模塊一機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)項(xiàng)目三凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)一

凸輪機(jī)構(gòu)任務(wù)二凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法任務(wù)三間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)凸輪與從動(dòng)件間的接觸來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是一種常見(jiàn)的高副機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與凸輪的輪廓曲線(xiàn)有直接的關(guān)系，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€(xiàn)，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪動(dòng)畫(huà)任務(wù)一

凸輪機(jī)構(gòu)

一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：配氣機(jī)構(gòu)自動(dòng)車(chē)床上的走刀機(jī)構(gòu)二、組成：凸輪，從動(dòng)件，機(jī)架三、作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的移動(dòng)或擺動(dòng)四、特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，容易設(shè)計(jì)；

(2)高副接觸，易磨損。五、應(yīng)用：適用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)六、凸輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型1、按凸輪的形狀和運(yùn)動(dòng)分類(lèi)(1)、盤(pán)形回轉(zhuǎn)凸輪(2)平板移動(dòng)凸輪

(3)、圓柱回轉(zhuǎn)凸輪

2、按從動(dòng)件的形狀分類(lèi)(1)、尖頂從動(dòng)件(2)、滾子從動(dòng)件(3)、平底從動(dòng)件

3、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式擺動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件4、按鎖合方式的不同力鎖合凸輪，如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；形鎖合凸輪，如溝槽凸輪、等徑及等寬凸輪、共軛凸輪等。內(nèi)燃機(jī)七、常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程★基圓：以凸輪最小向徑r0所作的圓，r0稱(chēng)為凸輪的基圓半徑?！锿瞥?、推程運(yùn)動(dòng)角：★從動(dòng)件與凸輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系：從動(dòng)件的位移線(xiàn)圖：橫坐標(biāo)代表凸輪轉(zhuǎn)角，縱坐標(biāo)代表從動(dòng)件位移量?！镞h(yuǎn)休止、遠(yuǎn)休止角：★回程、回程運(yùn)動(dòng)角：★近休止、近休止角：★行程：h★位移：s=r-r0

運(yùn)動(dòng)特性：從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)因速度有突變，在理論上加速度值為瞬時(shí)無(wú)窮大，使從動(dòng)件產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，這種沖擊稱(chēng)為剛性沖擊。推程運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖：適用場(chǎng)合：低速、輕載。2、常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在運(yùn)行過(guò)程中速度為常數(shù)，

運(yùn)動(dòng)特性：從動(dòng)件在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)加速度有突變，因而從動(dòng)件的慣性力也將有突變，由此而引起的沖擊稱(chēng)為柔性沖擊。

適用場(chǎng)合：中速、輕載。2）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律

從動(dòng)件的前半行程等加速，后半行程等減速，兩次的加速度大小相等，方向相反。位移線(xiàn)圖的繪制中標(biāo)序號(hào)：縱向：沿從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向標(biāo)注橫向：沿凸輪轉(zhuǎn)角從小到大標(biāo)注凸輪轉(zhuǎn)角0°~90°90°~150°150°~270°270°~360°從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)等速上升10cm不動(dòng)等加速等減速下降至原位不動(dòng)例：設(shè)凸輪以等角速度w逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件與凸輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下：試?yán)L制從動(dòng)件的位移線(xiàn)圖。解：1）繪制直角坐標(biāo)系，在x軸上取合適長(zhǎng)度表示360°角，并在x軸上按比例找到90°、150°、270°的位置，過(guò)對(duì)應(yīng)的位置作垂線(xiàn)；2）作10cm的比例線(xiàn)段，然后在y軸上取對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，然后作水平線(xiàn)；3）在對(duì)應(yīng)的位置按照從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移線(xiàn)圖的作法依次作圖即可。任務(wù)二用圖解法設(shè)計(jì)盤(pán)形凸輪輪設(shè)計(jì)方法：圖解法，解析法一、圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)

