1、1第第3 3章章 凸輪機構凸輪機構第一節(jié)第一節(jié) 凸輪機構構成、應用及分類凸輪機構構成、應用及分類第二節(jié)第二節(jié) 從動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律 第三節(jié)第三節(jié) 凸輪輪廓曲線的設計凸輪輪廓曲線的設計第四節(jié)第四節(jié) 凸輪機構的壓力角及基本尺寸的確定凸輪機構的壓力角及基本尺寸的確定本章總結本章總結2第一節(jié)第一節(jié) 凸輪機構構成、應用及分類凸輪機構構成、應用及分類一、凸輪機構的構成和應用一、凸輪機構的構成和應用 構成構成 特點特點 應用應用二、二、凸輪機構的分類凸輪機構的分類三、三、凸輪機構的基本名詞術語凸輪機構的基本名詞術語 31.1.凸凸 輪輪具有曲線狀輪廓的構件具有曲線狀輪廓的構件2.2.從動件從動件

2、作往復移動或擺動的構件作往復移動或擺動的構件 往復移動往復移動直動從動件直動從動件 往復擺動往復擺動擺動從動件擺動從動件3.3.機機 架架參考坐標系，支承構件參考坐標系，支承構件構構 成成應應 用用a)a)內(nèi)燃機配氣機構內(nèi)燃機配氣機構 b)b)繞線機構繞線機構直動從動件直動從動件擺動從動件擺動從動件4a)a)內(nèi)燃機配氣機構內(nèi)燃機配氣機構 b)b)繞線機構繞線機構5 高副聯(lián)接，可較精確地實現(xiàn)任意復雜的運動規(guī)律，構高副聯(lián)接，可較精確地實現(xiàn)任意復雜的運動規(guī)律，構件數(shù)目少，結構簡單、緊湊，工作可靠。件數(shù)目少，結構簡單、緊湊，工作可靠。 缺點：不易實現(xiàn)較理想的潤滑，接觸應力較大，易磨缺點：不易實現(xiàn)較理想

3、的潤滑，接觸應力較大，易磨損，壽命相對較短，凸輪制造困難，高速傳動可能產(chǎn)生較損，壽命相對較短，凸輪制造困難，高速傳動可能產(chǎn)生較大沖擊。大沖擊。 當凸輪作等速轉動時，從動件的運動規(guī)律當凸輪作等速轉動時，從動件的運動規(guī)律（指位移、速度、加速度、躍度等）取決于凸輪輪廓的曲線形狀取決于凸輪輪廓的曲線形狀 ；反；反之，按機器的工作要求給定從動件的運動規(guī)律以后，可合之，按機器的工作要求給定從動件的運動規(guī)律以后，可合理地設計出凸輪的曲線輪廓。理地設計出凸輪的曲線輪廓。 特特 點點6二、凸輪機構的分類二、凸輪機構的分類1 1按凸輪的形狀分類按凸輪的形狀分類2 2按從動件形狀分類按從動件形狀分類3 3按凸輪與從

4、動件維持高副接觸的方式分類按凸輪與從動件維持高副接觸的方式分類4 4按從動件的運動形式分類按從動件的運動形式分類71 1按凸輪的形狀分類按凸輪的形狀分類盤狀凸輪盤狀凸輪移動凸輪移動凸輪圓柱凸輪圓柱凸輪82 2按從動件形狀分類按從動件形狀分類v 尖底從動件尖底從動件v 滾子從動件滾子從動件v 平底從動件平底從動件v 曲底從動件曲底從動件93 3按凸輪與從動件維持高副接觸的方式分類按凸輪與從動件維持高副接觸的方式分類v力封閉凸輪機構力封閉凸輪機構v形封閉凸輪機構形封閉凸輪機構104 4按從動件的運動形式分類按從動件的運動形式分類直動從動件直動從動件擺動從動件擺動從動件對心式對心式偏置式偏置式11三

