第六章凸轮机构分析
- 格式:ppt
- 大小:9.57 MB
- 文档页数:89
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。
凸轮机构原理凸轮机构是一种常见的机械传动装置,它通过凸轮的旋转运动将其上连接的零件带动实现特定的运动规律。
在本文中,将介绍凸轮机构的原理及其应用。
一、凸轮机构的基本原理凸轮机构由凸轮、从动件和驱动件组成。
其中,凸轮是核心部件,它通常形状为圆柱体,其轴线与从动件轴线平行。
凸轮的外表面通常具有不规则的形状,以满足特定的运动要求。
从动件与凸轮接触并被驱动进行运动,驱动从动件的力来自于驱动件。
凸轮机构的工作原理是基于凸轮的旋转运动。
当凸轮旋转时,凸轮上的形状会与从动件进行接触,从而产生驱动力。
凸轮的形状决定了从动件的运动规律,可以实现直线运动、转动运动或复杂的轨迹运动等。
在凸轮机构中,凸轮的运动通常是以连续的方式完成的。
当凸轮旋转一周后,以不同速度和运动规律运动的从动件会回到初始位置,从而实现特定的往复或连续运动。
在某些凸轮机构中,凸轮的速度和角度可以通过其他传动装置进行调节,以实现调整从动件的运动规律。
二、凸轮机构的应用凸轮机构广泛应用于各种机械设备中,其中最常见的是内燃机的气门控制系统。
在内燃机中,凸轮机构负责控制气门的开关,以实现燃烧室的进气和排气。
凸轮机构通过凸轮和气门杆的连接,将凸轮的旋转运动转换为气门的上下运动,从而实现气门的开启和关闭。
不同类型内燃机根据其工作原理和要求,凸轮机构的设计和形状也会有所不同。
此外,凸轮机构还应用于机床、自动化生产线、纺织机械等领域。
在机床中,凸轮机构可以用于驱动工作台、进给机构和切削工具等,以实现工件的加工和加工过程的自动化。
在自动化生产线中,凸轮机构可以配合其他传动装置,如链条、齿轮等,实现物料的输送和组装。
而在纺织机械领域,凸轮机构则常用于纺纱机、织布机等的驱动系统,以实现纱线的拉伸和布匹的运动。
凸轮机构的应用范围非常广泛,其原理简单可靠,具有良好的可控性和稳定性。
通过根据具体的运动要求设计凸轮的形状和相关的传动装置,可以实现各种复杂的运动规律,为机械运动的控制和操作提供了有效的解决方案。
机械基础凸轮机构教案第一章:凸轮机构概述1.1 凸轮机构的定义凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的机械传动机构。
凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的旋转构件,用于转换转动运动为线性或其他形式的运动。
1.2 凸轮的分类按形状分类:盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。
按工作原理分类:正凸轮、逆凸轮、复合凸轮等。
1.3 凸轮机构的特点和应用特点:简单、紧凑、易于控制和调节。
应用:印刷机械、包装机械、机床、汽车等。
第二章:凸轮的轮廓设计2.1 凸轮轮廓的基本参数基圆半径:凸轮与从动件接触点的圆的半径。
顶圆半径:凸轮最高点或最低点的圆的半径。
工作圆半径:凸轮轮廓的最小圆的半径。
2.2 凸轮轮廓的计算按运动规律计算:正弦、余弦、直线等运动规律。
按压力角计算:凸轮轮廓的压力角与基圆压力角的关系。
2.3 凸轮轮廓的设计方法按运动要求设计:确定凸轮的升程、降程和回程。
按力学要求设计:计算凸轮的强度和刚度。
按加工要求设计:选择合适的加工方法和刀具。
第三章:凸轮机构的从动件设计3.1 从动件的分类和特点按形状分类:摆动从动件、直线从动件、滚子从动件等。
按驱动方式分类:曲柄摇杆机构、摆线机构、蜗轮蜗杆机构等。
3.2 从动件的设计要点确定从动件的运动规律和运动要求。
选择合适的从动件形状和尺寸,满足力学和运动要求。
考虑从动件与凸轮的接触条件和磨损情况。
3.3 从动件的设计实例以摆动从动件为例,介绍其设计步骤和注意事项。
分析不同形状和尺寸的从动件对凸轮机构性能的影响。
第四章:凸轮机构的动力特性4.1 凸轮机构的压力角和啮合角压力角:凸轮和从动件接触点处的压力角。
啮合角:凸轮和从动件啮合点处的啮合角。
4.2 凸轮机构的动态特性冲击和振动:凸轮和从动件的接触冲击和振动。
传动误差:凸轮和从动件的啮合误差。
4.3 凸轮机构的动力分析和优化分析凸轮机构的动力特性对整个机械系统的影响。
优化凸轮的形状和参数,减小冲击和振动,提高传动效率。
第五章:凸轮机构的应用实例5.1 印刷机械中的凸轮机构介绍印刷机械中凸轮机构的作用和应用。
第6章 凸轮机构1.教学目标(1)了解凸轮机构的分类及应用;(2)了解推杆常用运动规律的选择原则;(3)掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题;(4)能根据选定的凸轮类型和推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线。
2.教学重点和难点(1)推杆常用运动规律特点及选择原则;(2)盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计;(3)凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。
难点:“反转法原理”与压力角的概念。
3.讲授方法多媒体课件4.讲授时数8学时6.1 凸轮机构的应用及分类6.1.1凸轮机构的应用凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置组成的一种高副机构。
其中凸轮是一个具有曲线轮廓的构件,通常作连续的等速转动、摆动或移动。
从动件在凸轮轮廓的控制下,按预定的运动规律作往复移动或摆动。
在各种机器中,为了实现各种复杂的运动要求,广泛地使用着凸轮机构。
下面我们先看两个凸轮使用的实例。
图6.1所示为内燃机的配气凸轮机构,凸轮1作等速回转,其轮廓将迫使推杆2作往复摆动,从而使气门3开启和关闭(关闭时借助于弹簧4的作用来实现的),以控制可燃物质进入气缸或废气的排出。
图6.2所示为自动机床中用来控制刀具进给运动的凸轮机构。
刀具的一个进给运动循环包括:1)刀具以较快的速度接近工件;2)刀具等速前进来切削工件;3)完成切削动作后,刀具快速退回;4)刀具复位后停留一段时间等待更换工件等动作。
然后重复上述运动循环。
这样一个复杂的运动规律是由一个作等速回转运动的圆柱凸轮通过摆动从动件来控制实现的。
其运动规律完全取决于凸轮凹槽曲线形状。
由上述例子可以看出,从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线决定的,只要凸轮轮廓设计得当,就可以使从动件实现任意给定的运动规律。
同时,凸轮机构的从动件是在凸轮控制下,按预定的运动规律运动的。
这种机构具有结构简单、运动可靠等优点。
但是,由于是高副机构接触应力较大,易于磨损,因此,多用于小载荷的控制或调节机构中。
6.1.2 凸轮机构的分类根据凸轮及从动件的形状和运动形式的不同,凸轮机构的分类方法有以下四种:1.按凸轮的形状分类(1)盘形凸轮:如图6.1所示,这种凸轮是一个具有变化向径的盘形构件,当他绕固定轴转动时,可推动从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。
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。