凸轮机构课件
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机械原理凸轮机构 ppt课件
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a dv / dt 2C2
★注意:
为保证凸轮机构运动平稳性,常使推杆在一个行程h 中的前半段作等加速运动,后半段作等减速运动,且加 速度和减速度的绝对值相等。
推杆的等加速等减速运动规律
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2. 等加速等减速运动规律
★推程运动方程
推程等加速段边界条件:
运动方程式一般表达式:
机架
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凸轮 推杆
4
二、特点
优点: 可以使从动件准确实现各种预期的复杂的运动规律 易于实现多个运动的相互协调配合。 结构简单、紧凑 设计方便 缺点: 点、线接触,易磨损,不适合高速、重载 凸轮机构的适用场合 广泛用于各种机械,特别是自动机械、自动控制装置
和装配生产线。
弹簧力封闭
重力封闭
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11
形封闭型凸轮机构
凹槽凸轮机构
等宽凸轮机构
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形封闭型凸轮机构
等径凸轮机构
共轭凸轮机构
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9-2 推杆的运动规律
一、基本术语 凸轮概念
★基圆:以凸轮最小半径 r0所作的圆,r0称为凸轮 的基圆半径。
★推程、推程运动角:d0
★远休、远休止角:d 01 ★回程、回程运动角:d 0 ★近休、近休止角:d 02
生无穷大惯性力,引起刚性冲击。 ppt课件
推程运动线图
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1. 一次多项式运动规律——等速运动
★回程运动方程
一次多项式一般表达式:
s v
C0 ds
C1d
/
dt
C1
边界条件
a
第六章凸轮机构分析PPT课件
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•已知从动件的运动规律[s =s()、v=v()、a=a()]及凸轮
机构的基本尺寸(如r0、e)及转向,作出凸轮的轮廓曲线。
•反转法原理 -
-
B1
s
r0
B0
B
e
假想给正在运动着的整个凸
轮机构加上一个与凸轮角速度
s 大小相等、方向相反的公共角速 度(- ),这样,各构件的相对
运动关系并不改变,但原来以角
以凸轮的转角(或对应的时间)为横坐标, 以从动件的位移为纵坐标所作的曲线,称为从 动件的位移曲线。同样可以作出从动件的速度 曲线、加速度曲线。
设计凸轮机构时,通常只需根据工作 要求,从常用运动规律中选择适当的运 动曲线。在一般情况下,推程是工作行 程,要求比较严格,需要进行仔细研究。 回程一般要求较低,受力情况也比推程 阶段有利,故不作专门讨论。
4' o
3'
2'
1'
12
34
5
6
v
78
性可适冲a用击于、2 高又2h 速没2凸有s轮柔i机性n2 构冲(。击),
o 123 456 7 8
a
56 78
o 123 4
-amax
当根据工作要求和结构条件选定凸轮机构型式、 从动件运动规律和凸轮转向,并确定凸轮基圆半径 等基本尺寸之后,就可以进行凸轮轮廓设计了。凸 轮轮廓设计的方法有图解法和解析法。
尖顶从动件:尖顶能与任意复杂凸轮轮廓保持接触, 因而能实现任意预期的运动规律。尖顶与凸轮呈点 接触,易磨损,只宜用于受力不大的场合。
滚子从动件:改善了从动件与凸轮轮廓间的接触条件, 耐磨损,可承受较大载荷,在工程实际中应用最为广 泛。
平底从动件:它只能与全部外凸的凸轮轮廓作用。其 优点是压力角小,效率高,润滑好,常用于高速运动 场合。
凸轮机构完整ppt课件
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精品
36
滚子从动件凸轮轮廓曲线的设计步骤:
(1)画出滚子中心的轨
迹(称为理论轮廓曲线)
(2)以理论轮廓上的点为
圆心,滚子半径rT为半径作 一系列的滚子圆,再画滚子
圆的内包络线,则为从动件
β′
凸轮的实际轮廓曲线。
理论轮廓曲线
注意:
n
rT r0
B C
n
实际轮廓曲线
β
(1)理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线;
44
(2)压力角的校核
凸轮对从动件的作用力F的方向与从动件上力作用点的速度方
向之间所夹的锐角a称为压力角。
F1Fcoas
F2Fsina
自锁:当α增大到一定程度后,以
至于导路的摩擦阻力大于有效分力 时,无论凸轮给予从动件多大的力, 从动件都不能运动。
精品
45
4.4.2 压力角的校核
推荐压力角数值 移动从动件[a]=30°
精品
0
0 0
∞
26
1.等速运动规律