5、、凸輪機構的基本名詞術語三、凸輪機構的基本名詞術語 （1）基圓基圓 以凸輪轉動中心為圓心，以凸輪理論輪廓曲線上的以凸輪轉動中心為圓心，以凸輪理論輪廓曲線上的 最小半徑為半徑所畫的圓。半徑用最小半徑為半徑所畫的圓。半徑用 表示。表示。（2）推程推程 從動件從距凸輪轉動中心的最近點向最遠點的運動過程。從動件從距凸輪轉動中心的最近點向最遠點的運動過程。（3）回程回程 從動件從距凸輪轉動中心的最遠點向最近點的運動過程。從動件從距凸輪轉動中心的最遠點向最近點的運動過程。（4）行程行程 從動件的最大運動距離。常用從動件的最大運動距離。常用 h 表示行程。表示行程。（5）推程角推程角 從動件從距凸輪轉動中心

6、的最近點運動到最遠點時，從動件從距凸輪轉動中心的最近點運動到最遠點時， 凸輪所轉過的角度。用凸輪所轉過的角度。用 表示。表示。（6）回程角回程角 從動件從距凸輪轉動中心的最遠點運動到最近點時，從動件從距凸輪轉動中心的最遠點運動到最近點時， 凸輪轉過的角度。用凸輪轉過的角度。用 表示。表示。（7）遠休止角遠休止角 從動件在距凸輪轉動中心的最遠點靜止不動時，從動件在距凸輪轉動中心的最遠點靜止不動時， 凸輪轉過的角度。用凸輪轉過的角度。用 表示。表示。（8）近休止角近休止角 從動件在距凸輪轉動中心的最近點靜止不動時，從動件在距凸輪轉動中心的最近點靜止不動時， 凸輪轉過的角度。用凸輪轉過的角度。用 表

7、示。表示。（9）從動件的位移從動件的位移 凸輪轉過轉角凸輪轉過轉角 時，從動件運動的距離。時，從動件運動的距離。 位移位移 從距凸輪中心的最近點開始計量。從距凸輪中心的最近點開始計量。brsss 教材教材P42圖圖3512返回返回基本名詞術語基本名詞術語1.基圓2.推程3.回程4.升程（行程）5.推程角6.回程角7.遠休止角8.近休止角9.從動件的位移13 1. 1. 位移位移s 的度量基準，一律從升程的最低位置的度量基準，一律從升程的最低位置A A點算起（不點算起（不論升程、回程）；論升程、回程）； 2.2.轉角轉角分別以本行程開始時凸輪的向徑作為度量基準；分別以本行程開始時凸輪的向徑作為度

8、量基準； 3.3.初始條件：初始條件：hstst，時，回程：時間，時，升程：時間00000h0幾條規(guī)定幾條規(guī)定 14第二節(jié)第二節(jié) 從動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律是從動件的運動規(guī)律是幾種常用的從動件運動規(guī)律幾種常用的從動件運動規(guī)律15 從動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律 是指是指從動件的位移、速度、加速度從動件的位移、速度、加速度與凸輪轉角（或時間）之間的函數(shù)關系與凸輪轉角（或時間）之間的函數(shù)關系。 凸輪的輪廓曲線取決于從動件的運動規(guī)律，故從動件的運動凸輪的輪廓曲線取決于從動件的運動規(guī)律，故從動件的運動規(guī)律是設計凸輪的重要依據(jù)。規(guī)律是設計凸輪的重要依據(jù)。 運動參數(shù)運動參數(shù) s、v

9、、a 之間的關系（即從動件運動規(guī)律的數(shù)學之間的關系（即從動件運動規(guī)律的數(shù)學表達式）為：表達式）為：22dddddd)(tstvatsvtss)(dddd)(dddddddd)(222fstvafststsvfs 在高速重載等情況下，在高速重載等情況下， 有時也考慮加速度的變化率有時也考慮加速度的變化率(躍度)：)(d/d33ftaj16幾種常用的從動件運動規(guī)律幾種常用的從動件運動規(guī)律一、多項式類的運動規(guī)律一、多項式類的運動規(guī)律 1 1一次多項式一次多項式等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律 2 2二次多項式二次多項式等加速與等減速運動規(guī)律等加速與等減速運動規(guī)律 3 3五次多項式運動規(guī)律五次多項式運動規(guī)律二

