1、第第3 3章章 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3 31 1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類3 32 2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3 33 3 盤狀凸輪輪廓的設(shè)計(jì)盤狀凸輪輪廓的設(shè)計(jì)3 34 4 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)留意的問題設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)留意的問題凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架三個(gè)根本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架三個(gè)根本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。機(jī)架機(jī)架從動(dòng)件從動(dòng)件滾子滾子凸輪凸輪一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成及其特點(diǎn)一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成及其特點(diǎn)3 31 1 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用和分類組成：三個(gè)構(gòu)件、盤組成：三個(gè)構(gòu)件、盤(柱柱)狀曲線輪廓、從動(dòng)件呈桿狀。狀曲線輪廓、從動(dòng)

2、件呈桿狀。作用：將延續(xù)回轉(zhuǎn)作用：將延續(xù)回轉(zhuǎn) = 從動(dòng)件直線挪動(dòng)或擺動(dòng)。從動(dòng)件直線挪動(dòng)或擺動(dòng)。凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作延續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件那么在凸輪輪廓的控制下延續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件那么在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)挪動(dòng)或擺動(dòng)。按預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作往復(fù)挪動(dòng)或擺動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件少，運(yùn)動(dòng)鏈短，構(gòu)造簡(jiǎn)單緊湊；易使從動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)件少，運(yùn)動(dòng)鏈短，構(gòu)造簡(jiǎn)單緊湊；易使從動(dòng)件件follower得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 缺陷：從動(dòng)件與凸輪為點(diǎn)、線接觸，故易于磨損。凸缺陷：從動(dòng)件與凸輪為點(diǎn)、線接觸，故

3、易于磨損。凸輪輪廓加工比較困難，費(fèi)用較高。輪輪廓加工比較困難，費(fèi)用較高。二、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用二、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)用132送料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)多用在傳送動(dòng)力不大的各種自動(dòng)機(jī)械、儀表及自動(dòng)控制安裝中。多用在傳送動(dòng)力不大的各種自動(dòng)機(jī)械、儀表及自動(dòng)控制安裝中。內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)氣門機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)在印刷機(jī)中的運(yùn)用在印刷機(jī)中的運(yùn)用等徑凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)械加工中的運(yùn)用在機(jī)械加工中的運(yùn)用運(yùn)用實(shí)例：運(yùn)用實(shí)例：利用分度凸輪利用分度凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位圓柱凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)械加工中的運(yùn)用械加工中的運(yùn)用三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1、按凸輪的外形分類、按凸輪的外形分類1盤形凸輪：

4、凸輪為一繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且有變化向盤形凸輪：凸輪為一繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且有變化向徑的盤形構(gòu)件。徑的盤形構(gòu)件。盤形凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，盤形凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)用廣泛，但限于凸運(yùn)用廣泛，但限于凸輪徑向尺寸不能變化輪徑向尺寸不能變化太大，故從動(dòng)件的行太大，故從動(dòng)件的行程較短。程較短。2挪動(dòng)凸輪：凸輪是具有曲線輪廓、作往復(fù)直線挪動(dòng)挪動(dòng)凸輪：凸輪是具有曲線輪廓、作往復(fù)直線挪動(dòng) 的構(gòu)件，它可看成是轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于無(wú)窮的構(gòu)件，它可看成是轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位于無(wú)窮 遠(yuǎn)處的盤形凸輪。遠(yuǎn)處的盤形凸輪。3圓柱凸輪：凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可圓柱凸輪：凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可 看成是繞卷在圓柱體上的挪動(dòng)凸輪，利看成是繞卷在圓柱體

