1、第3章 凸輪機構及其設計31 凸輪機構的應用和類型32 從動件的常用運動規律34 圖解法設計凸輪的輪廓曲線33 凸輪機構的壓力角31 凸輪機構的應用和類型一、凸輪機構的特點和應用1、組成：凸輪從動件機架2、特點：結構簡單、緊湊；可精確實現從動件任意的運動規律；設計方法簡單；高副接觸易磨損；制造較連桿機構困難。3、應用：用于實現運動規律有特殊要求，載荷不大、行程較小的場合，廣泛用于各種機械，特別是控制裝置、儀器儀表、自動機械中。31 凸輪機構的應用和類型31 凸輪機構的應用和類型31 凸輪機構的應用和類型31 凸輪機構的應用和類型31 凸輪機構的應用和類型二、凸輪機構的分類1、按凸輪的形狀分盤形

2、凸輪移動凸輪31 凸輪機構的應用和類型圓柱凸輪圓柱凸輪31 凸輪機構的應用和類型2、按從動件分按運動形式分直動從動件對心直動從動件偏置直動從動件擺動從動件31 凸輪機構的應用和類型按接觸形式分尖端從動件滾子從動件平底從動件31 凸輪機構的應用和類型分隔1831 凸輪機構的應用和類型二、凸輪機構的分類1、按凸輪的形狀分盤形凸輪移動凸輪溫故知新圓柱凸輪一、凸輪機構的組成特點31 凸輪機構的應用和類型2、按從動件的運動形式和接觸形式分尖端從動件滾子從動件平底從動件31 凸輪機構的應用和類型接觸形式比較接觸形式優點缺點應用尖端滾子平底結構緊湊，能與任意形狀的輪廓接觸，實現任意運動規律。易磨損，承載能力

3、低低速、輕載耐磨損結構復雜中載，應用最廣易形成油膜，潤滑好，耐磨損；=C，一般=0，受力好，效率高凸輪廓線不能內凹，運動規律受限制高速31 凸輪機構的應用和類型3、按凸輪與從動件保持接觸的方法分力封閉：重力、彈簧力重力封閉彈簧力封閉31 凸輪機構的應用和類型3、按凸輪與從動件保持接觸的方法分力封閉：重力、彈簧力幾何封閉：凹槽、等寬、等徑、主回凹槽凸輪31 凸輪機構的應用和類型B等寬凸輪B31 凸輪機構的應用和類型等徑凸輪r1r2r1+r2 =const主回凸輪31 凸輪機構的應用和類型幾何封閉的優缺點：免除彈簧附加的力，效率較高；機構外廓尺寸較大，設計較復雜。2、偏置距e偏置圓3、行程h（或

4、max）從動件的最大位移（或角位移）1、基圓半徑rmin凸輪轉動中心到輪廓曲線的最短距離32 從動件的運動規律一、名詞術語rminrmin32 從動件的運動規律4、運動過程凸輪轉角廓線從動件行程推程推程運動角升h遠休止程遠休止角停止回程回程運動角降h近休止程近休止角停止位移曲線動畫32 從動件的運動規律32 從動件的運動規律二、從動件常用運動規律1、等速運動規律邊界條件：在行程的始、末點，速度有突變，a，慣性力很大，引起剛性沖擊；適用于低速。討論推程32 從動件的運動規律回程二、從動件常用運動規律1、等速運動規律邊界條件：在行程的始、末點，速度有突變，a，慣性力很大，引起剛性沖擊；適用于低速。

5、討論推程32 從動件的運動規律2、等加速等減速運動規律邊界條件：前半程：后半程：前半程等加速運動：又32 從動件的運動規律討論在A、B、C三點，a有突變，慣性力也有突變，引起柔性沖擊；a2，a，也不適用于高速。適用于中速運轉的場合。2、等加速等減速運動規律前半程：后半程：32 從動件的運動規律123456位移曲線的作法輔助線法1234563、余弦加速度(簡諧)運動規律123456123456 當質點沿著以推程h為直徑的圓周勻速運動時，它在直徑上的投影構成的運動。討論 始、末兩點a有突變，引起柔性沖擊；但若是升-降-升型運動規律，則可獲得連續a線圖，可用于高速。32 從動件的運動規律一、凸輪廓線