10、、三角函數(shù)運動規(guī)律二、三角函數(shù)運動規(guī)律 1 1余弦加速度運動規(guī)律（又稱簡諧運動規(guī)律）余弦加速度運動規(guī)律（又稱簡諧運動規(guī)律） 2 2正弦加速度運動規(guī)律（又稱擺線運動規(guī)律）正弦加速度運動規(guī)律（又稱擺線運動規(guī)律）三、三、組合型運動規(guī)律組合型運動規(guī)律 ncccccsn332210.是指從動件的加速度按余弦曲線或正弦曲線變化是指從動件的加速度按余弦曲線或正弦曲線變化17邊界條件邊界條件 。時，；時，hss000dddd1110actctsvccs常數(shù)1.1.一次多項式一次多項式等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律代入整理得從動件在推程時的運動方程為：代入整理得從動件在推程時的運動方程為：0ahvhs 從動件按等速運

11、從動件按等速運動規(guī)律運動時的位移、動規(guī)律運動時的位移、速度、加速度對凸輪速度、加速度對凸輪轉角的變化線圖轉角的變化線圖 在行程的起點與終點處，由于在行程的起點與終點處，由于速度發(fā)生突變，加速度在理論上無速度發(fā)生突變，加速度在理論上無窮大，導致從動件產(chǎn)生非常大的沖窮大，導致從動件產(chǎn)生非常大的沖擊慣性力，稱這種沖擊為擊慣性力，稱這種沖擊為剛性沖擊剛性沖擊。 其它多項式，如二次、五次等其它多項式，如二次、五次等多項式運動規(guī)律，求解過程與一次多項式運動規(guī)律，求解過程與一次多項式運動規(guī)律類似。多項式運動規(guī)律類似。18 由加速度線圖可知，由加速度線圖可知，O O、A A、B B 三點的加速度三點的加速度有

12、突變，因而從動件的慣性力也有突變。由于加有突變，因而從動件的慣性力也有突變。由于加速度的突變?yōu)橐挥邢拗?，慣性力的突變也是有限速度的突變?yōu)橐挥邢拗?，慣性力的突變也是有限值。對凸輪機構的沖擊也是有限的，故稱之為值。對凸輪機構的沖擊也是有限的，故稱之為柔柔性沖擊性沖擊。2.2.二次多項式二次多項式等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律22222442h ah vhs222224)(4)(2hahvhhs 00， /2/2推程階段推程階段 /2/2， 19 5次多項式運動規(guī)律的加速度對次多項式運動規(guī)律的加速度對凸輪轉角的變化是連續(xù)曲線，因而沒凸輪轉角的變化是連續(xù)曲線，因而沒有慣性力引起的沖擊現(xiàn)象，運

13、動平穩(wěn)有慣性力引起的沖擊現(xiàn)象，運動平穩(wěn)性好，可用于高速凸輪機構。性好，可用于高速凸輪機構。3.3.五次多項式運動規(guī)律五次多項式運動規(guī)律)12018060()306030()61510(352432453423554433hahvhs推程階段推程階段201 1余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律 余弦加速度運動規(guī)律的加速度方程為半個周余弦加速度運動規(guī)律的加速度方程為半個周期的余弦曲線，也稱期的余弦曲線，也稱簡諧運動規(guī)律簡諧運動規(guī)律。則推程階段。則推程階段的加速度方程為的加速度方程為)cos(0aa 對上式積分，即得速度和位移方程，然后由邊對上式積分，即得速度和位移方程，然后由邊界條件求出待定系數(shù)

14、和積分系數(shù)，得余弦加速度運界條件求出待定系數(shù)和積分系數(shù)，得余弦加速度運動規(guī)律的運動方程為動規(guī)律的運動方程為)cos(2)sin(2)cos(22222hahvhhs 余弦加速度運動規(guī)律的加速度在行程始、終點有突變，這會引起余弦加速度運動規(guī)律的加速度在行程始、終點有突變，這會引起柔性沖擊柔性沖擊。位移線圖求法位移線圖求法211 1余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律位移線圖求法位移線圖求法 余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律即簡諧運動規(guī)律。簡諧運動規(guī)律。 簡諧運動規(guī)律簡諧運動規(guī)律點在圓周上作勻速運動時，它在這個圓的直徑上的投影所構成的運動。 當從動件按簡諧運動規(guī)律運動時，其加速度曲線為余弦曲線