5、上的挪動(dòng)凸輪，利 用它可使從動(dòng)件得到較大的行程。用它可使從動(dòng)件得到較大的行程。盤形凸輪和挪動(dòng)凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)均在同一平面內(nèi)，盤形凸輪和挪動(dòng)凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)均在同一平面內(nèi)，所以又稱為平面凸輪機(jī)構(gòu)；而圓柱凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)所以又稱為平面凸輪機(jī)構(gòu)；而圓柱凸輪與從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)均不在同一平面內(nèi)，所以又稱為空間凸輪機(jī)構(gòu)。均不在同一平面內(nèi)，所以又稱為空間凸輪機(jī)構(gòu)。2、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素外形分類、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素外形分類1尖頂從動(dòng)件：從動(dòng)件的端部呈尖點(diǎn)，特點(diǎn)是能與尖頂從動(dòng)件：從動(dòng)件的端部呈尖點(diǎn)，特點(diǎn)是能與任何外形的凸輪輪廓上各點(diǎn)相接觸，因此實(shí)際上可實(shí)任何外形的凸輪輪廓上各點(diǎn)相接觸，因此實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)恣意預(yù)期

6、的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。現(xiàn)恣意預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。特點(diǎn)：特點(diǎn)：是研討其他型式從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的根底。構(gòu)造簡(jiǎn)單，是研討其他型式從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的根底。構(gòu)造簡(jiǎn)單，尖頂易磨損，只能用于輕載低速的場(chǎng)所，多用于儀尖頂易磨損，只能用于輕載低速的場(chǎng)所，多用于儀表機(jī)構(gòu)。表機(jī)構(gòu)。對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件2滾子從動(dòng)件：從動(dòng)件的端部裝有滾子。滾子從動(dòng)件：從動(dòng)件的端部裝有滾子。特點(diǎn)：特點(diǎn)：從動(dòng)件與凸輪之間可構(gòu)成滾動(dòng)摩擦，所以磨損顯著減從動(dòng)件與凸輪之間可構(gòu)成滾動(dòng)摩擦，所以磨損顯著減少，能接受較大載荷，運(yùn)用較廣。但端部分量較大，少，能接受較大載荷，運(yùn)用較廣。但端部分量較大，又不易光滑，故仍不宜

7、用于高速。又不易光滑，故仍不宜用于高速。3平底從動(dòng)件：從動(dòng)件端部為一平底。平底從動(dòng)件：從動(dòng)件端部為一平底。特點(diǎn)：特點(diǎn)：假設(shè)不計(jì)摩擦，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力一直垂直假設(shè)不計(jì)摩擦，凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力一直垂直于平底，傳力性能良好，且凸輪與平底接觸面間于平底，傳力性能良好，且凸輪與平底接觸面間易構(gòu)成光滑油膜，摩擦磨損小、效率高，故可用易構(gòu)成光滑油膜，摩擦磨損小、效率高，故可用于高速，缺陷是不能用于凸輪輪廓有內(nèi)凹的情況。于高速，缺陷是不能用于凸輪輪廓有內(nèi)凹的情況。 3、根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式分類、根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式分類1直動(dòng)從動(dòng)件：按其從動(dòng)件導(dǎo)路能否經(jīng)過凸輪回轉(zhuǎn)中直動(dòng)從動(dòng)件：按其從動(dòng)件導(dǎo)路能否經(jīng)過凸輪回

8、轉(zhuǎn)中 心分為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件和偏置直動(dòng)從心分為對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件和偏置直動(dòng)從 動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)。對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件2擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)為繞固定軸的擺動(dòng)。擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)為繞固定軸的擺動(dòng)。擺動(dòng)滾子從動(dòng)件擺動(dòng)滾子從動(dòng)件擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件3平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件4、按凸輪高副的鎖合方式分類、按凸輪高副的鎖合方式分類所謂的鎖合是指堅(jiān)持從動(dòng)件與凸輪之間的高副接觸。所謂的鎖合是指堅(jiān)持從動(dòng)件與凸輪之間的高副接觸。1力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)：依托力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)：依托重力、彈簧力或其他外力來(lái)

