《機(jī)械基礎(chǔ)電子PPT電子課件教案第10章 凸輪機(jī)構(gòu)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械基礎(chǔ)電子PPT電子課件教案第10章 凸輪機(jī)構(gòu)（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 10.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 10.2 從動(dòng)推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 10.1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 1.1.凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和組成凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和組成 在各種自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中，廣泛地應(yīng)用著各種凸輪機(jī)構(gòu)。它的作用主要是將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化成從動(dòng)推桿的往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)， 例如：第10章 凸輪機(jī)構(gòu) （1）圖10-2為一內(nèi)燃機(jī)中控制進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間的凸輪機(jī)構(gòu)。 （2）圖10-3為一自動(dòng)機(jī)床的送料機(jī)構(gòu)。第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-2內(nèi)燃機(jī)氣門(mén)控制機(jī)構(gòu) 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖1
2、0-3自動(dòng)機(jī)床的送料機(jī)構(gòu) 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 2.2.凸輪的分類(lèi)凸輪的分類(lèi)凸輪的種類(lèi)很多，通常有以下四種分類(lèi)方法。1 1）按凸輪形狀分類(lèi)）按凸輪形狀分類(lèi)（1 1）盤(pán)狀凸輪）盤(pán)狀凸輪（如圖10-2所示）。（2 2）圓柱凸輪）圓柱凸輪（如圖10-3所示）。（3 3）移動(dòng)凸輪）移動(dòng)凸輪（如圖10-5所示）。第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-5移動(dòng)凸輪 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 2 2）按從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)）按從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)（1 1）移動(dòng)從動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)）移動(dòng)從動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)（如圖10-2所示）。（2 2）擺動(dòng)從動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)）擺動(dòng)從動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)（如圖10-3所示）。3 3）按從動(dòng)桿端部形狀分類(lèi)）按從動(dòng)
3、桿端部形狀分類(lèi)（1）尖頂從動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)（如圖10-6（a）所示）。 （2）滾子從動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)（如圖10-6（b）所示）。（3）平底從動(dòng)桿凸輪機(jī)構(gòu)（如圖10-6（c）所示）。第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-6從動(dòng)桿的端部形狀 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 4 4）按鎖合方式分類(lèi)）按鎖合方式分類(lèi)（1 1）力鎖合）力鎖合。利用彈簧力或從動(dòng)桿重量等外力達(dá)到鎖合 目的。 如圖10-2所示（2 2）形鎖合）形鎖合。由凸輪和從動(dòng)桿的幾何形狀來(lái)保證鎖合。 如圖10-7 圖10-8。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-7盤(pán)形內(nèi)凸輪 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-8等寬度凸輪 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 10.2從動(dòng)推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)推桿
4、常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 在圖10-9所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，如果將從動(dòng)推桿的位移s與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系用曲線表示（如圖10-9（d）所示），此曲線此曲線稱(chēng)為從動(dòng)推桿的位移曲線，或稱(chēng)稱(chēng)為從動(dòng)推桿的位移曲線，或稱(chēng)s-曲線。曲線。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-9凸輪機(jī)構(gòu)的位移曲線（s-曲線） 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 由圖10-9可以看出: 在設(shè)計(jì)凸輪輪廓時(shí)，應(yīng)按機(jī)器工作時(shí)的要求和特點(diǎn)來(lái)選在設(shè)計(jì)凸輪輪廓時(shí)，應(yīng)按機(jī)器工作時(shí)的要求和特點(diǎn)來(lái)選定從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后設(shè)計(jì)出凸輪應(yīng)有的輪廓曲線。定從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后設(shè)計(jì)出凸輪應(yīng)有的輪廓曲線。 下面介紹兩種常用的從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律在圖
