1、凸輪機構的設計一、簡介 凸輪機構是由凸輪，從動件和機架三個基本構件組成的高副機構。凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，一般為主動件，作等速回轉運動或往復直線運動。 與凸輪輪廓接觸，并傳遞動力和實現預定的運動規律的構件，一般做往復直線運動或擺動，稱為從動件。 凸輪機構在應用中的基本特點在于能使從動件獲得較復雜的運動規律。因為從動件的運動規律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應用時，只要根據從動件的運動規律來設計凸輪的輪廓曲線就可以了。凸輪機構廣泛應用于各種自動機械、儀器和操縱控制裝置。凸輪機構之所以得到如此廣泛的應用，主要是由于凸輪機構可以實現各種復雜的運動要求，而且結構簡單、緊湊。二、凸輪機構的工作原

2、理 由凸輪的回轉運動或往復運動推動從動件作規定往復移動或擺動的機構。凸輪具有曲線輪廓或凹槽，有盤形凸輪、圓柱凸輪和移動凸輪等，其中圓柱凸輪的凹槽曲線是空間曲線，因而屬于空間凸輪。從動件與凸輪作點接觸或線接觸，有滾子從動件、平底從動件和尖端從動件等。尖端從動件能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸，可實現任意運動，但尖端容易磨損，適用于傳力較小的低速機構中。為了使從動件與凸輪始終保持接觸，可采用彈簧或施加重力。具有凹槽的凸輪可使從動件傳遞確定的運動，為確動凸輪的一種。一般情況下凸輪是主動的，但也有從動或固定的凸輪。多數凸輪是單自由度的，但也有雙自由度的劈錐凸輪。凸輪機構結構緊湊，最適用于要求從動件作間歇

3、運動的場合。它與液壓和氣動的類似機構比較，運動可靠，因此在自動機床、內燃機、印刷機和紡織機中得到廣泛應用。但凸輪機構易磨損，有噪聲，高速凸輪的設計比較復雜，制造要求較高。一、工作過程和參數 在凸輪機構中最常見的運動形式為凸輪機構作等速回轉運動，從動件往復移動。以圖6-8為例（對心外輪廓盤形凸輪機構）。首先介紹一下本圖中各構件的名稱。1，運動分析：從動件運動狀態凸輪運動凸輪轉過的角度升AB停BC2降CD3停CA2、參數推程（升程）- 從動件自最低位置升到最高位置的過程推程角（升程角）-推動從動件實現推程時的凸輪轉角（1）回程 - 從動件自最高位置升到最低位置的過程回程角 -從動件從最高位置回到最

4、低位置時的凸輪轉角（3）遠停角（遠休止角）從動件在最高位置停止不動，與此對應的凸輪轉角。（2）近停角（近休止角）從動件在最低位置停止不動，與此對應的凸輪轉角。（4）基圓（r0）- 以凸輪輪廓上最小半徑所畫的圓。對心- 從動件的運動方向線通過凸輪的中心偏心- 從動件的運動方向線不通過凸輪的中心二、從動件的常用運動規律1、等速運動規律位移公式：S=vt公式1角速度的公式：=/t 則t=/公式2將公式2代入1得S=（2）運動分析：從動件運動狀態凸輪運動凸輪轉過的角度升AB降BC停CA（3）從動件位移曲線（如圖6-9b圖）橫坐標凸輪轉過的角度縱坐標從動件位移量以圖6-9為例,設位移量為15mm.畫出位

5、移曲線圖尖頂對心盤形凸輪的基圓半徑為20mm,從動件的運動規律如下：凸輪轉角09090180180360從動件位移規律等速上升20mm停止不動等速下降到原處試畫出凸輪輪廓曲線，并標出上升段和下降段轉角每45處的向徑。（4）優缺點:優點:曲線輪廓設計簡單。缺點：存在剛性沖擊。（5）場合：低速，從動件質量輕和輕載的場合。（6）措施：在位移曲線轉折處采用圓弧過渡修正。【小結】了解凸輪機構的等速運動規律。優缺點，應用場合。會畫曲線圖。并能根據曲線圖畫出凸輪輪廓曲線。三、舉例及應用一、凸輪機構的應用凸輪機構是由凸輪、從動件、機架以及附屬裝置組成的一種高副機構。其中凸輪是一個具有曲線輪廓的構件，通常作連續

6、的等速轉動、擺動或移動。從動件在凸輪輪廓的控制下，按預定的運動規律作往復移動或擺動。如圖所示為以內燃機的配氣凸輪機構，凸輪1作等速回轉，其輪廓將迫使推桿2作往復擺動，從而使氣門3開啟和關閉，以控制可燃物質進入氣缸或廢氣的排出。由上述例子可以看出，從動件的運動規律是由凸輪輪廓曲線決定的。 二、舉一例子，設計一偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構。凸輪角速度1=1rad/s，逆時針轉向，推桿最大行程h=25mm，凸輪推程運動角0=120，運動規律為正弦加速度運動，遠休止角01=60，凸輪回程運動規律為余弦加速度運動，回程運動角度=120，近休止角02=60，許用壓力角1=30、2=60。 （1）確定理論輪

7、廓曲線的基圓半徑 由前述方法，作出確定基圓半徑的曲線。 推程：X=25(3/2)-sin(3)/2 Y=251-cos(3)/(2/3) (02/3) 回程：X=251+cos(3/2)/2 Y=-25sin(3/2)/(4/) (02/3) 用EB做圖可得r0min=OO1=15.584mm， 且O1點e=11.416mm。取整后可在可行區內取一點r0=20mm、e=10mm。則S0=17.32mm。 （2）做凸輪的輪廓曲線 凸輪的理論輪廓曲線方程為分段方程。 推程：X=17.32+25(3/2)-sin(3)/2sin+10cos Y=17.32+25(3/2)-sin(3)/2cos-10sin 式中02/3。 回程：X=17.32+251+cos(3(-)/2)/2sin+10cos Y=17.32+251+cos(3