凸輪機構(gòu)及其設(shè)計(8學(xué)時)(精)-全文預(yù)覽
【正文】 緊湊和改善受力的觀點來看，基圓半徑確定的原則是：在保證的條件下，應(yīng)使基圓半徑盡可能小。（2）基圓半徑的確定。又由圖中直角三角形BCP可知，凸輪機構(gòu)的壓力角與基圓半徑和偏距e之間的關(guān)系為 （51）式中s為凸輪轉(zhuǎn)過角度時，推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移，e為偏距，為基圓半徑，為推桿位移對的導(dǎo)數(shù)。在實際生產(chǎn)中，為了提高機械效率和改善受力情況，通常規(guī)定了凸輪機構(gòu)的最大壓力角，為許用壓力角，其值遠(yuǎn)小于臨界壓力角。（1）凸輪機構(gòu)壓力角與受力的關(guān)系：壓力角是影響凸輪機構(gòu)受力情況的一個重要參數(shù)。使學(xué)生能較全面地掌握一般凸輪機構(gòu)各基本尺寸的選擇問題。（2）、根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，求出推桿反轉(zhuǎn)角時其滾子中心B點的坐標(biāo)方程式，即為凸輪理論廓線方程式。用解析法設(shè)計凸輪輪廓線用解析法設(shè)計凸輪輪廓線的關(guān)鍵是根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理建立凸輪理論廓線和工作廓線的方程式。（2）、其他類型凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓線設(shè)計特點① 偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓線的設(shè)計特點為：首先根據(jù)已知的偏距e作出偏距圓；其推桿在反轉(zhuǎn)運動中依次所占據(jù)的各位置不再是過凸輪軸心的徑向線，而始終是偏距圓的切線；推桿的位移則是沿著這些切線，并從基圓上開始向外量取。這時凸輪將靜止不動，而推桿一方面隨機架相對凸輪以角速度反轉(zhuǎn)運動，另一方面又以原有的運動規(guī)律（即）相對于機架運動。凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理凸輪輪廓曲線設(shè)計方法有圖解法和解析法。 第二、滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)有直動桿和擺動桿兩種，在生產(chǎn)實際中應(yīng)用較多，因此都要講到。最后簡要介紹一下改進型運動規(guī)律。推桿的運動規(guī)律是指推桿在運動過程中，其位移、速度、加速度隨時間的變化規(guī)律。直動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構(gòu)。三、教學(xué)過程思路（一）、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用與分類先舉幾個凸輪機構(gòu)應(yīng)用的例子，并用動畫指出什么是凸輪機構(gòu)，說明凸輪機構(gòu)是由凸輪、從動桿和機架三個構(gòu)件組成的高副機構(gòu)。凸輪機構(gòu)的運動分析方法反轉(zhuǎn)法不僅是凸輪機構(gòu)設(shè)計的基本方法，而且是凸輪機構(gòu)分析常用的方法。2）要正確確定推桿在反轉(zhuǎn)運動中占據(jù)的位置。難點凸輪機構(gòu)設(shè)計的基本方法凸輪設(shè)計的基本方法是反轉(zhuǎn)法，所依據(jù)的是相對運動原理。由于現(xiàn)代機器的速度提高，幾種常用的運動規(guī)律已不能滿足實際工作需要，因此，除常用運動規(guī)律外，應(yīng)簡單介紹一些改進型的運動規(guī)律。 教學(xué)要求1）了解凸輪機構(gòu)的分類和應(yīng)用2）了解推桿常用的運動規(guī)律及推桿運動規(guī)律的選擇原則。二、本章重點教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)難點重點推桿常用運動規(guī)律的特點及其選擇原則；凸輪機構(gòu)運動過程的分析；凸輪輪廓曲線的設(shè)計；凸輪機構(gòu)壓力角與機構(gòu)基本尺寸的關(guān)系。先要明確凸輪的實際轉(zhuǎn)向，然后在圖上用箭頭及“－”標(biāo)出推桿的反轉(zhuǎn)方向，以避免搞錯反轉(zhuǎn)方向。推桿在復(fù)合運動中，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。即利用反轉(zhuǎn)法求解，這實際上與凸輪設(shè)計的反轉(zhuǎn)法原理相同。應(yīng)該說明各種推桿的運動形式既可以是往復(fù)直線運動，也可以是往復(fù)擺動。（二）推桿運動規(guī)律及其特性在講述推桿運動規(guī)律之前，應(yīng)該講清楚凸輪機構(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動關(guān)系，明確推桿位移與凸輪轉(zhuǎn)角或時間之間的坐標(biāo)關(guān)系。對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)對于推桿的運動規(guī)律，著重掌握以下三點：（1）、常用的四種運動規(guī)律的位移、速度及加速度線圖，以及曲線變化情況；（2）、各運動規(guī)律的特點，如及值的大小，哪些運動規(guī)律存在剛性沖擊，哪些運動規(guī)律存在柔性沖擊，以及它們發(fā)生的位置等；（3）、各運動規(guī)律適用的場合，并初步掌握運動規(guī)律選擇的原則。（三）、凸輪輪廓曲線的設(shè)計由于凸輪機構(gòu)的類型多，內(nèi)容復(fù)雜，講授時要注意突出重點，考慮以下幾方面： 第一、應(yīng)以滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)和平底推桿盤形凸輪機構(gòu)為主，講深講透。 第四、由于凸輪輪廓曲線設(shè)計的基本方法是根據(jù)“反轉(zhuǎn)法”來進行的，因此，無論講授哪種凸輪輪廓曲線，都應(yīng)著重講清楚反轉(zhuǎn)法，只有學(xué)生真正掌握反轉(zhuǎn)法，才能靈活應(yīng)用到凸輪機構(gòu)的設(shè)計中。以對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)為例，在設(shè)計凸輪輪廓線時，設(shè)想給整個凸輪機構(gòu)以一個與凸輪角速度大小相等而方向相反（即）的角速度，使其繞軸心O轉(zhuǎn)動。凸輪輪廓線設(shè)計的反轉(zhuǎn)法原理用作圖法設(shè)計凸輪輪廓線（1）、對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓線設(shè)計，用圖解法設(shè)計的具體步驟如下：① 適當(dāng)選取尺寸比例尺，做出基圓及推桿的初始位置；② 根據(jù)推桿的運動規(guī)律按選定的分度值（通常在之間選取，當(dāng)凸輪精度要求高時取小值）計算出推桿各分點的位移值；③ 求出推桿在反轉(zhuǎn)運動中依次占據(jù)的各個位置；④ 反轉(zhuǎn)法求出推桿尖頂在復(fù)合運動中依次占據(jù)的位置；⑤ 將推桿尖頂?shù)母魑恢命c連成一條光滑曲線，即為所要設(shè)計的
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