6、設計方法的基本原理基本方法：反轉法 給整個凸輪機構施以“-”時，不影響各構件之間的相對運動，此時，凸輪將靜止，而從動件尖頂復合運動的軌跡即凸輪的輪廓曲線。O33 凸輪輪廓曲線的設計基本問題：已知：rmin、（方向）、e（大小、方向），從動件的類型及運動規律，求凸輪廓線。凸輪-靜止機架-以“-”繞o點轉動從動件隨機架以“-”反轉相對機架按s=f ()運動反轉法顯然：反轉后跡點的軌跡即是凸輪的理論廓線。O 33 凸輪輪廓曲線的設計顯然：反轉后跡點的軌跡即是凸輪的理論廓線。凸輪-靜止機架-以“- ”繞o點轉動從動件隨機架以“- ”反轉相對機架按s=f ()運動一、凸輪廓線設計方法的基本原理溫故知新-

7、對整個機構加繞O點的反轉運動反轉法已知：rmin，（方向）， e， s=f ()，設計凸輪廓線1. 直動尖頂從動件盤形凸輪二、用作圖法設計凸輪廓線 33 凸輪輪廓曲線的設計S-線圖Osl2、直動滾子從動件盤形凸輪已知：rmin，（方向），e，rr，s=f ()，設計凸輪廓線。 33 凸輪輪廓曲線的設計S-線圖sl把滾子中心A當作尖端2、直動滾子從動件盤形凸輪O理論廓線 以理論廓線上各點為圓心，作滾子圓族，其包絡線即為實際廓線。實際廓線已知： rmin ，（方向），e，rr，s=f ()，設計凸輪廓線。3-3 凸輪輪廓曲線的設計動畫 S-線圖sl3、對心直動平底從動件盤形凸輪已知： rmin ，

8、（方向），s=f ()，設計凸輪廓線。 在理論廓線上各點作出相應的平底直線族，其包絡線即為實際廓線。 33 凸輪輪廓曲線的設計動畫S-線圖偏置直動從動件盤形凸輪機構O 33 凸輪輪廓曲線的設計O在偏距圓或基圓上凸輪反轉角度的度量：推桿位移的度量：沿導路方向!角不可在輪廓上度量4、擺動從動件盤形凸輪機構 33 凸輪輪廓曲線的設計已知： rmin ，（方向），機架長LOA，擺桿長LAB，=f ()，設計凸輪廓線。-線圖4、擺動從動件盤形凸輪機構 33 凸輪輪廓曲線的設計已知： rmin ，（方向），機架長LOA，擺桿長LAB，=f ()，設計凸輪廓線。討論若為滾子從動件，則作滾子圓族的包絡線為實際

9、廓線；若為平底從動件，則作平底族的包絡線為實際廓線；反轉角度的度量擺桿中心A繞O的轉角；34 凸輪機構壓力角與基本尺寸一、凸輪機構中的壓力角與作用力的關系壓力角：不計摩擦時，從動件受力方向 與速度方向的夾角。17FFFF= FtanF一定， F 甚至自鎖 max= 30直動= 45 擺動P與e在輪心O點的同側，取“”，異側取“”。討論與s有關，各點不同；與e的大小和方位有關；當s、ds/d、e一定時，34 凸輪機構壓力角與基本尺寸二、凸輪機構中的壓力角與基圓半徑rmin的關系偏置的目的：減小推程壓力角3-4 凸輪機構基本尺寸的確定確定r0的原則：在結構尺寸允許的條件下，盡可能使減??；在不超過的

10、條件下，選較小的r0。確定r0的方法初選r0驗算方法：初選r0，計算出各點的，使max；由求出r0 min的圖解安全區法；諾模圖法。根據計算設計法： 在上式中代入的一系列值，可求出對應的一系列r0值r01、 r02、 r0n，應使：3-4 凸輪機構基本尺寸的確定三、滾子半徑的確定設：當理論廓線內凹時，當理論廓線外凸時，輪廓變尖輪廓失真3-4 凸輪機構基本尺寸的確定輪廓變尖輪廓失真為避免運動失真，常?。夯騧in的求法：圖解近似確定-三圓法解析法逐點計算、比較，確定min。注意從結構、強度方面考慮，滾子半徑rT不能太小，通常取若rT不能減小而又出現運動失真，怎么辦？舉例例、圖示凸輪機構中，從動件的起始上升點為C0