第７次課授課計劃

機械設計基礎課程(kèchéng)環境本071-2班級09年9月21日章節名稱第3章凸輪機構§3-1凸輪機構的應用和類型§3-2從動件的常用運動規律§3-3凸輪機構的壓力角教學內容1、凸輪機構的種類；2、凸輪機構的特點；3、常用從動件運動規律；4、壓力角與作用力、凸輪尺寸的關系教學目的與要求1、了解凸輪機構的種類和特點；2、掌握從動件的常用的運動規律；3、理解高副的壓力角；重點1.從動件的常用的運動規律；2.壓力角與作用力、凸輪尺寸的關系難點1.從動件的常用的運動規律；作業P52：3-1；3-2；教學手段多媒體參考資料《機械設計基礎知識要點及習題解析》精品資料第3章凸輪(tūlún)機構及其設計§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型§3－2從動件的常用運動規律§3－4圖解法設計凸輪輪廓§3－3凸輪機構的壓力角精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型

一、凸輪(tūlún)機構的特點和應用1、組成：凸輪從動件機架2、特點：結構簡單、緊湊；可精確實現從動件任意的運動規律；設計方法簡單；高副接觸易磨損；制造較連桿機構困難。3、應用：用于實現運動規律有特殊要求，載荷不大、行程較小的場合，廣泛用于各種機械，特別是控制裝置、儀器儀表、自動機械中。精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型從動件運動(yùndòng)形式分

按運動形式分直動從動件對心直動從動件偏置直動從動件擺動從動件

1)直動推桿。即往復直線運動的推桿。在直動推桿中，若其軸線通過凸輪的回轉軸心，則稱其為對心直動推桿，否則稱為偏置直動推桿。

2)擺動推桿。即作往復擺動的推桿,分為：擺動尖頂推桿、擺動滾子推桿和擺動平底推桿。

精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型1、按凸輪(tūlún)的形狀分盤形凸輪盤狀凸輪：凸輪的最基本型式。這種凸輪是一個繞固定軸線轉動并且具有變化半徑的盤形零件精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型

精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型

精品資料移動(yídòng)凸輪移動凸輪：當盤狀凸輪的回轉(huízhuǎn)中心趨于無窮遠時，凸輪相對機架作直線運動，這種凸輪稱為移動凸輪精品資料§3－1凸輪機構的應用(yìngyòng)和類型圓柱(yuánzhù)凸輪圓柱凸輪：將移動凸輪卷成圓柱體即成為圓柱凸輪精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型精品資料盤形凸輪和移動凸輪與從動件之間的相對運動為平面(píngmiàn)運動；而圓柱凸輪與從動件之間的相對運動為空間運動，所以前兩者屬于平面(píngmiàn)凸輪機構，后者屬于空間凸輪機構。

精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型2、按從動件的運動形式(xíngshì)和接觸形式(xíngshì)分尖端從動件滾子從動件平底從動件精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型接觸(jiēchù)形式比較接觸形式優點缺點應用尖端滾子平底結構緊湊，能與任意形狀的輪廓接觸，實現任意運動規律。易磨損，承載能力低低速、輕載耐磨損結構復雜中載，應用最廣易形成油膜，潤滑好，耐磨損；=C，一般=0，受力好，效率高凸輪廓線不能內凹，運動規律受限制高速精品資料§3－1凸輪機構的應用(yìngyòng)和類型3、按凸輪與從動件保持接觸(jiēchù)的方法分力封閉：重力、彈簧力重力封閉彈簧力封閉精品資料§3－1凸輪機構的應用(yìngyòng)和類型3、按凸輪與從動件保持(bǎochí)接觸的方法分力封閉：重力、彈簧力幾何封閉：凹槽、等寬、等徑、主回凹槽凸輪凹槽凸輪機構:其凹槽兩側面間的距離等于滾子的直徑，故能保證滾子與凸輪始終接觸。顯然這種凸輪只能采用滾子從動件。精品資料§3－1凸輪機構的應用(yìngyòng)和類型B等寬凸輪(tūlún)B精品資料§3－1凸輪(tūlún)機構的應用和類型等徑凸輪r1r2r1+r2=const（常數(chángshù)）等徑凸輪機構和等寬凸輪機構:其從動件上分別裝有相對位置不變的兩個滾子和兩個平底，凸輪運動時，其輪廓能始終與兩個滾子或平底同時保持接觸。顯然，這兩種凸輪只能在1800范圍內自由設計其廓線，而另1800的凸輪廓線必須按照等徑或等寬的條件來確定，因而其從動件運動規律的自由選擇受到一定限制精品資料§3－1凸輪機構(jīgòu)的應用和類型幾何(jǐhé)封閉的優缺點：免除彈簧附加的力，效率較高；機構外廓尺寸較大，設計較復雜。主回凸輪也稱共軛凸輪共軛凸輪機構:利用固定在同一軸上但不在同一平面內的主、回兩個凸輪來控制一個從動件，主凸輪驅使從動件逆時針方向擺動；而回凸輪驅使從動件順時針方向返回。

