《Ch凸輪機構》課件概述本課件介紹凸輪機構的基本原理、分類、設計方法以及應用。凸輪機構是一種廣泛應用于機械傳動系統(tǒng)中的重要機構，它通過凸輪和從動件的相對運動實現(xiàn)機械運動的轉(zhuǎn)換。WDCh凸輪機構的定義機械傳動機構Ch凸輪機構是一種常用的機械傳動機構，用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復直線運動或其他復雜運動。凸輪Ch凸輪機構的核心部件是凸輪，它是一個具有特定形狀的旋轉(zhuǎn)部件，用于控制從動件的運動。從動件從動件是跟隨凸輪運動的部件，通常通過滾子或滑塊與凸輪接觸，并執(zhí)行所需的運動。Ch凸輪機構的特點結構緊湊凸輪機構通常具有緊湊的結構，可以節(jié)省空間，適用于狹小空間。運動靈活凸輪機構可以實現(xiàn)多種運動軌跡，例如直線運動、旋轉(zhuǎn)運動、復雜曲線運動等?？蓪崿F(xiàn)復雜運動凸輪機構能夠?qū)崿F(xiàn)多種復雜的運動規(guī)律，滿足自動化設備的特殊需求。Ch凸輪機構的分類按凸輪形狀分類按凸輪形狀分類可分為圓柱凸輪、盤形凸輪、球面凸輪等，其中圓柱凸輪應用最廣泛。不同的凸輪形狀可實現(xiàn)不同的運動規(guī)律。按從動件運動軌跡分類按從動件運動軌跡分類可分為平面凸輪機構、空間凸輪機構，平面凸輪機構的凸輪和從動件都在同一平面上運動，而空間凸輪機構的凸輪和從動件則在不同的平面上運動。圓柱面凸輪機構圓柱面凸輪機構是指凸輪輪廓為圓柱面的凸輪機構。凸輪輪廓為圓柱面，軸線平行于從動件運動方向。圓柱面凸輪機構的特點是結構簡單，制造方便，但其應用范圍相對較窄。平面凸輪機構平面凸輪機構是指凸輪和從動件均在同一平面內(nèi)運動的機構。凸輪機構的運動形式多樣，可實現(xiàn)多種運動規(guī)律，廣泛應用于各種機械中。常見的平面凸輪機構包括盤形凸輪機構、槽輪凸輪機構等。平面凸輪機構的優(yōu)點是結構簡單、制造方便、成本低廉。但其缺點是運動精度較低，易產(chǎn)生噪聲，并且只能實現(xiàn)平面運動?？臻g凸輪機構復雜運動空間凸輪機構可以實現(xiàn)更復雜的三維運動，例如旋轉(zhuǎn)、平移和傾斜。廣泛應用空間凸輪機構廣泛應用于航空航天、機器人和自動化設備等領域。設計挑戰(zhàn)空間凸輪機構的設計相對復雜，需要考慮三維空間的運動學和動力學。凸輪機構的基本要素11.凸輪凸輪是機構的核心部件，它是一個形狀不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)體或擺動體，通常由金屬材料制成。22.隨動件隨動件是機構中被凸輪驅(qū)動運動的零件，通常通過滾動接觸或滑動接觸與凸輪配合。33.機架機架是凸輪機構的固定部分，通常是機床的底座或其他固定裝置。44.傳動件傳動件是將動力傳遞到凸輪機構的零件，可以是電機、液壓馬達等。凸輪機構的參數(shù)選取凸輪廓線凸輪機構的參數(shù)選取，首先要確定凸輪廓線，這將決定機構的運動規(guī)律和尺寸。運動規(guī)律其次，要確定從動件的運動規(guī)律，例如等速運動、勻加速運動等。這將影響凸輪的形狀和尺寸。尺寸參數(shù)最后，要確定凸輪機構的尺寸參數(shù)，包括凸輪半徑、從動件尺寸等。這些參數(shù)將影響機構的尺寸和運動精度。凸輪曲線的幾何設計1確定運動規(guī)律根據(jù)機構要求確定從動件運動規(guī)律2選定凸輪型線選擇合適的凸輪型線，例如正弦曲線或圓弧曲線3計算凸輪輪廓根據(jù)運動規(guī)律和型線方程，計算凸輪輪廓點坐標4繪制凸輪圖形根據(jù)計算出的坐標，繪制凸輪輪廓圖正凸輪機構定義正凸輪機構指凸輪的輪廓線與從動件運動方向一致，并沿此方向發(fā)生位移，從而帶動從動件運動。特點正凸輪機構結構簡單，易于設計和加工，但從動件的運動規(guī)律受凸輪輪廓線的限制，通常不能實現(xiàn)復雜運動規(guī)律。負凸輪機構11.凸輪廓線形狀負凸輪機構凸輪廓線外側(cè)為凹形，凸輪旋轉(zhuǎn)時，從動件沿凸輪廓線內(nèi)側(cè)滑動。22.壓力角變化負凸輪機構的壓力角隨凸輪旋轉(zhuǎn)角度而變化，在凸輪輪廓線外側(cè)，壓力角較大。33.優(yōu)缺點負凸輪機構結構緊湊，傳動平穩(wěn)，但加工難度較大，成本較高。44.應用場景負凸輪機構常用于需要較大壓力角，且要求傳動平穩(wěn)的場合，例如精密機械、自動化設備等。漸開線型凸輪定義漸開線型凸輪是一種常見的凸輪機構類型，其凸輪廓線是由一條漸開線形成的。漸開線型凸輪機構通常用于需要精確的運動控制和較高的效率的應用中。優(yōu)點漸開線型凸輪具有以下優(yōu)點：滾子與凸輪之間滾動接觸，摩擦力小，效率高。凸輪曲線設計靈活，易于實現(xiàn)各種運動規(guī)律。