15、，故稱為余弦加速度運余弦加速度運動規(guī)律動規(guī)律。 返回 （簡諧運動規(guī)律位移線圖按此運動規(guī)律就可作出）222 2正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律 正弦加速度運動規(guī)律的加速正弦加速度運動規(guī)律的加速度方程為整周期的正弦曲線，也度方程為整周期的正弦曲線，也稱稱擺線運動規(guī)律擺線運動規(guī)律。則推程階段的。則推程階段的加速度方程為：加速度方程為： 采用與余弦加速度運動規(guī)律采用與余弦加速度運動規(guī)律同樣的方法得正弦加速度運動規(guī)同樣的方法得正弦加速度運動規(guī)律的運動方程為：律的運動方程為：)2sin(0aa )2sin(2)2cos()2sin(222hahhvhhs 其運動線圖如圖其運動線圖如圖所示。由于加速度沒

16、所示。由于加速度沒有突變，因而在運動有突變，因而在運動中沒有沖擊?？稍谳^中沒有沖擊?？稍谳^高速度工況下使用。高速度工況下使用。位移線圖求法位移線圖求法將各 代入得各s值，再用光滑曲線將各s值的點連線得。232 2正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律 正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律即擺線運動規(guī)律。擺線運動規(guī)律。擺線運動規(guī)律擺線運動規(guī)律當滾圓沿縱坐標軸作勻速純滾動時，圓周上一點的軌跡為一擺線。 此時該點在縱坐標軸上的投影隨時間變化的規(guī)律稱為擺線運動規(guī)律。 當從動件按擺線運動規(guī)律運動時，其加速度曲線為正弦曲線，故稱為正正弦加速度運動規(guī)律弦加速度運動規(guī)律。 返回242 2正弦加速度運動規(guī)律正弦加

17、速度運動規(guī)律位移線圖求法位移線圖求法正弦加速度運動規(guī)律位移線圖按擺線運動規(guī)律就可作出。 即：利用2Rh， R=h/ 2 作出。25從動件常用運動規(guī)律比較從動件常用運動規(guī)律比較26三、組合型運動規(guī)律三、組合型運動規(guī)律 隨著對機械性能要求的不斷提高，對從動件運動規(guī)律的隨著對機械性能要求的不斷提高，對從動件運動規(guī)律的要求也越來越嚴格。為了滿足工程的需要，根據(jù)上述基本運要求也越來越嚴格。為了滿足工程的需要，根據(jù)上述基本運動規(guī)律的特點進行組合設計而形成新的組合型運動規(guī)律，其動規(guī)律的特點進行組合設計而形成新的組合型運動規(guī)律，其應用已相當廣泛。應用已相當廣泛。 例如例如改進等速運動規(guī)律改進等速運動規(guī)律，其行

18、程的起點和終點可用正弦，其行程的起點和終點可用正弦加速度運動規(guī)律或加速度運動規(guī)律或5 5次多項式運動規(guī)律來組合，以避免任何次多項式運動規(guī)律來組合，以避免任何形式的沖擊。形式的沖擊。27改改進進等等速速運運動動規(guī)規(guī)律律 其行程的起點其行程的起點和終點用正弦加速和終點用正弦加速度運動規(guī)律來組合，度運動規(guī)律來組合，以避免任何形式的以避免任何形式的沖擊。沖擊。 組合型運動規(guī)律圖組合型運動規(guī)律圖 28第三節(jié)第三節(jié) 凸輪輪廓曲線的設計凸輪輪廓曲線的設計 主要任務主要任務 根據(jù)選定的從動件運動規(guī)律和其它設計數(shù)據(jù)，根據(jù)選定的從動件運動規(guī)律和其它設計數(shù)據(jù)，畫出凸輪的輪廓曲線或計算出輪廓曲線的坐標值。畫出凸輪的輪