精品資料2、偏置(piānzhì)距e偏置(piānzhì)圓3、行程h（或φmax）——從動件的最大位移（或角位移）1、基圓半徑rmin——凸輪轉動中心到輪廓曲線的最短距離§3—2從動件的運動規律一、名詞術語rminrmin精品資料§3—2從動件的運動(yùndòng)規律4、運動(yùndòng)過程凸輪轉角廓線從動件行程推程推程運動角升h遠休止程遠休止角停止回程回程運動角降h近休止程近休止角停止位移曲線精品資料┛┛動畫§3—2從動件的運動(yùndòng)規律精品資料§3—2從動件的運動(yùndòng)規律二、從動件常用(chánɡyònɡ)運動規律1、等速運動規律邊界條件：在行程的始、末點，速度有突變，a∞，慣性力很大，引起剛性沖擊；適用于低速。討論方程：精品資料§3—2從動件的運動(yùndòng)規律回程(huíchéng)二、從動件常用運動規律1、等速運動規律邊界條件：在行程的始、末點，速度有突變，a∞，慣性力很大，引起剛性沖擊；適用于低速。討論精品資料精品資料精品資料第8次課授課計劃

機械設計基礎課程環境(huánjìng)本071-2班級09年9月24日章節名稱§3-4圖解法設計凸輪輪廓

教學內容1、反轉法設計偏置尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓；2、反轉法設計滾子直動從動件盤形凸輪輪廓；3、反轉法設計平底直動從動件盤形凸輪輪廓；4、反轉法設計擺動從動件盤形凸輪輪廓教學目的與要求1.掌握反轉法設計凸輪輪廓。重點反轉法設計凸輪輪廓難點反轉法設計凸輪輪廓作業教學手段多媒體參考資料《機械設計基礎知識要點及習題解析》精品資料一、凸輪廓線設計(shèjì)方法的基本原理基本(jīběn)方法：反轉法給整個凸輪機構施以“-”時，不影響各構件之間的相對運動，此時，凸輪將靜止，而從動件尖頂復合運動的軌跡即凸輪的輪廓曲線。O§3—４圖解法設計凸輪輪廓基本問題：已知：rmin、（方向）、e（大小、方向），從動件的類型及運動規律，求凸輪廓線。凸輪-----靜止機架-----以“-”繞o點轉動從動件隨機架以“-”反轉相對機架按s=f()運動反轉法顯然：反轉后跡點的軌跡即是凸輪的理論廓線。精品資料已知：rmin，（方向(fāngxiàng)），e，s=f()，設計凸輪廓線1.直動尖頂(jiāndǐng)從動件盤形凸輪二、用作圖法設計凸輪廓線S-δ線圖Oμsμl精品資料2、直動滾子(ɡǔnzǐ)從動件盤形凸輪已知：rmin，（方向(fāngxiàng)），e，rr，s=f()，設計凸輪廓線。S-δ線圖μsμl把滾子中心A當作尖端精品資料2、直動滾子(ɡǔnzǐ)從動件盤形凸輪O理論(lǐlùn)廓線

以理論廓線上各點為圓心，作滾子圓族，其包絡線即為實際廓線。實際廓線已知：rmin

，（方向），e，rr，s=f()，設計凸輪廓線。動畫S-δ線圖μsμl精品資料3、對心直動平底從動件盤形凸輪(tūlún)已知：rmin，（方向(fāngxiàng)），s=f()，設計凸輪廓線。在理論廓線上各點作出相應的平底直線族，其包絡線即為實際廓線。動畫S-δ線圖精品資料4、擺動從動件盤形凸輪(tūlún)機構已知：rmin，（方向(fāngxiàng)），機架長LOA，擺桿長LAB，=f()，設計凸輪廓線。…φ-δ線圖μφ精品資料4、擺動從動件盤形凸輪(tūlún)機構已知：rmin，（方向(fāngxiàng)），機架長LOA，擺桿長LAB，=f()，設計凸輪廓線。討論若為滾子從動件，則作滾子圓族的包絡線為實際廓線；若為平底從動件，則作平底族的包絡線為實際廓線；反轉角度的度量——擺桿中心A繞O的轉角；精品資料一、凸輪機構中的壓力(yālì)角與作用力的關系壓力(yālì)角：不計摩擦時，從動件受力方向與速度方向的夾角。也就是接觸處法線方向與從動件運動方向的夾角17FF"F′F"=F′tanF′一定，↑

→F"↑

→↓甚至自鎖∴max≤[]=30°——直動=45°——擺動精品資料

P與e在輪心O點的同側，取“－”，異側取“＋”。討論(tǎolùn)與s有關，各點不同；與e的大小(dàxiǎo)和方位有關；當s、ds/dδ、e一定時，二、凸輪機構中的壓力角與基圓半徑rmin的關系偏置的目的：減小推程壓力角精品資料確定(quèdìng)r0的原則：在結構(jiégòu)尺寸允許的條件下，盡可能使減小；在不超過的條件下，選較小的r0。確定r0的方法①初選r0驗算方法：初選r0，計算出各點的，使max≤；③由求出r0min的圖解安全區法；④諾模圖法。②根據計算設計法：在上式中代入δ的一系列值，可求出對應的一系列r0值r01、

r02、、

r0n，應使：精品資料三、滾子半徑(bànjìng)的確定設：當理論(lǐlùn)廓線內凹時，當理論廓線外凸時，輪廓變尖輪廓失真精品資料輪廓變尖輪廓失真為避免運動(yùndòng)失真，常取：或min的求法：①圖解近似(jìnsì)確定---三圓法②解析法逐點計算、比較，確定min。注意從結構、強度方面考慮，滾子半徑rT不能太小，通常取若rT不能減小而又出現運動失真，怎么辦？精品資料舉例(jǔlì)例、圖示凸輪機構中，從動件的起始