凸轮机构 (教案1)教材
《凸轮机构》教学设计

凸轮机构——教学设计(一)教学目标1、了解凸轮机构的各种应用类型。
2、掌握凸轮机构的基本分类方法。
3、掌握各类凸轮的优缺点及其应用场合。
4、能根据需要的运动规律选用合适的凸轮机构。
教学重点:了解凸轮机构的各种应用类型。
教学难点:能根据需要的运动规律选用合适的凸轮机构。
(二)内容分析本作品主要介绍凸轮机构的分类和应用的基础知识,通过动画演示、文字解说和课堂练习互动来完成教学任务。
(三)学生分析通过以前的学习,学生已经认识了机构的意义和一些机构在机器中的应用,通过对凸轮机构的学习,学生要掌握凸轮机构的分类和应用,并能够根据需要运用不同种类的凸轮机构。
(四)教学策略设计1.教学方法设计本节课的重点学习的内容是凸轮机构的分类和应用,并通过课堂练习掌握运用不同种类的凸轮机构。
通过教师的讲解、动画的演示和课堂练习等互动环节,完成教学任务。
2.关于教学流程和教学活动的设计思路依据学习内容及学生情况的分析,本课件主要采用以教师演示讲解为主,学生课堂练习为辅的教学策略。
课堂的基本结构是“教师讲解”——“动画演示”——“课堂练习――师生互动”四个环节。
由浅入深,循序渐进,让学生掌握凸轮机构的应用、分类和简单选用的内容。
三、教与学的实际过程描述1.教与学的过程描述教学环节教师活动学生活动对学生学习过程的观察和考查媒体运用预期效果复习机构的意义(15分钟)1、教师提问:“什么是机构”2、教师打开“凸轮机构”课件与学生共同学习凸轮机构的定义。
1、学生回答机构的定义。
2、学生复习前面已学习的机构。
上课前的知识、技能温习可以促使学生良好习惯的养成。
多媒体出示“凸轮机构”通过学习凸轮机构的内容,加强学对机构的了解和选用。
进行教学学习教师讲解相关的知识。
学生做笔记并提问。
观察学生的反应,结合应用实例进行深入学习多媒课件这一环节是要学生掌握并灵活运用。
课堂练习教师提出要求1、独立完成练习。
2、小组讨论适时培养学生的积极性。
理解和灵活运用凸轮机构。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计

机械原理课程教案一凸轮机构及其设计一、教学目标及基本要求1了解凸轮机构的基本结构特点、类型及应用,学会根据工作要求和使用场合选择凸轮机构。
2.了解凸轮机构的设计过程,对凸轮机构的运动学、动力学参数有明确的概念。
3.掌握从动件常用运动规律的特点及适用场合,了解不同运动规律位移曲线的拼接原则与方法。
4.掌握凸轮机构基本尺寸设计的原则,学会根据这些原则确定移动滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径、滚子半径和偏置方向,摆动从动件盘形凸轮机构的摆杆长、中心距以及移动平底从动件平底宽度。
5.熟练掌握应用反转法原理设计平面凸轮廓线,学会凸轮机构的计算机辅助设计方法。
二、教学内容及学时分配第一节概述第二节凸轮机构基本运动参数设计第三节凸轮机构基本尺寸设计(第一、二、三节共2学时)第四节凸轮轮廓曲线设计(15学时)第五节凸轮机构从动件设计(1学时)第六节凸轮机构的计算机辅助设计(0.5学时)三、教学内容的重点和难点重点:1.凸轮机构的型式选择。
2.从动件运动规律的选择及设计。
3.盘形凸轮机构基本尺寸的设计,凸轮轮廓曲线设计的图解法和解析法。
4.从动件的设计,包括高副元素形状选择,滚子半径和平底宽度的确定。
难点:凸轮轮廓曲线设计的图解法四、教学内容的深化与拓宽空间凸轮机构与高速凸轮机构简介。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段,围绕教学基本要求进行教学。
在教学过程中应强调凸轮机构的运动学参数与结构参数的概念及其选用设计;应用反转法原理进行凸轮轮廓曲线的图解法设计时凸轮转角的分度,要注意从动件反转方向;正确确定偏置移动从动件凸轮机构在反转过程中从动件所依次占据的位置线;滚子从动件凸轮机构理论轮廓曲线与实际轮廓曲线的联系和区别等。