19、廓曲線或計算出輪廓曲線的坐標值。一、一、 凸輪機構的相對運動原理凸輪機構的相對運動原理二、二、 凸輪機構的輪廓曲線凸輪機構的輪廓曲線三、三、 凸輪廓線的設計凸輪廓線的設計圖解法：圖解法：1.1.直動從動件盤形凸輪廓線的設計直動從動件盤形凸輪廓線的設計 2.2.擺動從動件盤形凸輪廓線的設計擺動從動件盤形凸輪廓線的設計 29一、凸輪機構的相對運動原理一、凸輪機構的相對運動原理直動尖底從動件盤形凸輪機構直動尖底從動件盤形凸輪機構結論結論： 復合運動中從動件尖復合運動中從動件尖頂相對凸輪運動的運動軌頂相對凸輪運動的運動軌跡就形成了凸輪的輪廓曲跡就形成了凸輪的輪廓曲線。線。反轉法反轉法（假定凸輪固定不動

20、而使從動件連同導路一起反轉） 目的：目的：通過機構的反向轉動，使凸輪靜止不動， 以便能在圖上畫出其輪廓。 平底從動件平底從動件滾子從動件滾子從動件)()(s 由于尖頂始終與凸輪輪廓接觸，所以反轉后尖頂?shù)倪\動軌跡就是凸輪輪廓。30平底從動件平底從動件滾子從動件滾子從動件31 實際廓線實際廓線凸輪與從動件直接接觸的廓線稱為凸輪的實際廓線。凸輪與從動件直接接觸的廓線稱為凸輪的實際廓線。 理論廓線理論廓線對于滾子從動件，可把滾子圓心看作從動件的尖點，該點的復對于滾子從動件，可把滾子圓心看作從動件的尖點，該點的復合運動軌跡稱為凸輪的理論廓線。實際廓線是滾子的包絡線。合運動軌跡稱為凸輪的理論廓線。實際廓線

21、是滾子的包絡線。 理論廓線與實際廓線之間的法線距離處處相等，均等于滾子半徑。因此，當理論廓線與實際廓線之間的法線距離處處相等，均等于滾子半徑。因此，當已知凸輪的理論廓線方程和滾子曲線方程后，滾子的包絡線方程就是凸輪的實際已知凸輪的理論廓線方程和滾子曲線方程后，滾子的包絡線方程就是凸輪的實際廓線方程。廓線方程。 二、凸輪機構的輪廓曲線二、凸輪機構的輪廓曲線注意注意：在滾子從動件盤形凸輪機構中，凸輪轉角一般在理論廓線的理論廓線的基圓上基圓上量度，從動件的位移也是導路的方向線與理輪廓線基圓的交點基圓的交點至滾子中心至滾子中心之間的距離。32 1）尖頂從動件）尖頂從動件 對心對心 如圖如圖：已知：從動

22、件位移線圖；已知：從動件位移線圖； 基圓半徑基圓半徑rb（rmin） 凸輪轉向：順時針，等角速度。凸輪轉向：順時針，等角速度。求凸輪廓線。求凸輪廓線。具體設計步驟：略具體設計步驟：略注意注意：（1）取比例尺時，位移線圖（一般需自己繪制）的比例尺與凸輪比例尺）取比例尺時，位移線圖（一般需自己繪制）的比例尺與凸輪比例尺 一樣，這樣作圖簡便。一樣，這樣作圖簡便。（2）最后得到的凸輪廓線是理論廓線，因為從動件型式不同，凸輪的實）最后得到的凸輪廓線是理論廓線，因為從動件型式不同，凸輪的實 際廓線與理論廓線不一定重合。際廓線與理論廓線不一定重合。 對尖頂從動件來說，實際廓線與理論廓線重合為一條曲線；對尖頂

23、從動件來說，實際廓線與理論廓線重合為一條曲線； 對滾子（或平底）從動件來說，不重合。對滾子（或平底）從動件來說，不重合。圖解法：圖解法：1.1.直動從動件盤形凸輪廓線的設計直動從動件盤形凸輪廓線的設計33對心尖頂直動從動件盤形凸輪對心尖頂直動從動件盤形凸輪34 1）尖頂從動件）尖頂從動件注意：注意：（3）對偏置直動從動件（即偏距）對偏置直動從動件（即偏距e0） 偏置偏置 如圖：如圖：顯然，從動件在反顯然，從動件在反 轉轉運動中，其運動中，其導路始終與凸輪軸心導路始終與凸輪軸心O保持偏距保持偏距e。因此，先作偏距。因此，先作偏距 圓（以圓（以O為為圓心，偏距圓心，偏距e為半徑的圓），再以為半徑的