9、重力、彈簧力或其他外力來(lái)保證鎖合，如內(nèi)燃機(jī)配氣凸保證鎖合，如內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)。輪機(jī)構(gòu)。2形鎖合凸輪機(jī)構(gòu)：依托凸輪和從動(dòng)件幾何外形來(lái)形鎖合凸輪機(jī)構(gòu)：依托凸輪和從動(dòng)件幾何外形來(lái)保證鎖合。如凹槽、等寬、等徑、共軛凸輪。保證鎖合。如凹槽、等寬、等徑、共軛凸輪。等寬凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)分凸輪機(jī)構(gòu)分類類1. 按凸輪的外形按凸輪的外形 分類分類2. 按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副元素外形分類元素外形分類3. 按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng) 方式分類方式分類盤形凸輪盤形凸輪挪動(dòng)凸輪挪動(dòng)凸輪 尖頂從尖頂從動(dòng)件動(dòng)件滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件直動(dòng)從

10、動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪圓柱凸輪平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件偏置直動(dòng)從動(dòng)件偏置直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)4. 按凸輪高副的鎖按凸輪高副的鎖合方式分類合方式分類力鎖合力鎖合形鎖合形鎖合3 32 2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本義務(wù)凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本義務(wù): : 1) 1)根據(jù)任務(wù)要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的方式；根據(jù)任務(wù)要求選定凸輪機(jī)構(gòu)的方式；而根據(jù)任務(wù)要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)而根據(jù)任務(wù)要求選定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的前提。凸輪輪廓曲線的前提。2)2)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律；推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律；

11、3)3)合理確定構(gòu)造尺寸；合理確定構(gòu)造尺寸；4)4)設(shè)計(jì)輪廓曲線。設(shè)計(jì)輪廓曲線。一、凸輪機(jī)構(gòu)的根本術(shù)語(yǔ)一、凸輪機(jī)構(gòu)的根本術(shù)語(yǔ) 以尖頂從動(dòng)件為對(duì)象予以引見以尖頂從動(dòng)件為對(duì)象予以引見tr0 對(duì)心式尖頂從動(dòng)對(duì)心式尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)基圓基圓基圓基圓基圓基圓以凸輪實(shí)際輪廓最小向以凸輪實(shí)際輪廓最小向徑徑r0r0為半徑所作的圓。為半徑所作的圓。基圓半徑基圓半徑r0r0推程推程從動(dòng)件從間隔凸輪回從動(dòng)件從間隔凸輪回轉(zhuǎn)中心最近位置到間隔凸輪轉(zhuǎn)中心最近位置到間隔凸輪回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置的過程，回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置的過程，稱為推程。稱為推程。推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角t 從動(dòng)件推程從動(dòng)件推程過程，對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角稱為

12、推過程，對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角稱為推程運(yùn)動(dòng)角。程運(yùn)動(dòng)角。從動(dòng)件行程從動(dòng)件行程推桿在推程或回程推桿在推程或回程中挪動(dòng)的間隔中挪動(dòng)的間隔h，亦稱升距。，亦稱升距。Sh S htr0 對(duì)心式尖頂從動(dòng)對(duì)心式尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角ss推桿在最高位置靜推桿在最高位置靜止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。回程回程 從動(dòng)件從間隔凸輪回轉(zhuǎn)從動(dòng)件從間隔凸輪回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置到起始位置，從中心最遠(yuǎn)位置到起始位置，從動(dòng)件移向凸輪軸線的行程，稱動(dòng)件移向凸輪軸線的行程，稱為回程。對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角為回程。對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角h稱為稱為回程運(yùn)動(dòng)角。回程運(yùn)動(dòng)角。近休止角近休止角s s 推桿在最低位推桿在最低位

13、置靜止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。置靜止不動(dòng)，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。 需求闡明的是，其中兩個(gè)停頓階段能夠有，也需求闡明的是，其中兩個(gè)停頓階段能夠有，也能夠沒有。因此，凸輪機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，最能夠沒有。因此，凸輪機(jī)構(gòu)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，最多只具有這四個(gè)運(yùn)動(dòng)階段。多只具有這四個(gè)運(yùn)動(dòng)階段。運(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律：從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其位移S2S2、速度、速度V2V2、和加速度、和加速度a2 a2 隨時(shí)間隨時(shí)間t t 的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。S2=S2(t)S2=S2(t)，V2=V2(t)V2=V2(t)，a2=a2(t)a2=a2(t)二、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)

