第八章 凸轮机构第三节 凸轮机构的工作过程
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凸轮机构的设计一、简介凸轮机构是由凸轮,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凹槽的构件,一般为主动件,作等速回转运动或往复直线运动。
与凸轮轮廓接触,并传递动力和实现预定的运动规律的构件,一般做往复直线运动或摆动,称为从动件。
凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。
因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线,所以在应用时,只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。
凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。
凸轮机构之所以得到如此广泛的应用,主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求,而且结构简单、紧凑。
二、凸轮机构的工作原理由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。
凸轮具有曲线轮廓或凹槽,有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等,其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线,因而属于空间凸轮。
从动件与凸轮作点接触或线接触,有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。
尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触,可实现任意运动,但尖端容易磨损,适用于传力较小的低速机构中。
为了使从动件与凸轮始终保持接触,可采用弹簧或施加重力。
具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动,为确动凸轮的一种。
一般情况下凸轮是主动的,但也有从动或固定的凸轮。
多数凸轮是单自由度的,但也有双自由度的劈锥凸轮。
凸轮机构结构紧凑,最适用于要求从动件作间歇运动的场合。
它与液压和气动的类似机构比较,运动可靠,因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。
但凸轮机构易磨损,有噪声,高速凸轮的设计比较复杂,制造要求较高。
一、工作过程和参数在凸轮机构中最常见的运动形式为凸轮机构作等速回转运动,从动件往复移动。
以图6-8为例(对心外轮廓盘形凸轮机构)。
首先介绍一下本图中各构件的名称。
1,运动分析:停CA4ϕ2、参数①推程(升程)-- 从动件自最低位置升到最高位置的过程 ②推程角(升程角)--推动从动件实现推程时的凸轮转角(ϕ1) ③回程 -- 从动件自最高位置升到最低位置的过程 ④回程角 --从动件从最高位置回到最低位置时的 凸轮转角(ϕ3)⑤远停角(远休止角)从动件在最高位置停止不动,与此对应的凸轮转角。
凸轮机构的工作原理特点及应用一、凸轮机构的工作原理凸轮机构是一种将圆周运动转化为复杂直线运动的机械装置。
它包括凸轮和随之运动的从动件。
凸轮是一个具有不规则形状的旋转零件,通过凸轮的不规则形状,使从动件在运动过程中产生复杂的直线运动。
凸轮机构的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.凸轮进行旋转运动;2.从动件由于凸轮的不规则形状而产生直线运动;3.从动件进行线性运动,完成特定的工作。
凸轮机构的工作原理主要基于凸轮的几何形状的变化。
通过不同形状的凸轮,可以实现不同的直线运动,从而适应不同的工作需求。
凸轮的几何形状可以通过计算和仿真进行设计,以确保从动件的运动满足特定的要求。
二、凸轮机构的特点凸轮机构具有以下几个特点:1.复杂的运动控制:凸轮机构可以通过设计不同形状的凸轮实现复杂的直线运动。
这使得凸轮机构在一些需要精确控制运动轨迹的应用中非常有用。
2.高效的能量转换:凸轮机构通过圆周运动转换为直线运动,实现了能量的高效转换。
相比于其他机械装置,凸轮机构能够更高效地利用能源。
