凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)(8學(xué)時(shí))(精)(已修改)
2025-07-11 21:38 本頁面
【正文】 第四章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）一、教學(xué)目的和教學(xué)要求 教學(xué)目的：使學(xué)生掌握凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，并能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)。 教學(xué)要求1）了解凸輪機(jī)構(gòu)的分類和應(yīng)用2）了解推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇原則。由于現(xiàn)代機(jī)器的速度提高，幾種常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已不能滿足實(shí)際工作需要，因此，除常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律外，應(yīng)簡單介紹一些改進(jìn)型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3）掌握在確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸時(shí)應(yīng)考慮的主要問題（包括壓力角對尺寸的影響，壓力角對凸輪受力狀況、效率和自鎖的影響）4）能根據(jù)選定的凸輪類型和推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以解析法為主。二、本章重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)推桿常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則；凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程的分析；凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)；凸輪機(jī)構(gòu)壓力角與機(jī)構(gòu)基本尺寸的關(guān)系。難點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法凸輪設(shè)計(jì)的基本方法是反轉(zhuǎn)法，所依據(jù)的是相對運(yùn)動(dòng)原理。其求解的關(guān)鍵是確定推桿在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中其尖頂?shù)奈恢?。確定時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）要注意推桿反轉(zhuǎn)方向。先要明確凸輪的實(shí)際轉(zhuǎn)向，然后在圖上用箭頭及“－”標(biāo)出推桿的反轉(zhuǎn)方向，以避免搞錯(cuò)反轉(zhuǎn)方向。2）要正確確定推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中占據(jù)的位置。推桿反轉(zhuǎn)前后兩位置線的夾角應(yīng)等于凸輪的轉(zhuǎn)角。3）要正確確定推桿的位移s。推桿在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中，對應(yīng)的位移量s應(yīng)在對應(yīng)的反轉(zhuǎn)位置上從基圓上開始向外量取。凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析方法反轉(zhuǎn)法不僅是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法，而且是凸輪機(jī)構(gòu)分析常用的方法。凸輪機(jī)構(gòu)分析常涉及的問題，如給定一凸輪機(jī)構(gòu)，即已知凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸及其位置、凸輪角速度大小及方向，求解推程角、遠(yuǎn)休止角、回程角、近休止角以及推桿行程h；或求解當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過某一個(gè)角時(shí)，推桿所產(chǎn)生的相應(yīng)位移s、速度v等運(yùn)動(dòng)參數(shù)及凸輪與從動(dòng)件在該位置接觸時(shí)的壓力角等。這時(shí)，如果讓凸輪轉(zhuǎn)過角后來求解，顯然是很不方便的。即利用反轉(zhuǎn)法求解，這實(shí)際上與凸輪設(shè)計(jì)的反轉(zhuǎn)法原理相同。三、教學(xué)過程思路（一）、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用與分類先舉幾個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用的例子，并用動(dòng)畫指出什么是凸輪機(jī)構(gòu)，說明凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動(dòng)桿和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。然后與連桿機(jī)構(gòu)比較，說明凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計(jì)容易，且能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但因凸輪與推桿之間是點(diǎn)線接觸，故在受力不大的控制機(jī)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。在講述按凸輪形狀分類時(shí)，應(yīng)指出：盤形凸輪、移動(dòng)凸輪、圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系（即移動(dòng)凸輪可看作回轉(zhuǎn)軸心在無窮遠(yuǎn)的盤形凸輪機(jī)構(gòu)，而把移動(dòng)凸輪卷成一圓筒則為圓柱凸輪）講述推桿型式分類時(shí)，應(yīng)說明尖頂推桿雖然容易磨損，在生產(chǎn)實(shí)際中很少應(yīng)用，但可把尖頂作為中心，加一圓滾子，即得到滾子推桿，并由此說明理論廓線與實(shí)際廓線的概念，同時(shí)說明尖頂推桿凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是其它形式的凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。應(yīng)該說明各種推桿的運(yùn)動(dòng)形式既可以是往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，也可以是往復(fù)擺動(dòng)。直動(dòng)推桿還可以是對心式的或偏置式，由此將不同形式的推桿和不同形式的凸輪組合起來就可以得到各種不同類型的凸輪機(jī)構(gòu)。這樣講述，不僅可以使學(xué)生了解不同形式的凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用的場合，還可使學(xué)生掌握各種凸輪機(jī)構(gòu)命名的一般規(guī)律。保持推桿與凸輪始終接觸的方法分類，只需作簡單介紹，但應(yīng)使學(xué)生知道等寬、等徑和共軛凸輪機(jī)構(gòu)等。（二）推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其特性在講述推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律之前，應(yīng)該講清楚凸輪機(jī)構(gòu)中有關(guān)的名詞和術(shù)語，務(wù)必使學(xué)生建立起推桿與凸輪之間的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，明確推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角或時(shí)間之間的坐標(biāo)關(guān)系。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指推桿在運(yùn)動(dòng)過程中，其位移、速度、加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。由于凸輪一般以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，故其轉(zhuǎn)角與時(shí)間成正比。所以推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律更常表示為凸輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系。對心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)對于推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，著重掌握以下三點(diǎn)：（1）、常用的四種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度及加速度線圖，以及曲線變化情況；（2）、各運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)，如及值的大小，哪些運(yùn)動(dòng)規(guī)律存在剛性沖擊，哪些運(yùn)動(dòng)規(guī)律存在柔性沖擊，以及它們發(fā)生的位置等；（3）、各運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用的場合，并初步掌握運(yùn)動(dòng)規(guī)律選擇的原則。最后簡要介紹一下改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)規(guī)律。只需介紹改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)規(guī)律一般可通過采用多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合和采用多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律來得到，特別是多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律有多次連續(xù)求導(dǎo)后仍是連續(xù)函數(shù)的特點(diǎn)。因此，高速凸輪機(jī)構(gòu)最宜采用這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后可介紹其運(yùn)動(dòng)方程的建立方法。（三）、凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)由于凸輪機(jī)構(gòu)的類型多，內(nèi)容復(fù)雜，講授時(shí)要注意突出重點(diǎn)，考慮以下幾方面： 第一、應(yīng)以滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)和平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)為主，講深講透。 第二、滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)有直動(dòng)桿和擺動(dòng)桿兩種，在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用較多，因此都要講到。但因其輪廓曲線設(shè)計(jì)方法是相同的，故應(yīng)著重講授直動(dòng)推桿盤形凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)。 第三、滾
物理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1