要注意突出重点,多采用启发式教学以及教师和学生的互动。
六、主要参考书目1黄茂林,秦伟主编.机械原理.北京:机械工业出版社,2010 2申永胜主编.机械原理教程(第2版).北京:清华大学出版社,20053孙桓,陈作模、葛文杰主编.机械原理(第七版).北京:高等教育出版社,20064石永刚,徐振华.凸轮机构设计.上海:上海科学技术出版社,1995七、相关的实践性环节凸轮机构运动参数测试实验。
(完整版)凸轮机构教案

(完整版)凸轮机构教案凸轮机构4.1 凸轮机构的类型及应用4.1.1 凸轮机构的组成和应用组成:由凸轮、从动件和机架三部分组成特点:1)只要设计出适当的凸轮轮廓曲线,就可以使从动件实现任何预期的运动规律。
2)结构简单、紧凑。
3)凸轮机构是高副机构,易于磨损。
4)凸轮轮廓加工比较困难。
应用:只适用于传递动力不大的场合。
应用实例:内燃机配气机构绕线机的凸轮机构凸轮自动送料机构结论:从动杆的运动规律取决于凸轮轮廓曲线或凹槽曲线的形状。
二、凸轮机构的分类(一)按凸轮的形状分1.盘形凸轮(盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转)尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构特点:结构简单,但是从动件行程不能太大,否则凸轮运转沉重。
2.移动凸轮(移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分,它作往复直线移动。
)特点:凸轮和从动件都可作往复移动。
3. 圆柱凸轮(圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽,或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件,它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
)特点:从动件可获得较大的行程。
(二)按从动杆的端部型式分1.尖顶从动件凸轮机构特点:(1)传动灵敏。
(2)从动杆的构造最简单,但易磨损。
应用:只适用于作用力不大和速度较低的场合(如用于仪表等机构中)。
2.滚子从动件凸轮机构特点:磨损较小,可用来传递较大的动力,但结构复杂。
应用:常用于速度不高、载荷较大的场合。
3.平底从动件凸轮机构特点:传动平稳,润滑较好,传动效率高。
应用:常用于高速传动中。
但平底从动件不能用于具有内凹轮廓曲线的凸轮。
(三)按推杆的运动形式分移动从动杆凸轮机构摆动从动杆凸轮机构4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律4.2.1基本概念所作的圆1、基圆:以凸轮轮廓最小半径 rb2、推程:从动件经过轮廓AB段,从动件被推到最高位置3、推程角:角δ0,这个行程称为,δ2称为4、回程:经过轮廓CD段,从动件由最高位置回到最低位置;5、回程角:角δ26、远停程角:角δ17、近停程角:角δ3凸轮与从动件的关系:从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线形状。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计

机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 让学生了解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 使学生掌握凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 培养学生分析、解决凸轮机构实际问题的能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的定义及分类1.1 凸轮机构的组成1.2 凸轮机构的分类1.3 凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线2.1 凸轮的轮廓曲线类型2.2 基圆、止点圆和顶点圆的概念2.3 凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮机构的设计步骤3.1 确定凸轮的类型和参数3.2 选择合适的凸轮材料3.3 设计凸轮的轮廓曲线3.4 计算凸轮的强度和寿命4. 