3.稳定性和可靠性:凸轮机构的结构相对简单,因此具有较高的稳定性和可靠性。
凸轮的旋转运动相对平稳,从动件的直线运动也相对稳定,适用于长时间工作和高频率运动的场景。
4.易于维护和调整:凸轮机构的结构相对简单,凸轮和从动件相互作用的方式也比较清晰明了。
这使得凸轮机构在维护和调整方面较为便捷,可以快速进行修理和替换。
三、凸轮机构的应用凸轮机构在工业生产和日常生活中有广泛的应用。
以下列举了几个常见的凸轮机构应用场景:1.发动机气门控制:凸轮机构在内燃机中的应用非常常见。
凸轮机构通过控制气门的开闭动作,调节气门打开和关闭的时间和幅度,以实现燃油和空气的混合物进入和废气回收。
这对于内燃机的性能和燃烧效率非常重要。
2.彩铃制造:凸轮机构在手机和电子设备中的应用也比较常见。
通过凸轮机构,手机可以实现不同声音和音调的响铃,提供更加丰富多样的用户体验。
机械设计基础凸轮机构凸轮机构是机械设计中常见的一种机构,用于实现转动运动和直线运动的转换。
它由凸轮和连杆机构组成,具有简单、可靠、紧凑的优点。
本文将介绍机械设计基础凸轮机构的工作原理、应用领域以及设计要点。
一、凸轮机构的工作原理凸轮机构是通过凹凸轮运动对连杆机构施加力,使其发生直线运动。
凸轮的外轮廓形状决定了连杆机构的运动规律。
凸轮可以分为四种基本形状:圆形、椭圆形、心形和指字形。
不同形状的凸轮在工作过程中会给连杆机构带来不同的速度和加速度。
凸轮机构的工作过程可以分为四个阶段:进给段、暂停段、退出段和暂停段。
在进给段,凸轮逐渐使连杆机构向前运动,实现直线运动。
在暂停段,凸轮暂停与连杆机构接触,使连杆机构停止运动。
在退出段,凸轮逐渐使连杆机构向后运动,实现回程。
最后,在暂停段凸轮继续暂停与连杆机构接触,使连杆机构再次停止。
二、凸轮机构的应用领域凸轮机构广泛应用于机械设计中的各个领域。
以下是几个常见的应用领域:1. 发动机:凸轮机构用于气门控制,通过凸轮来控制气门的开闭,实现燃烧室内的气体进出,从而实现发动机的工作。
2. 压力机:凸轮机构用于控制压力机的上下运动,实现工件的压制或切割。
3. 包装机械:凸轮机构用于控制包装机械的送料、密封和分切等工作,实现自动化包装的功能。
4. 自动化流水线:凸轮机构用于控制流水线上的传送带、工作台等部件的运动,实现产品的加工和组装。
5. 机床:凸轮机构用于控制机床上的工作台、进给机构等部件的运动,实现加工工件的精确定位和运动控制。
三、凸轮机构的设计要点在设计凸轮机构时,需要注意以下几个要点:1. 凸轮的轮廓形状:根据实际需求选择合适的凸轮轮廓形状,确保连杆机构的运动规律符合设计要求。
2. 凸轮与连杆机构的配合方式:凸轮与连杆机构之间应具有良好的配合性能,避免偏差和间隙过大导致机构失效或运动不稳定。
3. 连杆机构的设计:根据实际应用需求设计连杆机构,包括长度、角度和材料等参数的选择,确保机构的工作性能满足要求。
机械基础凸轮机构教案第一章:凸轮机构概述教学目标:1. 了解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 掌握凸轮的形状、尺寸和运动特性的基本知识。
教学内容:1. 凸轮机构的定义和分类。
2. 凸轮的形状和尺寸。
3. 凸轮的运动特性和曲线。
4. 凸轮机构在实际应用中的例子。
教学方法:1. 采用多媒体课件进行讲解。
2. 展示凸轮机构的实物模型或图片。
3. 分析凸轮的运动特性和曲线。
教学活动:1. 引入凸轮机构的定义和分类。
2. 展示凸轮的形状和尺寸的图片。
3. 分析凸轮的运动特性和曲线。
4. 举例说明凸轮机构在实际应用中的例子。
作业与练习:1. 复习凸轮机构的定义和分类。
2. 练习分析凸轮的形状和尺寸。
3. 练习分析凸轮的运动特性和曲线。
第二章:凸轮的设计与制造教学目标:1. 掌握凸轮的设计原则和方法。
2. 了解凸轮制造的工艺和设备。
教学内容:1. 凸轮的设计原则和方法。
2. 凸轮制造的工艺和设备。
教学方法:1. 采用多媒体课件进行讲解。
2. 展示凸轮设计的实例。
3. 分析凸轮制造的工艺和设备。
教学活动:1. 介绍凸轮的设计原则和方法。
2. 展示凸轮设计的实例。
3. 分析凸轮制造的工艺和设备。
作业与练习:1. 复习凸轮的设计原则和方法。
2. 练习分析凸轮制造的工艺和设备。
第三章:凸轮机构的工作原理与分析教学目标:1. 掌握凸轮机构的工作原理。
2. 学会分析凸轮机构的运动特性和性能。
教学内容:1. 凸轮机构的工作原理。
