凸輪機構工作原理第一節

概述第二節從動件常用運動規律第三節圖解法設計盤形凸輪輪廓第一節概述結構：三個構件—凸輪、從動件、機架。作用：將連續回轉從動件直線移動或擺動。優點：可精確實現任意運動規律，簡單緊湊。缺點：高副，線接觸，易磨損，傳力不大。

應用：內燃機、縫紉機挑線機構、自動車床等。一、凸輪機構的應用和特點凸輪：具有控制從動件運動規律的曲線輪廓或凹槽的主動件。2、按凸輪形狀分：盤形、

移動、圓柱凸輪(端面

)。3、按從動件端部形狀分：尖頂、

滾子、平底從動件。尖頂——構造簡單、易磨損、用于儀表機構；滾子——磨損小，應用廣；平底——受力好、潤滑好，用于高速傳動。二、凸輪機構分類4、按凸輪與從動件的鎖合方式分類：

力鎖合：利用彈簧力或從動件自身重力使從動件與凸輪始終保持接觸。

形鎖合：利用凸輪與從動件的特殊結構形狀使從動件與凸輪始終保持接觸。1、按運動形式分：平面凸輪機構、空間凸輪機構

。按對心形式還可分為：對心、

偏置兩種。5、按從動件的運動形式分：直動從動件、擺動從動件

。4機構中凸輪勻速旋轉，帶動從動件往復移動，滾子接觸,摩擦阻力小，不易摩擦，承載能力較大，但運動規律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速。5機構中凸輪勻速旋轉，帶動從動件往復移動，壓力角始終為零度，傳力特性好，結構緊湊，潤滑性能好，摩擦阻力較小，適用于高速，但凸輪輪廓不允許呈下凹，因此實現準確的運動規律受到限制。6當盤形凸輪的回轉中心趨于無窮遠時，即成為移動凸輪，一般作往復移動。7

為保證凸輪機構能正常工作，必須保持凸輪輪廓與從動件相接觸，該機構是靠凸輪與從動件的特殊幾何結構來保持兩者的接觸。8機構中凸輪勻速旋轉，帶動從動件往復擺動，滾子接觸，摩擦阻力小，不易摩擦，承載能力較大，但運動規律有局限性，滾子軸處有間隙，不宜高速。設計：潘存云δhδhotδ1s2第二節從動件常用運動規律凸輪機構設計的基本任務:1)據工作要求選定凸輪機構的形式；名詞術語：一、凸輪機構的工作過程基圓、推程運動角、基圓半徑、推程、遠休止角、回程運動角、回程、近休止角、行程。rminh

ω1A2)從動件的運動規律；3)合理確定結構尺寸；4)設計輪廓曲線。δsδsδ’sδ’sDBCB’δtδt升-停-降-停的運動循環s＝s(t)

v＝v(t)

形式：多項式、三角函數a＝a(t)二、從動件常用的運動規律從動件運動規律：從動件的位移、速度、加速度隨時間（或凸輪轉角）的變化規律。在推程起始點：δ1=0，s2=0推程運動方程：

s2

＝hδ1/δtv2

＝

hω1/δts2δ1δtv2δ1a2δ1h在推程終止點：δ1=δt，s2=h+∞－∞剛性沖擊回程運動方程：

s2＝h(1-δ1/δh)v2＝-hω1/δha2＝0a2

＝01.等速運動規律適合低速場合在推程起始點：δ1=0，s=0等加速階段：在推程終止點：δ1=δt，s=h柔性沖擊等減速階段：2.等加速等減速運動規律v2δ1a2δ1適合中、低速場合δ0s2δ1設計：潘存云hδtδ1s2δ1a23.簡諧(余弦加速度)運動規律推程：

s2＝h[1-cos(πδ1/δt)]/2v2

＝πhω1sin(πδ1/δt)/2δta2

＝π2hω21cos(πδ1/δt)/2δ2t

回程：

s2＝h[1＋cos(πδ1/δh)]/2

v2＝-πhω1sin(πδ1/δh)/2δha2＝-π2hω21cos(πδ1/δh)/2δ2h123456δ1v2Vmax=1.57hω/2δ0在起始和終止處理論上a2為有限值，產生柔性沖擊。123456第三節圖解法設計盤形凸輪輪廓曲線設計：潘存云反轉法原理：

給整個凸輪機構施以-ω1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。O-ω13’1’2’331122ω1設計：潘存云60°rmin120°-ω1ω11’對心直動尖頂從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1（逆時針）和從動件的運動規律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件尖頂在各等份點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1.對心尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’90°90°A1876543214131211109一、直動從動件盤形凸輪輪廓設計60°120°90°90°135789111315s2δ19’11’13’12’14’10’設計：潘存云s2δ1911131513578rminA120°-ω11’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件尖頂在各等份點的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’60°90°90°1876543214131211109理論輪廓實際輪廓⑤作各位置滾子圓的內(外)包絡線。2.滾子直動從動件盤形凸輪滾子直動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動件的運動規律，設計該凸輪輪廓曲線。60°120°90°90°ω1設計：潘存云s2δ1911131513578rmin對心直動平底從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動件的運動規律，設計該凸輪輪廓曲線。設計步驟：①選比例尺μl作基圓rmin。②反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉后，從動件平底直線在各等份點的位置。④作平底直線族的內包絡線。3.對心直動平底從動件盤形凸輪8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ω1ω1A1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’12345678151413121110960°120°90°90°設計：潘存云911131513578OeA偏置直動尖頂從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1和從動件的運動規律和偏心距e，設計該凸輪輪廓曲線。4.偏置直動尖頂從動件盤形凸輪1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ω1ω16’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設計步驟小結：①選比例尺μl作基圓rmin;②反向等分各運動角;③確定反轉后，從動件尖頂在各等份點的位置;④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k860°120°90°90°s2δ16’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設計：潘存云120°B’1φ1rmin60°120°90°90°φδ1擺動從動件凸輪機構中，已知凸輪的基圓半徑rmin，角速度ω1，擺桿長度l以及擺桿回轉中心與凸輪回轉中心的距離d，擺桿角位移方程，設計該凸輪