24、圓），再以rb為半徑作基圓，基圓與導路的交點為半徑作基圓，基圓與導路的交點AO為為從動件的起始位置。從動件的起始位置。 具體設計如下（具體設計如下（如圖：如圖： ） ： 沿（沿（ ）方向將偏距圓分成與位移線）方向將偏距圓分成與位移線圖對應的若干等分，得若干個點；過各分點作偏距圓的切射線，得與基圓圖對應的若干等分，得若干個點；過各分點作偏距圓的切射線，得與基圓的交點；再在各切射線上量取各位移得到各點，將這些點連起來即得理論的交點；再在各切射線上量取各位移得到各點，將這些點連起來即得理論廓線。廓線。（備注：備注：教材P46另一解法:在基圓上，沿（ ）方向將基圓分成與位移線圖對應的若干等分，得若干個

25、點；再過各分點作偏距圓的切射線，在各切射線上量取各位移得到各點，將這些點連起來即得理論廓線。）圖解法：圖解法：1.1.直動從動件盤形凸輪廓線的設計直動從動件盤形凸輪廓線的設計35偏置尖頂直動從動件偏置尖頂直動從動件盤形凸輪盤形凸輪36 2）滾子從動件）滾子從動件 將尖頂從動件的尖頂改為滾子，則得滾子從動件。將尖頂從動件的尖頂改為滾子，則得滾子從動件。如圖如圖。對滾子從動件：對滾子從動件： （1）首先將滾子中心當作尖頂從動件的尖頂，按照上述尖）首先將滾子中心當作尖頂從動件的尖頂，按照上述尖 頂從動件凸輪廓線的設計方法作出曲線頂從動件凸輪廓線的設計方法作出曲線0；（2）以）以0上各點為中心畫一系列

26、滾子，再作這些滾子的內(nèi)上各點為中心畫一系列滾子，再作這些滾子的內(nèi) 包絡線包絡線，它就是凸輪的實際廓線，而，它就是凸輪的實際廓線，而0是此凸輪的是此凸輪的 理論廓線。理論廓線。 由圖可知：基圓半徑由圖可知：基圓半徑rb應當在理論廓線上度量。應當在理論廓線上度量。圖解法：圖解法：1.1.直動從動件盤形凸輪廓線的設計直動從動件盤形凸輪廓線的設計37滾子直動從動件滾子直動從動件盤形凸輪盤形凸輪38 擺動從動件盤形凸輪擺動從動件盤形凸輪凸輪回轉時，從動件繞軸在擺角凸輪回轉時，從動件繞軸在擺角2max2max內(nèi)內(nèi) 往復擺動，往復擺動，如圖如圖。 已知：已知：凸輪軸心凸輪軸心O到從動件軸心到從動件軸心AO的

27、距離的距離OAO=lOA；基圓半徑；基圓半徑rb；擺；擺桿長度桿長度AOB=lAB；從動件的位移線圖；從動件的位移線圖(1 1- - 2 2 )；凸輪以等角速度；凸輪以等角速度逆時針逆時針方向轉動。方向轉動。 求：求：凸輪廓線。凸輪廓線。 同樣采用同樣采用“反轉法反轉法”使整個機構以（使整個機構以（）繞）繞O轉動后，凸輪靜止，轉動后，凸輪靜止，機架上支承機架上支承AO以（以（）轉動，同時擺桿以原有的運動規(guī)律相對機架擺）轉動，同時擺桿以原有的運動規(guī)律相對機架擺動。動。特別注意：特別注意： 在擺動從動件的位移圖上，橫坐標為凸輪轉角在擺動從動件的位移圖上，橫坐標為凸輪轉角1 1 ，縱坐標是表示從，縱