2. 凸轮机构的运动特性和性能分析。
教学方法:1. 采用多媒体课件进行讲解。
2. 演示凸轮机构的运动。
3. 分析凸轮机构的运动特性和性能。
教学活动:1. 介绍凸轮机构的工作原理。
2. 演示凸轮机构的运动。
3. 分析凸轮机构的运动特性和性能。
作业与练习:1. 复习凸轮机构的工作原理。
2. 练习分析凸轮机构的运动特性和性能。
第四章:凸轮机构的应用与实例教学目标:1. 了解凸轮机构在实际应用中的例子。
2. 学会分析凸轮机构的优缺点和适用场合。
《机械基础》章节内容简介绪论【教学内容】1、课程概述2、机器、机构、机械、构件和零件3、运动副4、机械传动第一章带传动1-1带传动的组成、原理和类型【教学内容】1、带传动的组成与原理2、带传动的类型1-2V带传动【教学内容】1、V带传动的组成2、V带传动的主要参数3、V带传动的安装维护与张紧1-3同步带传动简介【教学内容】1、同步带传动的特点2、同步带传动的应用第二章螺旋传动2-1螺纹的种类和应用【教学内容】螺纹的种类和应用2-2普通螺纹的主要参数【教学内容】普通螺纹的主要参数2-3螺纹的代号标注【教学内容】普通螺纹的代号标注梯形螺纹的代号标注管螺纹的代号标注2-4螺旋传动的应用形式【教学内容】1、普通螺旋传动2、差动螺旋传动3、滚珠螺旋传动第三章链传动3-1链传动概述【教学内容】1、链传动的组成、原理2、链传动的传动比3-2链传动的类型【教学内容】1、滚子链的结构、参数2、齿形链的结构、参数第四章齿轮传动4-1齿轮传动的类型及应用【教学内容】1、齿轮传动的类型2、齿轮传动的应用特点4-2渐开线齿廓【教学内容】1、齿轮传动的基本要求2、渐开线的形成及性质4-3渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算【教学内容】1、直齿圆柱齿轮的几何名称2、直齿圆柱齿轮的基本参数3、直齿圆柱齿轮的啮合条件和连续传动条件4-4其他齿轮传动简介【教学内容】1、斜齿轮的形成、啮合条件2、直齿轮的啮合条件3、齿轮齿条传动4-5渐开线齿轮失效形式【教学内容】齿轮常见的失效形式第五章蜗杆传动5-1蜗杆传动概述【教学内容】1、蜗杆传动的组成2、蜗杆的分类3、蜗轮回转方向的判定5-2蜗杆传动的主要参数和啮合条件【教学内容】1、蜗杆传动的主要参数2、蜗杆传动的正确啮合条件5-3蜗杆传动的应用特点【教学内容】蜗杆传动的润滑与散热第六章轮系6-1轮系分类及其应用特点【教学内容】1、轮系的分类2、轮系的特点6-2定轴轮系传动比计算【教学内容】1、传动比的大小2、末轮的回转方向6-3定轴轮系中任意从动齿轮的转速计算【教学内容】从动轮的转速计算第七章平面连杆机构7-1平面连杆机构的特点【教学内容】平面连杆机构的基本介绍7-2铰链四杆机构的组成与分类【教学内容】1、曲柄摇杆机构2、双曲柄机构3、双摇杆机构【教学重点】曲柄摇杆机构的构成条件;双曲柄机构的构成条件;双摇杆机构的构成条件。
凸轮机构的工作原理及作用
凸轮机构是一种由凸轮、从动件和机架组成的高副机构,主要用于转换运动形式。
其工作原理主要基于凸轮的旋转或直线运动来驱动从动件进行预定的运动。
凸轮具有曲线轮廓或凹槽,有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等,其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线,因而属于空间凸轮。
凸轮机构常用于将主动构件的连续运动转变为从动构件的往复运动。
只要恰当的设计凸轮廓线,便可使从动构件实现各种复杂的运动要求。
例如,凸轮轴是发动机配气机构的重要组成部分,负责驱动气门按时开启和关闭,有些凸轮轴还具有驱动分电器转动的功能。
此外,凸轮机构也广泛应用于各种机械、仪器和操纵控制装置中。
第八章习题8-1 设一直动推杆的行程h =32mm,要求推程角,按余弦加速度运动,远停角,回程角,按等速运动,近休止角,计算后绘出推杆的位移曲线。
o 1200=ϕo 30s =ϕo 1500=′ϕo 60s =′ϕ8-2 已知对心尖顶从动件的行程h =50mm,推程角20ٛ=πϕ,凸轮转速min r 600=n 。
若从动件分别按等加速等减速、正弦加速度规律运动,试绘出其从动件位移曲线,并在该线图上标明最大速度的数值及其发生的位置。
8-3 在尖顶对心直动从动件盘形凸轮机构中,图8-33所示从动件的运动规律尚不完整。