假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度ω,凸輪：相對(duì)靜止不動(dòng)從動(dòng)件：一方面隨導(dǎo)軌以ω繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動(dòng)。從動(dòng)件尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲線(xiàn)。(一)圖解法的原理反轉(zhuǎn)法1、對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)①.選取適當(dāng)?shù)谋壤?huà)出從動(dòng)件的位移線(xiàn)圖，并將推程和回程運(yùn)動(dòng)角若干等分；②.按相同的比例作基圓，并按①的要求在基圓上找出對(duì)應(yīng)的分點(diǎn)；③利用反轉(zhuǎn)法在基圓相應(yīng)的方向上量取對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度，④將各線(xiàn)段的端點(diǎn)用平滑的曲線(xiàn)連接，即得凸輪外廓形狀。(二)反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓的方法和步驟例：設(shè)凸輪以等角速度w逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件與凸輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下：凸輪基圓半徑rb=10cm，試設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線(xiàn)。凸輪轉(zhuǎn)角0°~90°90°~150°150°~270°270°~360°從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)等速上升10cm不動(dòng)等加速等減速下降至原位不動(dòng)作圖方法：1）根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作位移線(xiàn)圖，如圖所示，2）將位移線(xiàn)圖的推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角若干等分，并過(guò)所有的分點(diǎn)作垂線(xiàn)；3）按比例作基圓，在基圓內(nèi)按凸輪轉(zhuǎn)向的反方向劃分推程運(yùn)動(dòng)角、遠(yuǎn)休止角、回程運(yùn)動(dòng)角和近休止角，并將推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角按與2）中相同的份數(shù)等分，過(guò)對(duì)應(yīng)的分點(diǎn)作射線(xiàn)，然后在射線(xiàn)上從基圓向外依次量取對(duì)應(yīng)角處的位移，得到一系列的點(diǎn)，最后用平滑的曲線(xiàn)將點(diǎn)相連即得凸輪輪廓。2、對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)

已知條件:凸輪的基圓半徑為rb,滾子半徑rT,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線(xiàn)。作圖方法：1）先按尖頂從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的繪圖方法繪制凸輪的理論輪廓曲線(xiàn)；2）以理論輪廓曲線(xiàn)上的點(diǎn)為圓心，以滾子半徑為半徑作若干小圓；3）作這許多小圓的內(nèi)公切線(xiàn)，即為凸輪的實(shí)際輪廓曲線(xiàn)。

滾子與凸輪輪廓之間是滾動(dòng)摩擦，可以減少磨損，所以滾子從動(dòng)件是凸輪機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的一種從動(dòng)件。從減小凸輪與從動(dòng)件之間的接觸應(yīng)力來(lái)看，滾子半徑愈大愈好，但是必須注意，滾子半徑增大后，對(duì)凸輪實(shí)際輪廓曲線(xiàn)有很大影響。三、凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題1、滾子半徑變尖交叉rT過(guò)大，實(shí)際廓線(xiàn)會(huì)變尖或交叉，引起運(yùn)動(dòng)失真；rT過(guò)小，滾子及滾子銷(xiāo)的強(qiáng)度會(huì)不夠。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可取滾子半徑rT=（0.1~0.5）rb。滾子半徑的選擇光滑2、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角

壓力角a越大，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能就越差，傳動(dòng)效率就越低。當(dāng)壓力角a增大到一定程度時(shí)，無(wú)論凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖。所以從傳動(dòng)效率的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，壓力角越小越好。(1)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角定義及壓力角與凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特性的關(guān)系

凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角是指在不計(jì)摩擦的情況下，高副接觸點(diǎn)的法向力方向與從動(dòng)件上力作用點(diǎn)的線(xiàn)速度方向之間所夾的銳角，用a表示。壓力角大小是衡量凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要參數(shù)之一。(2)壓力角與機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系

由圖可知，壓力角越大，則其基圓半徑越小，相應(yīng)機(jī)構(gòu)尺寸也越小。所以，從機(jī)構(gòu)尺寸緊湊的觀(guān)點(diǎn)看，壓力角大些好。(3)許用壓力角