14、動(dòng)規(guī)律是經(jīng)過凸輪輪廓與從動(dòng)件的高副從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是經(jīng)過凸輪輪廓與從動(dòng)件的高副元素的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，凸輪的輪廓曲線不同，從動(dòng)元素的接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，凸輪的輪廓曲線不同，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于凸輪廓線的外形。凸輪廓線的外形。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)線圖：從動(dòng)件位移從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)線圖：從動(dòng)件位移S2、速度、速度v2、加速度、加速度a2與凸與凸輪轉(zhuǎn)角輪轉(zhuǎn)角1或時(shí)間或時(shí)間t之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線。 111ShS tSh S tr0h 1. 等速運(yùn)動(dòng)一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律-v0v21a21hs21t特點(diǎn)：存在剛性沖擊特點(diǎn)

15、：存在剛性沖擊位置：發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的位置：發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)起始點(diǎn)和終止點(diǎn)在推程起始點(diǎn)：在推程起始點(diǎn)：1=01=0， s2=0 s2=0代入得：代入得：C0C00 0， C1 C1h/th/t推程運(yùn)動(dòng)方程：推程運(yùn)動(dòng)方程： s2 s2 h1/t h1/t v2 h1 /t在推程終止點(diǎn)：在推程終止點(diǎn)：1=t 1=t ，s2=hs2=h同理得回程運(yùn)動(dòng)方程：同理得回程運(yùn)動(dòng)方程： s2 s2h(1-1/h )h(1-1/h )v2-h1 /ha20a2 0運(yùn)用：用于低速輕載和從動(dòng)件質(zhì)量較小的場(chǎng)所。運(yùn)用：用于低速輕載和從動(dòng)件質(zhì)量較小的場(chǎng)所。2. 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律拋

16、物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在前半推程或回程等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件在前半推程或回程h/2中作等加速運(yùn)動(dòng)，后半推程或回程中作等加速運(yùn)動(dòng)，后半推程或回程h/2中中作等減速運(yùn)動(dòng)。通常加速度和減速度的絕對(duì)值相等。作等減速運(yùn)動(dòng)。通常加速度和減速度的絕對(duì)值相等。加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：加速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s2 2h12 /t2v2 4h11 /t2a2 4h12 /t2減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：減速段推程運(yùn)動(dòng)方程為：s2 h-2h(t 1)2/t2v2 -4h1(t-1)/t2a2 -4h12 /t2a0ABCv21h1ts2-a0a21回程等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為：回程等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為

17、：s2 h-2h12/h2v2 -4h11/h2a2 -4h12/h2回程等減速段運(yùn)動(dòng)方程為：回程等減速段運(yùn)動(dòng)方程為：s2 2h(h-1)2/h2v2 -4h1(h-1)/h2a2 4h12/h2特點(diǎn)：存在柔性沖擊特點(diǎn)：存在柔性沖擊位置：發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終止點(diǎn)位置：發(fā)生在運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)、中間點(diǎn)和終止點(diǎn)運(yùn)用：用于中、低速輕載的場(chǎng)所。運(yùn)用：用于中、低速輕載的場(chǎng)所。a0ABCv21h1ts2-a0a211建立坐標(biāo)系，并將橫建立坐標(biāo)系，并將橫 坐標(biāo)坐標(biāo)6等分，分別記作等分，分別記作1、2、3、4、5、6，以，以o為端點(diǎn)為端點(diǎn) 作一射線并按平方關(guān)系描作一射線并按平方關(guān)系描點(diǎn)記為點(diǎn)記為1、4、9