凸轮机构的实际应用案例分析三、教学方法1. 采用讲授法,讲解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 利用多媒体演示法,展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
3. 案例分析法,分析实际应用中的凸轮机构设计。
四、教学准备1. 教案、教材、多媒体课件。
2. 凸轮模型或图片。
五、教学过程1. 导入:简要介绍凸轮机构的定义和应用,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解:详细讲解凸轮机构的分类、凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 演示:利用多媒体展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
4. 实践:让学生分组讨论,分析实际应用中的凸轮机构设计案例。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问方式检查学生对凸轮机构基本概念的理解。
2. 练习题:布置针对性的练习题,巩固学生对凸轮轮廓曲线设计和凸轮机构设计步骤的掌握。
3. 案例分析报告:评估学生对实际应用案例分析的能力,检查学生能否将理论知识运用到实际问题中。
七、拓展学习1. 介绍其他类型的凸轮机构,如摆动凸轮、复合凸轮等。
2. 探讨凸轮机构在现代机械设计中的应用和发展趋势。
八、课后作业1. 复习本节课的内容,重点掌握凸轮机构的分类、凸轮轮廓曲线的设计方法及设计步骤。
2. 分析课后练习题,加深对凸轮机构及其设计的理解。
九、课程回顾与展望2. 展望下一节课的内容,让学生对后续学习有所期待。
凸轮机构教学设计方案

一、教学目标1. 知识目标:- 了解凸轮机构的基本概念、类型和应用。
- 掌握凸轮机构的结构特点、工作原理和设计方法。
- 熟悉凸轮机构的传动比、速度和加速度的计算。
2. 能力目标:- 能够分析凸轮机构的运动特性,设计简单的凸轮机构。
- 提高动手能力和创新意识,能够运用所学知识解决实际问题。
3. 情感目标:- 培养学生对机械原理的兴趣和热爱。
- 增强学生的团队协作精神和实践能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的基本概念和类型:- 凸轮机构简介- 凸轮机构的类型:圆柱凸轮、圆锥凸轮、圆弧凸轮等2. 凸轮机构的结构特点和工作原理:- 凸轮的形状和尺寸对机构性能的影响- 凸轮机构的工作原理和运动规律3. 凸轮机构的设计方法:- 凸轮轮廓的设计- 凸轮机构的强度计算- 凸轮机构的运动学分析4. 凸轮机构的实例分析:- 常见凸轮机构的实例介绍- 分析实例中的设计要点和注意事项三、教学方法1. 讲授法:- 结合多媒体课件,系统讲解凸轮机构的基本概念、类型、工作原理和设计方法。
2. 案例分析法:- 通过实际案例,分析凸轮机构的设计要点和注意事项,提高学生的分析能力。
3. 实验法:- 利用实验设备,让学生亲自动手操作,观察凸轮机构的运动特性,加深对理论知识的理解。
4. 讨论法:- 组织学生进行小组讨论,分享对凸轮机构设计的见解,培养学生的团队协作精神。
四、教学过程1. 导入:- 以实际应用为例,引入凸轮机构的概念,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解:- 讲解凸轮机构的基本概念、类型、工作原理和设计方法,并结合多媒体课件进行演示。
