机械原理及设计IPPT学习教案.pptx

《机械原理及设计》是机械工程领域一门重要的课程，主要研究如何设计和分析各种机械运动。其中，凸轮机构作为实现复杂运动转换的关键组件，有着广泛的应用。在本课件中，我们将深入探讨凸轮机构的组成、分类、设计方法以及从动件的常用运动规律。 凸轮机构主要由三部分组成：凸轮、从动件和机架。凸轮通常是主动件，通过其轮廓与从动件的接触来控制从动件的运动。例如，在内燃机的配气系统中，凸轮通过其轮廓推动摇臂，进而控制气门的开启和关闭。此外，还有应用于自动机床进刀和绕线机的凸轮机构，它们利用不同类型的从动件来实现精确的往复运动或旋转运动。 凸轮机构的分类主要依据凸轮的形状、从动件的形状、从动件的运动形式以及维持高副接触的方法。根据凸轮形状，可以分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。从动件的形状则有尖端从动件、滚子从动件和平底从动件，它们各自有其适用的场合和优缺点。从动件的运动形式通常分为移动和摆动两种。维持高副接触的方式包括力封闭和型封闭，如沟槽凸轮、等宽凸轮、等径凸轮以及共轭凸轮，每种都有其独特的工作原理和设计考虑。 在从动件的运动规律方面，常见的有等速运动、等加速等减速运动（抛物线运动）、简谐运动（余弦加速度运动）以及摆线运动。等速运动虽然简单，但在实际应用中可能产生刚性冲击，适合低速轻载的场合。等加速等减速运动和简谐运动则可减少冲击，适用于中速轻载。摆线运动则因其无冲击的特性，特别适合高速应用。 设计凸轮轮廓曲线时，需要考虑从动件的运动学参数，如回程运动角、近休止角、升程、推程运动角和远休止角。同时，为了减小冲击和提高机构性能，通常会选择适当的从动件运动规律。例如，通过等速运动、抛物线运动、简谐运动或摆线运动来平滑地控制从动件的速度变化，以实现更平稳的运动。 理解和掌握凸轮机构的设计原理对于机械工程师来说至关重要，因为它直接影响到机械设备的性能和寿命。通过深入学习这部分内容，我们可以更好地设计出满足特定需求的凸轮机构，从而在实际工程中实现各种复杂的机械运动。