18、、4、1、0。 491ooov2a2方法一作圖步驟：方法一作圖步驟：123456 1123456410s22銜接銜接O點(diǎn)與推程點(diǎn)與推程h最高點(diǎn)最高點(diǎn)c ，并過點(diǎn)并過點(diǎn)1、4、9、4、1分別作分別作其平行線，再過這些點(diǎn)作其平行線，再過這些點(diǎn)作s2軸的垂線，和過點(diǎn)軸的垂線，和過點(diǎn)1、2、3、4、5、6作作1軸的垂線相交軸的垂線相交于于1、2.c3光滑的銜接光滑的銜接o、1、2、3、4、5、6，所構(gòu)成的曲線即，所構(gòu)成的曲線即為從動(dòng)件的位移線圖。為從動(dòng)件的位移線圖。 1 1h/2h/21 25463方法二作圖步驟：方法二作圖步驟：1建立坐標(biāo)系，在縱、橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，在縱、橫坐標(biāo)軸上將軸上將h/2和和

19、t/2 對(duì)應(yīng)分成一對(duì)應(yīng)分成一樣的假設(shè)干等份圖中為樣的假設(shè)干等份圖中為3等等份，得分點(diǎn)份，得分點(diǎn)1、2、3和和1、2、3。 2將將o點(diǎn)與點(diǎn)與1、2、3相連，得相連，得連線連線o1、o2、o3，和過點(diǎn)，和過點(diǎn)1、2、3點(diǎn)作點(diǎn)作1軸的垂線相交于軸的垂線相交于1、2、3。t t11s2o11a22h/t2h/t4h2/t24h2/t211v2oo3光滑的銜接光滑的銜接o、1、2、3 ，所構(gòu)成的曲線即為從動(dòng)件等加速所構(gòu)成的曲線即為從動(dòng)件等加速段的位移曲線。等減速段的曲線段的位移曲線。等減速段的曲線可用同樣方法按相反的次序畫出。可用同樣方法按相反的次序畫出。123123. .余弦加速度余弦加速度( (簡(jiǎn)諧

20、簡(jiǎn)諧) )運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程： s2 s2h1-cos(1/t)/2 h1-cos(1/t)/2 v2 h1sin(1/t)1/2ta2 2h12 cos(1/t)/2t2 回程： s2h1cos(1/h)/2 v2-h1sin(1/h)1/2ha2-2h12 cos(1/h)/2h2在起始和終止處置論上在起始和終止處置論上a2a2為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。為有限值，產(chǎn)生柔性沖擊。運(yùn)用：存在柔性沖擊，運(yùn)用于中速的場(chǎng)所。運(yùn)用：存在柔性沖擊，運(yùn)用于中速的場(chǎng)所。v2oa2o123456O132456 1s2123456v2oa2o1、建立坐標(biāo)系，并、建立坐標(biāo)系，并將橫坐標(biāo)將橫坐標(biāo)6等分，以等分

21、，以從動(dòng)件推程從動(dòng)件推程h作為直作為直徑作半圓，并將其徑作半圓，并將其6等分。分別記作等分。分別記作1、2、3、4、5、6。 2、分別作這些等分點(diǎn)關(guān)、分別作這些等分點(diǎn)關(guān) 于于1軸和軸和s2軸的垂線，分軸的垂線，分 別兩兩對(duì)應(yīng)相交于別兩兩對(duì)應(yīng)相交于1、2 3、4、5、6。3、光滑的銜接、光滑的銜接1、2、3、4、5、6，所構(gòu)成的曲線即為從，所構(gòu)成的曲線即為從動(dòng)件的位移線圖。動(dòng)件的位移線圖。作圖步驟：作圖步驟：h 1 1 s21111a211v2htt. .正弦加速度擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程：推程：s2s2h1/t-sin(21/t)/2 h1/t-sin(21/t)/2 v2h11