3. 案例分析:- 分析实际案例,让学生了解凸轮机构在实际应用中的设计要点和注意事项。
4. 实验操作:- 学生分组进行实验,观察凸轮机构的运动特性,加深对理论知识的理解。
5. 讨论与总结:- 学生分组讨论,分享对凸轮机构设计的见解,教师进行总结和点评。
6. 课后作业:- 布置相关设计题目,让学生运用所学知识进行设计,巩固所学知识。
凸轮机构电子教案

第一章:凸轮机构概述1.1 凸轮机构的定义1.2 凸轮机构的组成1.3 凸轮机构的分类1.4 凸轮机构的特点与应用第二章:凸轮的型式与设计2.1 凸轮的型式2.2 凸轮的材料与制造2.3 凸轮的设计原则2.4 凸轮设计的方法与步骤第三章:凸轮机构的工作原理与分析3.1 凸轮机构的工作原理3.2 凸轮机构的运动分析3.3 凸轮机构的动力分析3.4 凸轮机构的动态特性分析第四章:凸轮机构的压力角与传动角4.1 压力角的概念与计算4.2 传动角的概念与计算4.3 压力角与传动角对凸轮机构的影响4.4 压力角与传动角的选择与设计第五章:凸轮机构的效率与损失5.2 凸轮机构的损失5.3 影响凸轮机构效率与损失的因素5.4 提高凸轮机构效率与减少损失的方法第六章:凸轮机构的运动规律6.1 基本运动规律6.2 运动规律的选择与分析6.3 运动规律的图示与计算6.4 运动规律对凸轮机构性能的影响第七章:凸轮机构的轮廓设计7.1 轮廓设计的基本要求7.2 轮廓设计的步骤与方法7.3 轮廓设计的注意事项7.4 轮廓设计的实例分析第八章:凸轮机构的参数设计与优化8.1 参数设计的基本内容8.2 参数设计的方法与步骤8.3 参数优化的目标与方法8.4 参数设计与优化实例第九章:凸轮机构的应用实例9.1 汽车发动机凸轮机构9.2 缝纫机凸轮机构9.4 其他行业凸轮机构应用实例第十章:凸轮机构的测量与维护10.1 凸轮机构的测量方法10.2 凸轮机构的测量设备10.3 凸轮机构的维护与保养10.4 凸轮机构的故障分析与处理重点和难点解析重点一:凸轮机构的基本概念与组成凸轮机构是机械系统中一种常见的传动机构,主要由凸轮、从动件和支撑构件组成。
凸轮作为主动件,通过其轮廓形状和转动来驱动从动件完成特定的运动。
学生需要重点掌握凸轮机构的定义、组成及其分类,这是理解后续内容的基础。
重点二:凸轮的型式与设计凸轮的型式包括盘形凸轮、圆柱形凸轮、摆线凸轮等,每种型式都有其特定的应用场景。
机械基础凸轮机构教案

5
授课班级
1314
授课课时
2
授课形式
复习
授课章节
凸轮机构
教学目标
知识目标
⑴?了解凸轮机构的分类、应用及特点。
⑵熟悉从动件具有等速运动规律、等加速等减速运动规律的凸轮机构工作特点。
技能目标
能根据所学内容,正确分析从动件运动规律。
情感目标
通过本节的学习,培养学生认真学习,细致的作风。
教学重点
与难点
重点:凸轮从动件运动规律。
难点:从动件刚性冲击、柔性冲击的位置。
教学方法
讲授法、演示法、导复教学法
教学资源
多媒体设备、习题资源、高考大纲
板书设计
盘形凸轮:应用于从动件的行程不能太大或摆角较小的场合。
移动凸轮:移动凸轮机构在靠模仿形机械中应用较广。
柱体凸轮:可用较小的径向尺寸获得较大的行程。
等速运动规律:凸轮低速回转、从动件质量小和轻载的场合。
教学活动
等加速等减速运动规律
产生原因:加速度有限突变
产生位置:0°、90°、270°、360°
例:1)指出有刚性冲击位置的点:__________,柔性冲击位置的点:__________;
(2)若改为滚子式从动件,则运动规律__________(改变,不改变);
(3)在推程运动过程中,若不发生自锁,则必须有___________
等加速等减速运动规律:凸轮中速回转,从动件质量不大和轻载(承载能力大于等速运动规律)的场合。
图形
课堂教学安排
教学环节与主要内容
具体教学目标
教学活动
学生准备:
1、凸轮机构的运动特点?从动件运动规律由何决定?属于何种机构?
2、按形状分类,凸轮机构有哪些类型?特点是什么?
