s、速度v、加速度α线图任务2从动件常用运动规律2.从动件常用的运动规律曲线类型图例描述位移曲线位移方程为s=vt，等速运动时位移曲线为一倾斜直线速度曲线从动件运动过程中，速度v为恒值加速度曲线从动件在推程的起始与终止速度有突变，使O、A位置加速度达到无穷大，产生刚性冲击首页退出单元4凸轮机构表4-5等加速等减速运动规律位移s、速度v、加速度α线图任务2从动件常用运动规律曲线类型图例描述位移曲线位移线图由两段抛物线组成。推程的前h/2的位移方程为s=αt2/2，位移是时间t（或凸轮转角）的二次函数速度曲线初始速度v=0，推程的前h/2的速度方程为υ=at加速度曲线推程的前h/2等加速，后h/2等减速；推程的O、A、B点有加速度的突变，将产生柔性冲击首页退出单元4凸轮机构步骤描述1.凸轮转动时从动杆升,气门关,凸轮转动一定角度。从动件由最低位置被推到最高位置，从动杆运动的这一过程称为推程。凸轮转角称为推程运动角。2.从动杆不动时,气门静止,凸轮转动的角度从动件静止不动，且从动件停在最高位置，这一过程称为远停程。凸轮转角称为远停程角。3.从动杆降时,气门开,凸轮转动的角度从动件由最高位置点回到最低位置点，这一过程称为回程。凸轮转角称为回程运动角。4.从动杆再次不动时,气门静止,凸轮转动角度从动件将处于最低位置且静止不动，这一过程称为近停程。凸轮转角称为近停程角。任务2从动件常用运动规律3.内燃机凸轮机构的工作过程分析首页退出单元4凸轮机构表4-5分析凸轮机构的工作过程任务2从动件常用运动规律练习题首页退出单元4凸轮机构1.选择题：⑴从动件等速运动规律的位移曲线形状是（）A.抛物线B.斜直线C.双曲线⑵从动件作等加速等减速运动的凸轮机构（）A.存在刚性冲击B.存在柔性冲击C.没有冲击⑶从动件作等速运动规律的凸轮机构，一般适用于（）、轻载的场合。A.低速B.中速C.高速⑷从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（）。A.斜直线B.抛物线C.双曲线2.判断题：⑴凸轮机构中，所谓从动件作等速运动规律是指从动件上升时的速度和下降时的速度必定相等。（）⑵凸轮机构中，从动员件作等速运动规律的原因是凸轮作等速转动。（）⑶凸轮机构中，从动件作等加速等减速运动规律，是指从动件上升时作等加速运动，而下降时作等减速运动。（）⑷凸轮机构产生的柔性冲击，不会对机器产生破坏。（）⑸凸轮机构从动件的运动规律可按要求任意拟定。（）掌握“反转法”设计凸轮机构的原理学会运用“反转法”原理设计凸轮机构任务3设计凸轮轮廓知识目标：技能目标：首页退出单元4凸轮机构假想:给机构加一公共角速度,凸轮：相对静止不动推杆：一方面随导轨以-ω绕凸轮轴心转动,另一方面又沿导轨作预期的往复移动,推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。任务3设计凸轮轮廓1.反转法原理单元4凸轮机构首页退出任务3设计凸轮轮廓2.反转原理求位移线图首页退出单元4凸轮机构（1）对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的设计已知：基圆半径为r0,逆时针方向等速回转。推杆运动规律如图。试设计凸轮轮廓线。任务3设计凸轮轮廓3.直动从动件盘形凸轮轮廓设计单元4凸轮机构首页退出（2）对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的设计已知：凸轮的基圆半径为r0,滚子半径r,凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图所示。试设计对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。任务3设计凸轮轮廓单元4凸轮机构首页退出任务3凸轮轮廓设计4.对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓设计实例首页退出单元4凸轮机构任务3凸轮轮廓设计练习题首页退出单元4凸轮机构一对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构，凸轮按顺时针方向转动，其基圆半径r0=20mm。从动件的行程h=30mm运动规律如下：凸轮转角0°～150°150°～180°180°～300°300°～360°从动件运动规律等速上升30停止不动等速下降30停止不动要求：①作从动件的位移曲线；②利用反转法，画出凸轮的轮廓曲线。