机械基础第5章凸轮机构
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第4章 平面连杆机构4.1 机构运动分析时的速度多边形与加速度多边形特性是什么?答:同一构件上各点的速度和加速度构成的多边形与构件原来的形状相似,且字母顺序一致。
4.2 为什么要研究机械中的摩擦?机械中的摩擦是否全是有害的?答:机械在运转时,其相邻的两构件间发生相对运动时,就必然产生摩擦力,它一方面会消耗一部分的输入功,使机械发热和降低其机械效率,另一方面又使机械磨损,影响了机械零件的强度和寿命,降低了机械工作的可靠性,因此必须要研究机械中的摩擦。
机械中的摩擦是不一定有害的,有时会利用摩擦力进行工作,如带传动和摩擦轮传动等。
4.3 何谓摩擦角?如何确定移动副中总反力的方向?答:(1)移动或具有移动趋势的物体所受的总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角ϕ。
(2)总反力与相对运动方向或相对运动趋势的方向成一钝角90ϕ+ ,据此来确定总反力的方向。
4.4 何谓摩擦圆?如何确定转动副中总反力的作用线?答:(1)以转轴的轴心为圆心,以0()P P rf =为半径所作的圆称为摩擦圆。
(2)总反力与摩擦圆相切,其位置取决于两构件的相对转动方向,总反力产生的摩擦力矩与相对转动的转向相反。
4.5 从机械效率的观点看,机械自锁的条件是什么?答:机械自锁的条件为0η≤。
4.6 连杆机构中的急回特性是什么含义?什么条件下机构才具有急回特性?答:(1)当曲柄等速转动时,摇杆来回摇动的速度不同,返回时速度较大。
机构的这种性质,称为机构的急回特性。
通常用行程速度变化系数K 来表示这种特性。
(2)当0θ≠时,则1K >,机构具有急回特性。
4.7 铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么?曲柄是否一定是最短杆?答:(1)最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和;最短杆或相邻杆应为机架。
(2)曲柄不一定为最短杆,如双曲柄机构中,机架为最短杆。
4.8 何谓连杆机构的死点?举出避免死点和利用死点的例子。
答:(1)主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心时的位置,称为连杆机构的死点位置。
第5章凸轮机构(一)教学要求1.了解凸轮机构的工作原理2.掌握常用从动件运动规律及特性3.掌握盘形凸轮轮廓的设计4.了解凸轮机构的尺寸的确定(二)教学的重点与难点1.凸轮的工作原理2.用反转法设计凸轮轮廓3.凸轮的尺寸对其机构的影响(三)教学内容5.1概述5.1.1 概念1.凸轮机构的组成:凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。
2.凸轮:是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件,它通过与从动什的高副接触,在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。
3.特点:结构相当简单,只要设计出适当的凸轮轮廓曲线,就可以使从动件实现任何预期的运动规律。
但另一方面,由于凸轮机构是高副机构,易于磨损,因此只适用于传递动力不大的场合。
4.凸轮机构的应用例:内燃机配气机构(如下图所示)靠模车削机构(如下图所示)自动送料机构(如下图所示)分度转位机构(如下图所示)5.1.2 凸轮机构的分类1、按照凸轮的形状分为:(1)盘形凸轮凸轮中最基本的形式。
凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件,凸轮与从动件互作平面运动,是平面凸轮机构。
(2)移动凸轮可看作是回转半径无限大的盘形凸轮,凸轮作往复移动,是平面凸轮机构。
(3)圆柱凸轮可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的,从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动,是一种空间凸轮机构。
(4)曲面凸轮当圆柱表面用圆弧面代替时,就演化成曲面凸轮,它也是一空间凸轮机构。
2、按锁合方式的不同凸轮可分为:(1)力锁合凸轮,如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等;(2)几何锁合凸轮,如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。
3、按从动件型式分为:(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件根据从动件运动型式不同分为直动从动件和摆动从动件。
5.1.3 凸轮和滚子的材料凸轮机构的主要失效形式:磨损和疲劳点蚀要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨并且有足够的表面接触强度。
对于经常受到冲击的凸轮机构还要求凸轮芯部有较强的韧性。
目录第1章机械设计概述 (1)第2章摩擦、磨损及润滑概述 (3)第3章平面机构的结构分析 (12)第4章平面连杆机构 (16)第5章凸轮机构 (36)第6章间歇运动机构 (46)第7章螺纹连接与螺旋传动 (48)第8章带传动 (60)第9章链传动 (73)第10章齿轮传动 (80)第11章蜗杆传动 (112)第12章齿轮系 (124)第13章机械传动设计 (131)第14章轴和轴毂连接 (133)第15章轴承 (138)第16章其他常用零、部件 (152)第17章机械的平衡与调速 (156)第18章机械设计CAD简介 (163)第1章机械设计概述1.1机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
1.2常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。
1.3什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
1.4标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述2.1按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
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。
机械设计基础第五章凸轮机构学习教案教案内容:一、教学内容:本节课的教学内容选自机械设计基础第五章,主要涉及凸轮机构的相关知识。
教材的章节包括:凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
具体内容有:凸轮的形状、凸轮的运动规律、凸轮机构的压力角、基圆半径的计算、凸轮轮廓曲线的绘制等。
二、教学目标:1. 使学生了解凸轮机构的组成和分类,理解凸轮的工作原理。
2. 使学生掌握凸轮的运动规律,能够进行凸轮的设计和计算。
3. 培养学生的动手能力,学会绘制凸轮轮廓曲线。
三、教学难点与重点:重点:凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
难点:凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。
四、教具与学具准备:教具:黑板、粉笔、多媒体教学设备。
学具:教材、笔记本、尺子、圆规、橡皮擦。
五、教学过程:1. 实践情景引入:观察生活中常见的凸轮机构,如洗衣机脱水装置、汽车雨刷等,引导学生思考凸轮机构的作用和原理。
2. 知识讲解:讲解凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。
3. 例题讲解:分析典型凸轮机构的设计案例,讲解凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。
4. 随堂练习:让学生动手绘制简单的凸轮轮廓曲线,巩固所学知识。
六、板书设计:凸轮机构1. 组成:凸轮、从动件、支撑件2. 分类:盘形凸轮、圆柱凸轮、球形凸轮3. 工作原理:凸轮的运动规律1. 线速度与角速度2. 加速度与减速度3. 压力角与基圆半径凸轮轮廓曲线的绘制七、作业设计:1. 题目:设计一个盘形凸轮,使其能够实现某个特定的动作。
答案:根据动作要求,计算凸轮的参数,绘制凸轮轮廓曲线。
2. 题目:计算一个给定参数的凸轮的运动规律。
答案:根据凸轮的参数,计算出线速度、角速度、加速度、减速度等运动规律。
八、课后反思及拓展延伸:本节课通过观察生活中的凸轮机构,让学生了解凸轮机构的作用和原理。
通过例题讲解和随堂练习,使学生掌握凸轮的设计方法和轮廓曲线的绘制。
在教学过程中,要注意引导学生思考,培养学生的动手能力。
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。