凸轮机构1-2课时教案

3、凸轮机构的缺点:凸轮与从动件是高副接触,易磨损,制造困难,
适用于传力不大的控制机构。
(二)、凸轮机构的类型
1、按凸轮的形状分类:
盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮
2、按推杆的形状分类:
尖顶移动从动杆盘形凸轮机构
四、课堂总结(4´)
本堂课主要讲解凸轮机构的组成,特点,类型和应用
五、作业布置(1´)
P76 5,6
(六)小结:本节重点讲述。
(七)作业:
教案编号
1
课题
凸轮机构
授课人
曹国伟
课型
复习
课时
2
教具
模型
原设计者
徐德敏
授课时间
教学目标
掌握掌握凸轮的组成,特点,应用
教学重点
凸轮结构的组成,定义,特点及应用
教学难点
凸轮的应用机构
教学过程(复习提问、精讲设计、课前或中预习内容及要求、设计当堂测试和作业、随堂小结等)
第一课时
授课时间
10.20
一)、认识凸轮机构
力封闭的凸轮机构几何封闭的凸轮机构
三、课堂总结(4´)
本堂课ห้องสมุดไป่ตู้要讲解凸轮机构的组成,特点,类型和应用
四、作业布置(1´)
P76 5,6
教学后记(各班级授课时间、缺席名单及原因;学生辅导;偶发事件处理;教学反思等)
授课时间为2014年11月21日
学生此节内容掌握较好只是应用容易混淆
教学过程(复习提问、精讲设计、课前或中预习内容及要求、设计当堂测试和作业、随堂小结等)
凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来传递运动和动力的,是一种常用的高副机构,在机械中应用也很广泛。
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凸轮机构凸轮机构是机械中的一种常用机构,在自动化、半自动化机械中应用较为广泛。
6.1凸轮机构的特点、应用和分类6.1.1特点凸轮机构是由凸轮1、从动件2和机架3所组成,如图6-1所示。
可以使从动件得到预定的运动规律;且结构紧凑。
但凸轮机构中包含有高副,不宜传递较大的动力;同时由于凸轮具有曲线轮廓,它的加工制造比较复杂。
6.1.2应用凸轮机构应用于各类机械中。
图6-2所示为内燃机的配气机构;图6-3所示为自动车床上使用的走刀机构;此外,凸轮机构还应用于其他机械中,不一一列举。
6.1.3类型凸轮机构的类型是多种多样的,其基本类型可由凸轮和从动件的不同型式来区分。
1.按凸轮的型式分按凸轮型式分,各类凸轮机构如表6-1所示。
图5-1凸轮机构图5-3自动车床走刀机构图5-2内燃机配气机构2.按从动件的型式分根据从动件的运动和端部型式区分,基本类型如表6-2所示。
表6-2 凸轮机构从动件的基本类型表6-1 凸轮的类型6.2 从动件的运动规律6.2.1凸轮机构的工作过程图6-4(a)所示为对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构。
在尖顶移动从动件盘形凸轮机构的凸轮上以向径r为半径所绘的最大圆称为凸轮的基圆。
当凸轮以ω等速沿逆时针方向回转Φ时,从动件尖顶被凸轮轮廓推动,以一定运动规律由离回转中心最近位置A到达最远位置B的过程称为推程,这时它所走过的距离h称为从动件的升程;而与推程对应的凸轮转角Φ称为推程角。
当凸轮继续回转sΦ时,以O点为中心的圆弧BC与尖顶相作用,从动件在最远位置停留不动,这一过程称为远休止,对应的凸轮转角sΦ称为远休止角;当凸轮继续回转'Φ时,从动件在弹簧力或重力作用下,以一定运动规律回到起始位置,这个过程称为回程,对应的转角'Φ称为回程角。
当凸轮继续回转'Φs 时,从动件在最近位置停留不动为近休止,'Φs称为近休止角。
如果以直角坐标系的纵坐标代表从动件位移S,横坐标代表凸轮转角ϕ(转动时间t),则可以画出S与ϕ之间的曲线,它简称为从动件位移线图,见图6-4(b)。
A点为起始点.由以上可知,从动件的位移线图取决于凸轮轮廓曲线的形状。
从动件的不同运动规律,要求凸轮具有不同的轮廓曲线。
因此,设计凸轮时必须首先确定从动件的运动规律。
从动件的运动规律通常是根据机械的工作要求确定。
6.2.2常用从动件的运动规律1、等速运动规律当凸轮等速回转时,从动件上升或下降的速度为一常数,这种运动称为等速运动。