應用漸開線型凸輪在各種機械設備中都有應用，例如：機床、印刷機、包裝機等。此外，漸開線型凸輪也用于自動控制系統(tǒng)中，以實現(xiàn)精確的運動控制。最大垂直力曲線最大垂直力曲線展示了凸輪機構運動過程中，從動件受到的最大垂直力隨凸輪轉(zhuǎn)角的變化關系。通過分析最大垂直力曲線，可以了解凸輪機構在工作過程中的受力情況，為凸輪機構的設計和選擇提供參考。最大垂直力比較分析類型最大垂直力特點正凸輪機構較大運動精度高，結構緊湊負凸輪機構較小運動精度低，結構復雜漸開線型凸輪中等運動精度中等，結構簡單速度分析凸輪機構速度分析是研究從動件速度變化規(guī)律的過程。該過程可通過微分幾何方法進行分析，計算出從動件的線速度和角速度。速度分析對于優(yōu)化凸輪機構的運動特性至關重要，例如確保從動件在特定位置獲得所需的速度。1瞬時速度2平均速度3最大速度加速度分析凸輪機構的加速度分析是重要的環(huán)節(jié)。通過分析可以了解從動件的運動規(guī)律，以及機構運行過程中的動態(tài)特性。0.5最大加速度1最小加速度10變化規(guī)律動力分析凸輪機構的動力分析主要研究機構的運動規(guī)律和受力情況。分析方法包括：速度分析、加速度分析、力和功率分析。動力分析可以幫助我們了解機構的工作效率，優(yōu)化機構的設計，提高其運行可靠性和安全性。材料選擇金屬材料耐磨性強、強度高、剛度好，應用廣泛，常見材料包括鋼、鑄鐵、銅合金等。塑料材料成本低、耐腐蝕、加工方便，適合制作輕便、耐磨的凸輪機構。橡膠材料緩沖性能好、減振效果顯著，常用于制備凸輪機構中的緩沖塊，減輕運動部件的沖擊。工藝流程1設計階段根據(jù)應用場景和功能需求，設計凸輪輪廓，確定尺寸參數(shù)，并進行力學分析。2加工階段采用精密加工設備，對凸輪、從動件等零部件進行加工，確保尺寸精度和表面質(zhì)量。3裝配調(diào)試將加工完成的零部件組裝成凸輪機構，進行調(diào)試，確保運動精度和運行穩(wěn)定性。裝配與調(diào)試準備工作首先，確保所有組件已按照圖紙加工完成，并且沒有損壞或缺失。接下來，清潔所有組件，去除表面灰塵和油污，避免影響裝配精度。裝配過程根據(jù)裝配圖紙，將各組件按順序安裝到位，確保每個組件的連接緊固可靠。在裝配過程中，注意對齊精度，避免產(chǎn)生裝配誤差。調(diào)試步驟裝配完成后，進行調(diào)試，檢查凸輪機構的運動是否符合設計要求，并調(diào)整相關參數(shù)，直至達到預期效果。性能測試調(diào)試完成后，進行性能測試，驗證凸輪機構的運動精度、穩(wěn)定性和可靠性，并記錄測試結果，為后續(xù)改進提供參考。常見故障及維修凸輪磨損凸輪磨損會影響運動規(guī)律，產(chǎn)生噪聲，甚至導致運動失效。更換新凸輪或進行修復。從動件磨損從動件磨損會導致運動不精確，甚至產(chǎn)生卡死現(xiàn)象。更換從動件或進行修復。應用案例1凸輪機構廣泛應用于自動化領域。例如，自動門開啟器就是一個典型的應用案例。凸輪機構通過精確的運動控制，實現(xiàn)門的平穩(wěn)開啟和關閉，提高了安全性，也節(jié)省了人力成本。應用案例2自動包裝機是一種常見應用。凸輪機構用于控制包裝機的送料、封口、切割等動作。凸輪機構的精確運動保證了包裝產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。凸輪機構可以根據(jù)包裝產(chǎn)品的尺寸和形狀進行設計，實現(xiàn)各種復雜的包裝動作。應用案例3凸輪機構在包裝機械中的應用非常廣泛，例如包裝盒的封口、標簽的粘貼、產(chǎn)品的輸送等等。凸輪機構可以根據(jù)不同的包裝要求，設計不同的運動軌跡，實現(xiàn)精確的控制。通過凸輪機構，可以實現(xiàn)包裝機械的高效、準確、穩(wěn)定的工作，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。應用案例4包裝行業(yè)凸輪機構廣泛用于包裝機械，例如自動包裝機。發(fā)動機設計凸輪機構在發(fā)動機中控制氣門開閉，提高效率。工業(yè)自動化凸輪機構應用于機械臂，提供精確的運動控制。應用案例5在汽車發(fā)動機中，凸輪軸是關鍵部件之一。它通過控制氣門的開啟和關閉來調(diào)節(jié)氣門的進排氣時間，進而影響發(fā)動機的性能。凸輪軸的形狀決定了發(fā)動機的工作特性，例如動力、燃油經(jīng)濟性和排放。不同型號的汽車發(fā)動機使用不同的凸輪軸，以滿足不同的性能需求。凸輪軸的制造和設計對汽車發(fā)動機的性能至關重要。凸輪軸的材料、加工精度和表面處理都影響著發(fā)動機的壽命和可靠性。本課程的主要收獲深入了解凸輪機構學習了凸輪機構的分類、特點、設計方法和應用案例，掌握了凸輪機構的基本知識和應用技巧。提升設計