22、-cos(21/t)/ta22h12 sin(21/t)/t2 回程： s2h1-1/h +sin(21/h)/2 v2h1cos(21/h)-1/ha2-2h12 sin(21/h)/h2無(wú)沖擊無(wú)沖擊運(yùn)用：無(wú)沖擊，運(yùn)用于高速重載的運(yùn)用：無(wú)沖擊，運(yùn)用于高速重載的場(chǎng)所。場(chǎng)所。三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 在選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除要思索剛性沖擊與柔性在選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除要思索剛性沖擊與柔性沖擊外，還應(yīng)該思索各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度幅值沖擊外，還應(yīng)該思索各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度幅值 vmax 、加、加速度幅值速度幅值 amax及其影響加以分析和比較。及其影響加以分析和比較。從動(dòng)件

23、動(dòng)量從動(dòng)件動(dòng)量mvmax從動(dòng)件慣性力從動(dòng)件慣性力mamax對(duì)于重載凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)選擇對(duì)于重載凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)選擇 vmax vmax值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，宜選擇對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，宜選擇 amax amax值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。vmaxamax低速輕負(fù)荷低速輕負(fù)荷中速輕負(fù)荷中速輕負(fù)荷中低速中負(fù)荷中低速中負(fù)荷中高速輕負(fù)荷中高速輕負(fù)荷高速中負(fù)荷高速中負(fù)荷低速重負(fù)荷低速重負(fù)荷中高速重負(fù)荷中高速重負(fù)荷高速輕負(fù)荷高速輕負(fù)荷假設(shè)干種從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較假設(shè)干種從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律)/(tmaxw whv)/(2t2maxw wha沖沖 擊擊運(yùn)用場(chǎng)所

24、運(yùn)用場(chǎng)所等速等速等加速等減速等加速等減速余弦加速度余弦加速度正弦加速度正弦加速度3-4-53-4-5多項(xiàng)式多項(xiàng)式改良型等速改良型等速改良型正弦加速度改良型正弦加速度改良型梯形加速度改良型梯形加速度剛剛 性性柔柔 性性柔柔 性性4.004.936.285.778.385.534.891.002.001.572.001.881.331.762.00凸輪上的察看結(jié)果凸輪上的察看結(jié)果機(jī)架上的察看結(jié)果機(jī)架上的察看結(jié)果3 33 3 盤狀凸輪輪廓的設(shè)計(jì)盤狀凸輪輪廓的設(shè)計(jì)一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理一、凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的根本原理反轉(zhuǎn)原理：反轉(zhuǎn)原理：根據(jù)此原理可以用幾何作圖根據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設(shè)計(jì)凸

25、輪的輪廓曲線。的方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線。 給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以-時(shí)，不影響各構(gòu)件之間時(shí)，不影響各構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，凸輪將靜止，而從動(dòng)件尖頂復(fù)合運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。O O - -3 31 12 23 33 31 11 12 22 2反轉(zhuǎn)前反轉(zhuǎn)前反轉(zhuǎn)后反轉(zhuǎn)后機(jī)架機(jī)架凸輪凸輪從動(dòng)件從動(dòng)件不動(dòng)不動(dòng)不動(dòng)不動(dòng)w w轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)- w轉(zhuǎn)動(dòng)S挪動(dòng)挪動(dòng)S挪動(dòng)挪動(dòng)- w轉(zhuǎn)動(dòng)r0 r0 A1A2A3A4S2r0 A2A3A1A4S3S4r0 A2A3A1A4r0 A1A2A3 A4r0 A1A2A3 A4- r0

26、A1A2A3 A4- - - - A1A2A3 A4r0 1 2 3 4 5 6 7 8 910- - 1 2103456789475813269101 23tS4789651011S20SS thh知從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪轉(zhuǎn)向、知從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律、凸輪轉(zhuǎn)向、基圓半徑，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲基圓半徑，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。線。設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：a. 選定比例尺，繪制從動(dòng)件的位移線圖和凸選定比例尺，繪制從動(dòng)件的位移線圖和凸輪的基圓，標(biāo)出輪的基圓，標(biāo)出方向，并按此方向分割方向，并按此方向分割出出t 、s 、h和和s；c. 過位移線圖中等分點(diǎn)作過位移線圖中等分點(diǎn)作y軸平行線交位移軸平行線交位移線圖于線圖于i