图5-5为从动件等速运动时,其位移S、速度v和加速度a是随时间t变化的曲线(推程)。
由于凸轮作等速运动时,tωϕ=,故横坐标也可以用ϕ表示。
其运动方程见表5-3。
由于速度V0为常数,所以从动件的速度线图为一平行于横轴的直线。
对速度线图积分,可以得到S= V0t,它是一条斜直线。
又由图6-5可知,当速度为常数时,加速度为零,惯性力也等于零,但是在运动开始和终止的瞬间,由于速度突变,此时理论上的加速度为无穷大,其惯性力将引起刚性冲击。
2、等加速、等减速运动规律这种运动规律推程前半行程作等加速运动,而后半行程作等减速运动;回程则相反,其位移S、速度V和加速度a是随时间t变化的曲线如图6-6所示。
其运动方程见表6-3。
图6-4凸轮机构的运动过程及位移曲线因加速度或减速度的绝对值相等,且等于常数a 0,故加速度线图为平行于横坐标轴的直线图;V=a0t ,所以速度线图为两斜线;故位移线图由两段抛物线组成。
这种运动规律的特点是:加速度有突变,但为一有限值,产生的惯性力也是有限,结果表6-3 从动件运动方程等加速、等减速运动对凸轮机构产生柔性冲击。
3、余弦加速度运动规律质点在圆周上作匀速运动,它在这个圆的直径上的投影所构成的运动,加速度符合余弦规律,称为余弦加速度运动,又称简谐运动。
其运动方程见表6-3。
图6-7为余弦加速度运动规律图。
由加速度线图可知,这种运动规律的从动件在始点、终点有柔性冲击。
4、正弦加速度运动规律加速度按正弦规律变化的称为正弦加速度运动规律。
如图5-8所示. 其运动方程见表6-3。
推杆作正弦加速运动时,其加速度没有突变,因而有加速度引起柔性冲击。
采用多种运动规律组合可以改善其运动特性。
如在工作中要求从动件作等速运动规律,然而等速运动规律有刚性冲击,这时可在行程始末端拼接正弦加速度运动规律,使其动力性能得到改善,如图6-9,选择从动件运动规律时,应根据机器的工作要求确定,并考虑动力性能,加工等因素。
图6-9组合型运动规图6-7余弦加速度运动图6-8正弦加速度运动6.3 用图解法设计凸轮当从动件运动规律确定之后,凸轮轮廓曲线便可以用图解法和解析法得到。
图解法比较简便、直观、但精度不是很高。
本节介绍用图解法绘制几种常见的凸轮轮廓。
“反转法” 根据相对运动原理:如果给整个机构加绕凸轮轴心O 的公共角速度-ω,机构各构件间的相对运动不变。
凸轮不动,而从动件一方面随导路以角速度-ω绕O 点转动,另一方面又在导路中往复移动。
由于尖顶从动件始终与凸轮轮廓相接触,所以反转后尖顶从动件的运动轨迹就是凸轮轮廓。
6.3.1移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制已知 从动件位移线图6-10(b ),凸轮基圆半径0r 以及凸轮以等角速度ω顺时针回转,绘制图6-10(a )尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构。
根据反转法原理,作图法如下:(1)以0r 为半径作基圆,此基圆与导路的交点B 0便是从动件尖顶的起始位置。
(2)将位移曲线的推程段和回程段分别划分成若干等份(3)从0OB 开始沿ω的相反方向在基圆上划出推程运动角Φ、远休止角s Φ、回程运动角'Φ和近休止角'Φs ,并在相应段与位移曲线对应划出若干等分,得分点'1B ,'2B ,图6-10尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓设计'3B …,'10B 。
(4)过各分点'1B ,'2B ,'3B …,'10B 作径向线,得反转后从动件导路线的各个位置。
(5)在各导路线上,从基圆开始往外量取各个位移量,即1111'='B B ,2222'='B B , 3333'='B B ,…,得反转后尖顶的一系列位置1B ,2B ,3B ,…。
(6)将1B ,2B ,3B ,…连成光滑的曲线,便中所要求的凸轮轮廓。
滚子从动件凸轮轮廓的绘制方法,如图6-11所示,可以把滚子中心看作尖顶从动件的尖顶。
按照上面的方法求出理论轮廓曲线η;再以η上各点为中心、以滚子半径为半径画一系列圆,得包络线η',它便是使用滚子从动件时凸轮的实际轮廓。
