《机械创新设计》PPT (3)

1.3.3 任务分析
源自文库
1.3.4 相关知识
1.凸轮机构的基本结构和功能
2.凸轮机构的分类
3.凸轮从动件常用运动规律
4.平面凸轮轮廓设计方法
5.凸轮机构基本尺寸确定
6.圆柱凸轮机构
1.3.5 任务实施
1.平面凸轮机构设计
2.圆柱凸轮机构设计
按2011年全国职业院校技能 大赛高职组“机械部件创新设 计与制造”竞赛项目规程要求： 推料顶杆作直线往复运动，行 程范围30mm～50mm。两个参 赛队分别选择盘形和圆柱凸轮 机构作为执行机构来完成推料 动作，如图1-46所示。试按竞 赛规程要求设计凸轮机构。
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通过凸轮轮廓曲线，就能 使从动件实现任意给定的运动 规律，且结构简单、紧凑，工 作可靠，易于设计。
缺点
凸轮 （主动件）
凸轮机构属于高副机构， 故凸轮与从动件之间为点或线 接触，不便润滑，易于磨损。
凸轮机构的分类
盘形凸轮
1.3.4 相关知识
移动凸轮
圆柱凸轮
按凸轮的形状分类
盘形凸轮式一个绕固定轴转动 且具有变化半径的盘形零件，是凸 轮机构中最基本的形式。
从动件做往复摆动
形锁合
按凸轮与从动件维持高副接触（锁 合）的方式分类
利用从动件的重力、弹簧力或其它外力使从 动件和凸轮保持接触。
凹槽凸轮机构
主回凸轮机构
依靠凸轮与从动件的特殊几何形状而始终维持接触。
从动件常用运动规律 >>设计参数
1.3.4 相关知识
基圆 基圆半径 推程运动角 远休止角
AB段——推程 BC段——停程 CD段——回程
绕线机排线凸轮机构
凸轮机构的应用
凸轮自动送料机构
1.3.4 相关知识
当带有凹槽的凸轮1转动时，通过槽中 的滚子，驱使从动件2做往复移动。凸轮每 转一周，从动件从储料器中推出一个毛坯， 送到加工位置。
凸轮机构的组成
推杆 （从动件）
高副 凸轮 （主动件）
1.3.4 相关知识
优点
高副
摆杆 （从动件）
尖顶从动件
当盘形凸轮的回转中心趋向于 无穷远时，凸轮相当于机架做直线 运动,形成移动凸轮机构。
滚子从动件
属于空间凸轮机构
平底从动件
按从动件的端部形式分类
不论凸轮工作轮廓形状如何， 从动件的尖顶都能与凸轮轮廓保持 接触，从而保证从动件按预定的规 律运动。尖顶易磨损，仅适用于轻 载低速的场合。
在从动件端部安装一个滚子，把 从动件和凸轮轮廓之间的滑动摩擦 转变为滚动摩擦，磨损小，故能承 受较大的载荷。
学习情境1 机械部件执行机构设计
任务3 凸轮机构设计
1
1.3.1 学习目标
目录
1.掌握凸轮机构的基本概念、分类及其应用；
2.掌握凸轮机构从动件的运动规律及其设计原则；
3.掌握反转法原理及其在凸轮轮廓设计中的应用；
4.掌握解析法在凸轮轮廓设计中的应用；
5.掌握空间凸轮机构的设计方法。
1.3.2 任务描述
从动件不能与凹陷的凸轮工作轮廓接 触；当不计摩擦时，凸轮与从动件之间的作 用力始终与从动件平底接触，其传力性能好， 机械传动效率高，从动件与凸轮之间易于形 成润滑油膜，故常用于高速凸轮机构。
凸轮机构的分类（续）
直动从动件
1.3.4 相关知识
摆动从动件
按从动件的运动形式分类
从动件做往复直线运动
力锁合
1.3.2 任务描述
3
1.3.3 任务分析
凸轮机构的应用
当凸轮1匀速转动时，其轮廓迫使 从动件2（气阀）按预期运动规律往复 运动，适时地开启或关闭进、排气阀 门（关闭时借助于弹簧的作用力来实 现），以控制可燃气体进入气缸或排 出废气。
1.3.4 相关知识
内燃机配气凸轮机构
当绕线轴3快速转动时，经齿轮带 动凸轮1慢慢地转动，通过凸轮轮廓与 尖底之间的作用，驱动从动件2往复摆 动，使线均匀地缠绕在绕线轴上。
1.3.4 相关知识
匀速运动规律
等加速等减速运动规律 从动件作等加速等减速运动时，
加速度有有限值的突变，导致机构产 生柔性冲击，可用于中速轻载的场合。
等加速等减速运动规律
从动件常用运动规律 >>从动件常用运动规律
余弦加速度运动规律 从动件按余弦规律运动时，在行
程始末加速度有有限值突变，也将导 致机构产生柔性冲击，适用于中速场 合。
AD段——近停程 近休止角 行程
回程运动角
对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构
从动件位移线图
从动件常用运动规律 >>从动件常用运动规律
匀速运动规律 从动件作等速运动时，在行程始
末速度有突变，理论上加速度可以达 到无穷大，产生极大的惯性力，导致 机构产生强烈的刚性冲击，因此等速 运动只能用于低速轻载的场合。
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设想给整个凸轮机构 加上一个公共角速度-ω， 此时凸轮将静止不动。
从动件尖顶始终与凸轮轮廓相接触，其 尖顶的运动轨迹即是凸轮轮廓曲线。
1.3.4 相关知识
余弦加速度运动规律
正弦加速度运动规律 从动件按正弦加速度规律运动时，
在全行程中无速度和加速度的突变， 因此不产生冲击，适用于高速场合。
正弦加速度运动规律
盘形凸轮轮廓曲线设计 >>设计原理
用图解法绘制凸轮轮廓曲线时， 需要凸轮与图面相对静止。
1.3.4 相关知识
从动件一方面随导路以角速度ω绕轴O 转动，另一方面又在导路中按预定的规律 作住复移动。