27、點(diǎn)，過基圓上等分點(diǎn)作射線；點(diǎn)，過基圓上等分點(diǎn)作射線；反轉(zhuǎn)中導(dǎo)道路反轉(zhuǎn)中導(dǎo)道路d. 在射線上度量出相應(yīng)推桿的位移，在射線上度量出相應(yīng)推桿的位移，得尖頂軌跡點(diǎn)得尖頂軌跡點(diǎn)i ；f. 光滑銜接光滑銜接i得凸輪廓線。得凸輪廓線。b. 在基圓與位移線圖共同將在基圓與位移線圖共同將t 和和h 進(jìn)展進(jìn)展n等分，并標(biāo)注等分點(diǎn)；等分，并標(biāo)注等分點(diǎn)；二、對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)二、對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)三、對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)三、對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 1、分析、分析r0- - t794581326101 2347895106r0- - t794581326

28、101 2347895106實(shí)踐廓線實(shí)踐廓線實(shí)際廓線實(shí)際廓線2、設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)留意：留意：1實(shí)際輪廓與實(shí)踐輪廓互為等距曲線；實(shí)際輪廓與實(shí)踐輪廓互為等距曲線； 2凸輪的基圓半徑為實(shí)際廓線的最小向徑；凸輪的基圓半徑為實(shí)際廓線的最小向徑；3先求實(shí)際廓線，后作包絡(luò)線，得實(shí)踐廓線。先求實(shí)際廓線，后作包絡(luò)線，得實(shí)踐廓線。包絡(luò)線包絡(luò)線1、分析、分析 尖頂軌跡線尖頂軌跡線四、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)四、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)1 23478951062、設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)際廓線實(shí)際廓線79458132610r0- - ta.將基圓沿將基圓沿-方向?qū)⒎较驅(qū)和和h 與位與位移線圖進(jìn)展對(duì)應(yīng)等分；移線

29、圖進(jìn)展對(duì)應(yīng)等分；c. 光滑銜接光滑銜接i 得凸輪實(shí)際廓線；得凸輪實(shí)際廓線；b.過等分點(diǎn)作射線；在射線上過等分點(diǎn)作射線；在射線上度量出相應(yīng)推桿的位移，得尖度量出相應(yīng)推桿的位移，得尖頂軌跡點(diǎn)頂軌跡點(diǎn)i ；設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟： d. 作平底線，得其包絡(luò)線作平底線，得其包絡(luò)線實(shí)踐廓線。實(shí)踐廓線。3 34 4 設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)留意的問題設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)留意的問題一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與自鎖一、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與自鎖OB11定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)定義：正壓力與推桿上力作用點(diǎn)B速度方向間的夾角速度方向間的夾角 F F，假設(shè)假設(shè)大到一定程度時(shí)，會(huì)有：大到一定程度時(shí)，會(huì)有：機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖。nn不思索摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。不思索摩擦?xí)r，作用力沿法線方向。FFFF-有用分力有用分力, 沿導(dǎo)路方向沿導(dǎo)路方向F-有害分力，垂直于導(dǎo)有害分力，垂直于導(dǎo)路路F=F tanF一定時(shí)，一定時(shí)， Ff Ff F FFfFf此時(shí)無(wú)論凸輪加給從動(dòng)件的作用此時(shí)無(wú)論凸輪加給從動(dòng)件的作用力多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)。力多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)。max max 從減小推力和防止自鎖的觀念來(lái)看，壓力角愈小愈從減小推力和防止自鎖的觀念來(lái)看，壓力角愈小愈 好。好。凸輪廓線上不同點(diǎn)處的壓力角是不同的。為保證凸凸輪廓線上不同點(diǎn)處的壓力角是不同的。為保證凸 輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，