机械设计基础第四章
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第四章凸轮机构在各种机器中,尤其是自动化机器中,为实现各种复杂的运动要求,常采用凸轮机构,其设计比较简便。
只要将凸轮的轮廓曲线按照从动件的运规律设计出来,从动件就能较准确的实现预定的运动规律。
本章将着重研究盘状凸轮轮廓曲线绘制的基本方法和凸轮设计中的相关问题。
§4—1 凸轮机构的应用与分类一、凸轮机构的应用凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。
凸轮通常作等速转动,但也有作往复摆动或移动的。
从动件是被凸轮直接推动的构件。
凸轮机构就是由凸轮、从动件和机架三个主要构件所组成的高副机构。
图4-1所示为内燃机配气凸轮机构。
当具有一定曲线轮廓的凸轮1以等角速度回转时,它的轮廓迫使从动作2(阀杆)按内燃机工作循环的要求启闭阀门。
图4-2为自动机床上控制刀架运动的凸轮机构。
当圆柱凸轮1回转时,凸轮凹槽侧面迫使杆2运动,以驱动刀架运动。
凹槽的形状将决定刀架的运动规律。
内燃机,配气机构凸轮一般作连续等速转动,从动件可作连续或间歇的往复运动或摆动。
凸轮机构广泛用于自动化和半自动化机械中作为控制机构。
但凸轮轮廓与从动件间为点、线接触而易磨损,所以不宜承受重载或冲击载荷。
凸轮机构的特点1)优点:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,且机构简单紧凑。
2)缺点:凸轮廓线与推杆之间为点、线接触,易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合。
二、凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多,通常按凸轮和从动件的形状、运动形式分类。
⒈按凸轮的形状分类(1)盘形凸轮它是凸轮的最基本型式。
这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化半径的盘形零件,如图4-1。
(2)移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时,凸轮相对机架作直线运动,这种凸轮称为移动凸轮。
在以上两种凸轮机构中,凸轮与从动件之间的相对运动均为平面运动,故又统称为平面凸轮机构。
(3)圆柱凸轮(圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽,或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件,它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
机械设计基础课件第4章•机械设计概述•机械设计的基本原理•机械零件的设计•机械传动的设计目•液压与气压传动的设计•机械设计实践与应用录机械设计概述机械设计的定义与分类定义分类机械设计的重要性机械设计努力的目标是在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。
优化设计需要综合地考虑许多要求,一般有最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低的消耗和最少的环境污染。
机械设计的发展趋势绿色化智能化模块化网络化机械设计的基本原理经济性设计应考虑到制造成本、使用成本和维护成本,力求以最低的成本实现所需的功能。
实现预定功能设计应确保机械系统或设备能够实现预定的功能,满足使用要求。
可靠性机械系统或设备应具有足够的可靠性,能在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能。
安全性机械系统或设备应具有足够的安全性,能防止人员伤亡和财产损失。
环保性设计应考虑到环境保护的要求,减少对环境的污染和资源的浪费。
机械设计的基本要求明确设计任务了解用户需求,明确设计目标、限制条件和设市场调研与资料收集方案设计与评价详细设计制造与试验设计修改与完善机械设计的一般步骤机械设计中的创新思维01020304突破传统思维模式借鉴跨领域知识利用现代科技手段关注用户需求变化机械零件的设计机械零件的分类与功能根据结构和功能分类01根据运动形式分类02根据材料分类03机械零件的设计准则保证零件在机器中的使用性能,如传递动力、支撑载荷、保持运动精度等。
零件的结构形状应便于加工制造和测量,尽量采用标准件和通用件。
在满足使用要求的前提下,尽量降低制造成本和节约原材料。
保证零件在规定的使用条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。
满足使用要求工艺性良好经济性合理可靠性高机械零件的强度与刚度设计强度设计刚度设计根据零件的受力情况和材料的弹性力学性能,进行零件的截面尺寸和形状设计,以保证零件在正常工作条件下不会发生过大的弹性变形。