5、10-10(a)所示的凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪以角速度(為常數(shù)）按逆時(shí)針?lè)较蜃鞯冉撬俎D(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn)角從當(dāng)凸輪的轉(zhuǎn)角從0開(kāi)始均勻地增加到開(kāi)始均勻地增加到0時(shí)時(shí)，從動(dòng)推桿以速度v（v為常數(shù)）等速地從起始位置上升，其行程為h。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-10等速運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度曲線 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 由理論力學(xué)可知，等速運(yùn)動(dòng)中位移（從動(dòng)推桿的位移）s與時(shí)間t關(guān)系為 s=vt（10-1）同樣，凸輪的轉(zhuǎn)角與時(shí)間t的關(guān)系為： =t (10-2) 由（10-1）、（10-2）兩式消去t，可得： vs (10-3) 上式中上式中v和和都是常數(shù)，所以位移都是常數(shù)，所以位移s和轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系。成正比
6、關(guān)系。因此，從動(dòng)推桿的位移曲線（因此，從動(dòng)推桿的位移曲線（s-）為一斜直線（如圖）為一斜直線（如圖10-10(b)所示）。所示）。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)當(dāng)=0時(shí)時(shí)，從動(dòng)推桿的位移s=h，將這些關(guān)系代入式(10-3)中，可得從動(dòng)推桿上升時(shí)的速度v為： 0hv （10-4） 再將公式（10-4）代入式（10-3）中，即可得到位移曲線方程： 0hs （10-5）當(dāng)當(dāng)0時(shí)時(shí)，從動(dòng)推桿等速地下降，故s-曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折而變?yōu)榱硪恍敝本€（如圖10-10（b）所示）。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 由于=t=常數(shù)常數(shù)t，故位移曲線的橫坐標(biāo)也就反映了時(shí)間t的坐標(biāo)，用（t）表示。故位移(s-)、速度(v-)和加速度(a-)
7、曲線，也可看成是s-t、v-t和a-t曲線。第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 從動(dòng)推桿作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度a=0，所以加速度曲線（a-）為與軸相重合的水平直線。 但在但在s-曲線的轉(zhuǎn)折處，由于速度發(fā)生突變（如圖曲線的轉(zhuǎn)折處，由于速度發(fā)生突變（如圖10-10（c）所示），將使從動(dòng)推桿的瞬時(shí)加速度在理論上趨于無(wú)窮）所示），將使從動(dòng)推桿的瞬時(shí)加速度在理論上趨于無(wú)窮大，以致引起無(wú)窮大的慣性力，使凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)生剛性沖擊大，以致引起無(wú)窮大的慣性力，使凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)生剛性沖擊。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為了避免剛性沖擊，可以采用等加當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)速較高時(shí)，為了避免剛性沖擊，
8、可以采用等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。為了使從動(dòng)推桿在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始和終止時(shí)的速度不發(fā)生突變，通常將從動(dòng)推桿的整個(gè)行程h分為兩段：前半段為等加速上升，前半段為等加速上升，后半段為等減速上升。在這兩段時(shí)間內(nèi)，加速度的絕對(duì)值相后半段為等減速上升。在這兩段時(shí)間內(nèi)，加速度的絕對(duì)值相等。等。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 根據(jù)理論力學(xué)知識(shí)，最后得到從動(dòng)推桿位移、速度、加速度與凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線為： 2202hs 204hv 2024h（10-6） （10-7） （10-8） 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) s-曲線可以通過(guò)下面的作圖方法作出曲線可以通過(guò)下面的作圖方法作出。設(shè)已知凸輪的轉(zhuǎn)角從0增加到0，從動(dòng)推桿上升的距離為h
9、，作圖的步驟作圖的步驟為：（1）選取橫坐標(biāo)軸代表，縱坐標(biāo)軸代表s（如圖10-11（a）所示）。（2）按適當(dāng)?shù)谋壤谧鴺?biāo)軸上找出代表0/2的一點(diǎn)，并過(guò)此點(diǎn)作出垂直向上的直線，在此直線上找出一點(diǎn)，使其縱坐標(biāo)代表h/2。（3）將代表0/2和h/2的兩線段，分成相同的等分，如圖10-11（a）中取為四等分，分別得到各等分點(diǎn)1、2、3、4和1、2、3、4。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) （4）從原點(diǎn)O開(kāi)始，作各斜直線O1、O2、O3、O4；再過(guò)1、2、3、4各點(diǎn)作垂直向上的直線，各斜直線與相應(yīng)的鉛垂線分別相交于1、2、3、4各點(diǎn)。（5）連接1、2、3、4各點(diǎn)成光滑的曲線，即為所求的等加速上升的s-曲線。同理，也可得圖10-11(b)所示的速度曲線。圖(c)所示的加速度曲線。 從圖從圖10-11(c)中可以看出，加速度仍然有突變，只不過(guò)它中可以看出，加速度仍然有突變，只不過(guò)它是有限值，對(duì)凸輪也會(huì)產(chǎn)生沖擊，使凸輪產(chǎn)生柔性沖。是有限值，對(duì)凸輪也會(huì)產(chǎn)生沖擊，使凸輪產(chǎn)生柔性沖。 第10章 凸輪機(jī)構(gòu) 圖10-11等加速等減速運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度曲線
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