一般情況下，既要求凸輪機(jī)構(gòu)有較高的傳動(dòng)效率，又要求其機(jī)構(gòu)尺寸緊湊。因此，壓力角不能過(guò)大，也不能太小，應(yīng)有一許用值，用[a]表示。通常要求amax≤[a]。一般工程中推薦的許用值：推程：移動(dòng)從動(dòng)件[a]=30o；擺動(dòng)從動(dòng)件[a]=45o?；爻蹋和ǔ２粫?huì)引起自鎖問(wèn)題，但為了使從動(dòng)件不至產(chǎn)生過(guò)大的加速度從而引起不良后果，[a]=70o~80o。3、凸輪基圓半徑的確定

rb越大，a越小，凸輪機(jī)構(gòu)傳力性能越好，但機(jī)構(gòu)不緊湊。d為安裝凸輪處的軸徑凸輪基圓半徑rb減小，壓力角a就增大，若超過(guò)許用壓力角，機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率降低，甚至發(fā)生自鎖。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概念:

能夠?qū)⒅鲃?dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)和停歇的機(jī)構(gòu)，稱(chēng)為間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。類(lèi)型：1.棘輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件往復(fù)擺動(dòng)，從動(dòng)件間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。2.槽輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。3.不完全齒輪機(jī)構(gòu)：主動(dòng)件連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)用：

間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、步進(jìn)機(jī)構(gòu)、計(jì)數(shù)裝置和許多復(fù)雜的輕工機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用。任務(wù)三間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一、棘輪機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)主要由棘輪、主動(dòng)搖桿、驅(qū)動(dòng)棘爪、制動(dòng)爪和機(jī)架組成。彈簧使制動(dòng)爪和棘輪保持接觸。

1、棘輪機(jī)構(gòu)的工作原理、基本類(lèi)型和應(yīng)用

工作原理：

當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)爪推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)；搖桿順時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪在棘輪上滑過(guò)，制動(dòng)爪使棘輪靜止不動(dòng)。齒嚙式棘輪機(jī)構(gòu)摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)特點(diǎn)靠摩擦力傳動(dòng)，棘輪轉(zhuǎn)角可作無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲。適合于低速輕載對(duì)傳動(dòng)精度要求不高的場(chǎng)合。2、棘輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型外嚙合內(nèi)嚙合雙動(dòng)式可變向特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，運(yùn)動(dòng)可靠。棘輪的轉(zhuǎn)角在很大范圍內(nèi)可調(diào)。有較大的沖擊和噪聲、運(yùn)動(dòng)精度不高，常用于低速場(chǎng)合，及超越離合器、防逆轉(zhuǎn)器中。外摩擦內(nèi)摩擦滾柱式3、棘輪機(jī)構(gòu)的功能1）送進(jìn)和輸送牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)2）制動(dòng)

4、棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)搖桿擺動(dòng)角度的大小，控制棘輪的轉(zhuǎn)角用遮板調(diào)節(jié)棘輪轉(zhuǎn)角

齒式棘輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可靠，從動(dòng)棘輪容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)節(jié)，但是有噪聲、沖擊，輪齒易摩損，高速時(shí)尤其嚴(yán)重，常用于低速、輕載的間歇傳動(dòng)。二、槽輪機(jī)構(gòu)2、槽輪機(jī)構(gòu)的工作原理

當(dāng)撥盤(pán)上的圓柱銷(xiāo)沒(méi)有進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，槽輪的內(nèi)凹鎖止弧面被撥盤(pán)上的外凸鎖止弧面卡住，槽輪靜止不動(dòng)。當(dāng)圓柱銷(xiāo)進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，鎖止弧面被松開(kāi)，則圓柱銷(xiāo)驅(qū)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)撥盤(pán)上的圓柱銷(xiāo)離開(kāi)徑向槽時(shí)，下一個(gè)鎖止弧面又被卡住，槽輪又靜止不動(dòng)。由此將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)槽輪的間歇運(yùn)動(dòng)。

1、組成：由具有圓柱銷(xiāo)的主動(dòng)銷(xiāo)輪、具有直槽的從動(dòng)槽輪及機(jī)架組成。

2、槽輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用

優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、效率高，比較平穩(wěn)。

缺點(diǎn)

圓