试在图上补全各段的ϕϕϕ−−−a v s ,,曲线,并指出哪些位置有刚性冲击?哪些位置有柔性冲击?图8-33 图8-348-4 在对心直动从动件凸轮机构中,已知从动件重力为7.5N,行程h =50mm,从动件的推程时间为s 121,若①尖顶从动件以余弦加速度运动;②尖顶从动件以等加速、等减速规律运动,试比较以上两种运动规律所能达到的最大速度和保证从动件与凸轮接触所需最大的力。
8-5 设凸轮以角速度ω转动,其推程运动角0ϕ和从动件行程h 均为已知。
当从动件按二次多项式运动规律运动时,其最大和最小加速度出现在什么位置?的数值为多大?max a 8-6 在直动从动件盘形凸轮机构中,凸轮按顺时针方向转动,已知行程h =20mm,推程角,基圆半径o 450=ϕmm 50b =r ,偏距,且偏置于使推程压力角减小的一侧。
0mm 2=e 1)试计算等速运动规律时的最大压力角max α;2)假定最大压力角近似出现在从动件速度达到最大值时的位置,试计算等加速等减速、余弦加速度和正弦加速度运动规律时的最大压力角max α。
8-7 在图8-34所示对心平底直动从动件圆盘凸轮机构中,已知圆盘的半径,圆心与转轴中心的距离,试求从动件的运动方程。
当凸轮转速mm 50=R o 90,mm 30===′βO O l a min r 240=n ,试求其最大位移、速度和加速度。
解释凸轮运动的四个过程凸轮是一种机械传动元件,广泛应用于各种机械设备中。
它通过凸轮的旋转运动,能够带动其他零件实现各种复杂的运动功能。
凸轮运动的四个过程包括起始过程、上升过程、持续过程和下降过程。
下面将对这四个过程进行详细解释。
1. 起始过程凸轮运动的起始过程是指凸轮从初始位置开始旋转至起始点的过程。
在起始过程中,凸轮的转动速度逐渐增加,以达到适合后续过程的速度。
起始过程中的凸轮位置可以通过调节凸轮轴的位置和初始转速来控制。
起始过程的长度和速度是根据具体的机械运动需求来确定的。
2. 上升过程凸轮运动的上升过程是指凸轮从起始点开始,凸轮曲面与相关机构接触并开始推动机构上升的过程。
在上升过程中,凸轮曲面的形状决定了机构上升的速度和位移。
凸轮的凸点与机构接触后,机构将会受到凸轮的力推动并上升,直到凸点离开机构。
上升过程中,凸轮的曲面形状应根据机构需要的运动规律来设计,可以是直线上升、加速上升或匀速上升等。
凸轮上升过程的控制可以通过调整凸轮曲面的形状、凸点的位置和凸轮的转速来实现。
3. 持续过程凸轮运动的持续过程是指在凸轮上升过程完成后,凸轮曲面与机构始终接触并保持稳定的过程。
在持续过程中,凸轮的曲面形状和机构的设计决定了机构的运动特性。
通过凸轮曲面的形状设计,可以实现机构的任意曲线运动,如直线运动、圆周运动、椭圆运动等。
持续过程中,凸轮的转动速度和曲面形状的变化将直接影响机构的运动速度和位移。
通过合理设计凸轮曲面和控制凸轮的转速,可以实现复杂的机构运动,满足不同的功能需求。
4. 下降过程凸轮运动的下降过程是指凸轮接触机构结束后,凸轮继续旋转直到下降到初始位置的过程。
在下降过程中,凸轮的转动速度逐渐减小,直至停止。
凸轮下降过程的控制可以通过调节凸轮的转速和凸轮轴的位置来实现。
下降过程中凸轮曲面与机构不再接触,机构将恢复到初始状态或进入下一个阶段的运动。
凸轮的下降过程需要根据凸轮运动系统的需求来设计,以确保凸轮与机构之间的运动顺利结束。
凸轮机原理
凸轮机是一种机械装置,通过凸轮的运动来传递力量或产生特定的运动。
凸轮机的工作原理是基于凸轮轴的旋转运动,凸轮轴上有一个或多个凸起的凸轮。
当凸轮轴转动时,凸轮与其他机械零件(如摇臂、推杆等)相连,通过凸轮的凸起部分对其他零件施加力,从而产生所需的运动。
内燃机中的凸轮机被广泛应用于控制气门的开闭。
通常,凸轮机通过凸轮轴的旋转运动带动凸轮,凸轮通过凸轮杆和凸轮摇臂连接到气门上。
当凸轮沿着凸轮轴旋转时,凸轮与凸轮摇臂接触,推动凸轮摇臂的运动,进而控制气门的开闭。
凸轮机的形状和凸轮轴的转速可以调整,以实现不同的气门工作模式和效果。
除了内燃机中的应用,凸轮机还可以用于其他机械领域,如机床、纺织机械、工程机械等。
凸轮机的特点是运动灵活可控,且可以根据需要进行设计和改变。
通过调整凸轮的形状和凸轮轴的转速,可以实现不同的运动轨迹和力量传递要求。
总之,凸轮机基于凸轮轴的旋转运动,通过凸轮的凸起部分对其他零件施加力,从而产生所需的运动。
通过调整凸轮的形状和凸轮轴的转速,可以实现不同的运动模式和效果。
凸轮机在各种机械装置中被广泛应用,是一种重要的力量传递和运动控制装置。