从动件在起始和终止点速度有突变,使瞬时加 速度趋于无穷大,从而产生无限值惯性力,并 由此对凸轮产生冲击 —— 刚性冲击
因此只适用于低速、轻载的场合。
精品
27
s h
1.等加速-等减速运动规律
h/2
从动件在一个行程h中,前 半行程做等加速运动,后半 行程作等减速运动的运动规 律。
对心移动从动件
偏置移动从动件
精品
13
(一)凸轮机构的应用及分类
3)按从动件的运动形式分: 摆动从动件
精品
14
(一)凸轮机构的应用及分类
4)按凸轮高副的锁合方式分:力锁合
精品
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《凸轮机构》课件
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凸轮机构的检测与测量技术
常用检测方法
• 摄像测量 • 激光测量 • 经验法
测量技术的应用
• 凸轮运动参数测量 • 凸轮副尺寸测量 • 凸轮轴和轨迹测量
实验室检测和在 线监测
探索常见的凸轮机构检测 方法,以及在线监测在工 业生产中的应用。
凸轮机构的损坏和未来发展
凸轮机构的损坏模式分析 凸轮机构在自动化生产中的应用 凸轮机构的未来发展趋势
3
热处理和凸轮机构
介绍凸轮机构热处理的重要性以及常用的热处理方法。
凸轮机构的分析和优化
1 凸轮机构的转动力学分析
通过转动力学分析,研究凸轮机构的转动行为和相关参数。
2 凸轮机构的运动优化
了解如何通过设计和优化凸轮机构来提高其性能和工作效率。
3 凸轮机构的失效分析
探讨凸轮机构中可能出现的失效模式和如何进行失效分析。
解析工程师是如何优化凸轮机构以满足特定需 求和性能要求的。
凸轮机构的未来发展
展望凸轮机构在自动化生产和科技进步推动下 的前景和趋势。
凸轮机构的设计和分析
凸轮机构设计原则
探索凸轮机构设计的基本原则和步骤,以 确保其功能和性能的最佳表现。
凸轮运动曲线及特点
研究常见凸轮运动曲线的特点,如简谐曲 线、抛物线曲线和椭圆曲线。
凸轮机构的运动学分析
通过运动学分析,了解凸轮机构的运动特 性和关键参数。
举例:汽车凸轮轴设计
以汽车领域为例,深入分析和解释凸轮轴 在发动机中的设计和优化。
凸轮机构的制造和材料选择
1
凸轮机构的制造方法
介绍凸轮机构常见的制造方法,如车削、磨削和电火花加工。
2
凸轮机构中的材料选择
探讨在设计凸轮机构时,如何选择适当的材料以满足强度和耐磨性要求。
机械原理凸轮机构精品ppt课件
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二、从动件运动规律的选择
1.机器的工作过程只要求凸轮转过一角度时,推杆完成 一行程h或φ,对运动规律并无严格要求。
则应选择直线或圆弧等易加工曲线作为凸轮的轮廓曲 线。如夹紧凸轮。
φ ω
工件
39
2. 机器的工作过程对推杆运动有要求,则应严格按工作 要求的运动规律来设计凸轮廓线。如刀架进给凸轮。
设计:凸轮轮廓曲线。
ω
r0
o
44
μs=( )mm/mm
8’ 9’
7’
11’
5’ 3’
1’
12’
13’ 14’
12 345 67 8 9 11 13 15
μφ=( )°/mm
取适当的比例尺μl=μs
-ω ω
15
o
45
设计步骤:
① 按给定从动件的运动规律绘制从动件的位移线图。 ② 确定从动件尖底的初始位置。 ③ 确定导路在反转过程中的一系列位置。 ④ 确定尖底在反转过程中的一系列位置。 ⑤ 绘制凸轮廓线。
偏置尖底直动从动件盘形
凸轮机构
20
9.从动件的运动线图
从动件的运动规律——从动件 的位移、速度和加速度与时间 或凸轮转角间的关系。
位移方程 s = f(φ)
速度方程
v
ds dt
ds d
d dt
ds d
加速度方程
a
d
2 s
dt 2
dv dt
dv d
d dt
2
d
2 s
d 2
21
M s1 M1
M’ s1
第一节 凸轮机构的类型
一、凸轮机构的组成
内 燃 机 的 配 气 凸 轮 机 构
1
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的角速度围绕凸轮原来的转动轴
线转动;
e
• 从动件一方面随机架转动,另一
从动件尖底的运动轨迹就是
方面又按照给定的运动规律相对
凸轮的轮廓曲线
机架作往复运动。
工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题 6
尖底移动从动件盘型凸轮 图解法设计
S
s
位移线图
(Displacement diagram)
升-停-回-停
BC
凸轮轮廓曲线 决定了从动件的 运动规律
o
B
D 2
S
S
e
C 推程运动角 远休止角
回程运动角 近休止角
Cam angle Cam angle
Cam angle Cam angle
D
for rise
for outer dwell for return for inner dwell
凸轮的基圆
Base circle 该位置为初始位置 (Initial position)
4
工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
(二)平面凸轮轮廓的图解法设计
• 已知:
– 从动件的运动规律