28、坐標是表示從動件的角位移動件的角位移2 2 ，應選定角度比例尺（，應選定角度比例尺（/mm 或或 rad/mm） 具體設計步驟，見具體設計步驟，見P4849。圖解法：圖解法：2.2.擺動從動件盤形凸輪廓線的設計擺動從動件盤形凸輪廓線的設計39尖頂擺動從動件盤形凸輪尖頂擺動從動件盤形凸輪40還應注意幾點：還應注意幾點：1)所作的凸輪廓線是理論廓線。對尖頂從動件來說，該理論廓線就是實所作的凸輪廓線是理論廓線。對尖頂從動件來說，該理論廓線就是實際廓線，而對滾子（或平底）從動際廓線，而對滾子（或平底）從動件，則需過理論廓線上的點作一系件，則需過理論廓線上的點作一系列滾子（或平底），然后作它們的列滾子（

29、或平底），然后作它們的包絡線得到其實際廓線。包絡線得到其實際廓線。2)由右圖可見，尖頂從動件的理論由右圖可見，尖頂從動件的理論廓線（即實際廓線）與線段廓線（即實際廓線）與線段AB（擺桿）在某些位置已經(jīng)相交。（擺桿）在某些位置已經(jīng)相交。因此，在考慮機構的具體的結構因此，在考慮機構的具體的結構時，應將從動件做成彎桿形式，時，應將從動件做成彎桿形式，以避免機構在運動過程中凸輪以避免機構在運動過程中凸輪與從動件發(fā)生干涉。與從動件發(fā)生干涉。圖解法：圖解法：2.2.擺動從動件盤形凸輪廓線的設計擺動從動件盤形凸輪廓線的設計41第四節(jié)第四節(jié) 凸輪機構的壓力角及凸輪機構的壓力角及基本尺寸的確定基本尺寸的確定 一

30、、一、 凸輪機構的壓力角凸輪機構的壓力角二、二、 凸輪機構基本尺寸的設計凸輪機構基本尺寸的設計 1. 基圓半徑的設計基圓半徑的設計 2. 滾子半徑的設計滾子半徑的設計 42一一. 凸輪機構的壓力角凸輪機構的壓力角 壓力角壓力角 從動件在高副接觸點所受的法向壓力與從動從動件在高副接觸點所受的法向壓力與從動件在該點的線速度方向所夾的銳角件在該點的線速度方向所夾的銳角 。 Fy= Fncos ， Fx= Fnsin Fy , , Fx 當當 到一定程度，到一定程度，F(xiàn)x 在導路中引起的摩擦在導路中引起的摩擦阻力阻力Fy時，無論凸輪加給從動件的作用力多大，時，無論凸輪加給從動件的作用力多大，從動件都不

31、能運動，這種現(xiàn)象稱為從動件都不能運動，這種現(xiàn)象稱為自鎖自鎖。 凸輪機構的壓力角是凸輪設計的重要參數(shù)。凸輪機構的壓力角是凸輪設計的重要參數(shù)。 運動過程中，壓力角的大小是變化的。運動過程中，壓力角的大小是變化的。 凸輪機構的最大壓力角要小于許用壓力角，凸輪機構的最大壓力角要小于許用壓力角， 即：即： max 推薦：直動從動件推程推薦：直動從動件推程 30； 擺動從動件推程擺動從動件推程 45。431. 基圓半徑的設計（一）基圓半徑的設計（一）對心直動滾子從動件盤形凸輪機構對心直動滾子從動件盤形凸輪機構: :在推程任一位置時壓在推程任一位置時壓力角的表達式為：力角的表達式為： srsbddtan 其中，其中，ds/dds/d v v2 2/ /1 1 位移曲線斜率位移曲線斜率 （該式用瞬心法推出，不具體推導）（該式用瞬心法推出，不具體推導）分析結果：分析結果： 基圓半徑越大，壓力角越小。基圓半徑越大，壓力角越小。從傳力的角度來看從傳力的角度來看，基圓半徑越大越好；，基圓半徑越大越好；從機構緊湊的角度來看從機構緊湊的角度來看，基圓半徑越小越，基圓半徑越小越好。好。 在設計時，應在滿足許用壓力角要求滿足許用壓力角要求的前提下，選取最小的基圓半徑的前提下，選取最小的基圓半徑。 441. 基圓半徑的設計（二）基圓半徑的設計（二）對偏置尖頂直動從動件盤