由作图过程可知,凸轮的基圆半径0r 应当在理论轮廓上度量。
平底从动件的凸轮轮廓的绘制方法也与上述相似,如图6-12所示.首先确定平底与导路线交点0B ,按照尖顶从动件凸轮绘制的方法,求出理论轮廓, 再 取得一系列点1B ,2B ,3B ,…;其次过这些点画出各个位置的平底,得到包络线即凸轮的实际轮廓曲线。
偏心移动从动件盘形凸轮机构的轮廓设计,请参考有关资料。
6.3.2摆动从动件盘形凸轮轮廓的绘制已知 从动件的角位移线图如图6-13(b )所示。
凸轮与摆动从动件的中心距l OA 摆动从动件长度l AB ,凸轮的基圆半径min r ,凸轮以等角速度ω1顺时针回转,要求绘出此凸轮的轮廓。
图6-11移动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计 图6-12移动平底从动件盘形凸轮轮廓设计仍用反转法求凸轮轮廓。
给整个凸轮机构加以角速度-ω1绕O点回转,结果凸轮不动而摆动从动件一方面随机架以等角速度-ω1绕O点回转,同时又绕A点摆动。
尖顶摆动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制可按以下步骤进行:(1)根据l OA定出O点与A0点的位置,以O为圆心及以r为v半径作基圆,再以A0为中心及l AB为半径作圆弧交基圆于B0点,该点即为从动件尖顶的起始位置。
δ20称为从动件的初始角。
(2)以O点为中心及OA0为半径画圆,并沿-ω1的方向取角rδ,fδ,sδ',再将rδ,fδ各分为与图6-13(b)相对应的若干等份,得射线OA1,OA2,OA3……,这些线即为机架OA0在反转过程中所对应的各个位置。
(3)由图6-13(b)求出各位置的摆角δ2,据此画出摆动从动件相对于机架的一系列位置A1B1,A2B2,A3B3……,即∠OA1B1=δ20+δ2Ⅰ,∠OA2B2=δ20+δ2Ⅱ,∠OA3B3=δ20+δ2Ⅲ……。
(4)以A1,A2,A3……为中心,以l AB为半径画圆弧截A1B1于B1点,A2B2于B2点,A3B3于B3点……。
最后将B0,B1,B2 ,B3……点连成光滑曲线,便得到尖顶从动件的凸轮轮廓。
滚子或平底从动件凸轮轮廓,那么上述凸轮轮廓即为理想轮廓,只要在理论轮廓上选一系列点作滚子或平底,最后作它们的包络线,便可求出相应的实际轮廓曲线。
6.3.3圆柱凸轮的设计图6-14(a)为直动从动件圆柱凸轮机构,在这种机构中,从动件运动的导路与凸轮的运动平面相垂直,所以它属于空间凸轮机构。
表达空间凸轮曲面比较困难,如果将圆柱凸轮的圆柱面沿平均半径(即凹槽深度一半处)展开,圆柱凸轮的转动便可视为展开的平面凸轮的移动,因而可用设计平面凸轮的方法来绘制其展开轮廓。
图6-13摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计已知凸轮以等角速度ω1沿顺时针回转,凸轮的平均半径为R ,从动件的位移线图如图6-13(c )所示,要求绘制此凸轮的展开轮廓。
如图6-14(b )所示,取长度2πR 的线段表示圆柱面展开的周长,按照反转法,将其上水平线段OO 沿ν1=R ω1相反方向分成与图6-14(c )对应的等份,得1,2,3……点,对这些点作一系列垂直于OO 的直线表示反转时的从动件导路,并按照图6-14(c )截取对应的位移量,即可作出凸轮的理论轮廓;以理论轮廓上各点为圆心,以轮子半径为半径作许多小圆,然后作这些小圆的上、下两条包络线,即得凸轮槽的实际轮廓曲线。
6.4 凸轮机构基本尺寸的确定设计凸轮机构时,不仅要保证从动件实现预定的运动规律,还要求传力时性能良好,结构紧凑。
这些要求与凸轮机构的压力角、基圆半径、滚子半径等有关。
6.4.1凸轮压力角图5-15所示为尖顶直动从动件凸轮机构,当不考虑摩擦时,凸轮施与从动件的力n F 法向力,分成两个分力,rF 为有效分力,由它推动从动件运动;x F 使导路受压,增加摩擦力,是有害分力 , 则αsin n x F F =αcos n r F F =。
压力角α,是从动件在接触点所受的力的方向与该点的速度方向的夹角(锐角)。
图6-14移动从动件圆柱凸轮轮廓设计显然,压力角越小越好。
当α大到某一数值时,r F 将小于x F 所引起的摩擦力,凸轮机构将发生自锁。