• 位移线图 (Displacement diagram),s =f()
1 2
O1
3
4(料斗) 11(上冲头)
12
型腔
1. 凸轮1转动,移动料斗4至型腔上方,并使 料斗振动,将粉料装入型腔。
5(下冲头)
2. 凸轮6转动使下冲头5下沉,以防止上冲头 11下压时将型腔内粉料抖出。
3. 上、下冲头对粉料加压,并保压一定时间。
4. 上冲头退出,下冲头顶出药片
O2 6
2
工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
• 图解法设计凸轮步骤
位移线图→初始位置→反转导路线→从动件尖底运动轨迹
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工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法—尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
(五)【作业与思考】
1、如果尖底从动件(knife-edge follower )改为滚子从动件 (roller follower),凸轮轮廓曲线怎么设计? 2、图解法设计凸轮轮廓的不足之处是什么?
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工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
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1
机架3 Frame
3
工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
(一)知识点:
一.凸轮机构及其应用
行程
hs
A
rb
二.凸轮机构的工作原理
尖底移动从动件盘形凸轮机构
Kinfe-edge translating follower cam
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工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
(四)总结:
• 反转法原理
给凸轮机构加上一个与凸轮角速度大小相等、方向相反的公 共角速度(- ),凸轮将处于静止状态;机架(从动件的导路) 则以( - )的角速度围绕凸轮原来的转动轴线转动;而从动件一 方面随机架转动,另一方面又按照给定的运动规律相对机架作往复 运动。从动件尖底的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。
(2)按基本尺寸作出凸轮机构的初始位置 (Initial position);
(3)按- 方向划分偏距圆得 c0、c1、c2等点; 并过这 些点作偏距圆的切线(Tangent line), 即为反转导路线;
(4)在各反转导路线上量取与位移线图相应的位移, 得B1、B2、B10等点,即为凸轮轮廓上的点。
(一)知识点:
一.凸轮机构的组成及其应用
1. 凸轮机构:由凸轮、从动件和机架组成。 2. 凸轮通常做连续等速转动;从动杆按预定运动规律(Law of motion)
作间歇(或连续)直线往复移动或摆动。
移动从动件2
Translating follower
机架3 Frame
1ห้องสมุดไป่ตู้
摆动从动件2
Oscillating follower
– 凸轮机构的基本尺寸
• 基圆半径(radius of base circle)rb • 偏距(offset distance)e,
– 凸轮转向(direction of rotation)
求: 平面凸轮的轮廓曲线 (Cam profile)
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工程案例--凸轮机构分类--工作原理--凸轮设计条件--反转法--尖底移动从动件凸轮设计--总结--思考题
凸轮机构 Cam Mechanism
平面凸轮轮廓的图解法设计
The Graphical Cam Profile Design
自动化学院 测控技术与仪器专业
1
粉料压片机机构系统图
Powder pressing machine system diagram
生产能力:3500-4000片/h
9
8 10
7
S6 S7
-
S1 S2
o
h
S102
1 2 3 4 5 6 7 8 910
180º
60º 120º
B9
B10
B8 B7
c7rbc8 c660ºO
c9B0 120º c10
e c0
c5 c4 18c03ºc2c1
B1 B2 B3
B4
B6
B5
(1)按已设计好的运动规律作出位移线图 (Displacement diagram);
•(三)反转法原理 (Principle of Inversion Method)
-
s
假想给正在运动着的整个凸 轮机构加上一个与凸轮角速度
大小相等、方向相反的公共角速
度(- ),
-
• 各构件的相对运动关系不改变;
B1
s
rb
B0
B
o
S
• 原来以角速度转动的凸轮将处
2
于静止状态;
• 机架(从动件导路)则以( - )