1、第九章第九章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計凸輪機構(gòu)及其設(shè)計9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類9-2 推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計凸輪輪廓曲線的設(shè)計9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類1凸輪機構(gòu)的組成實例內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)自動機床進刀機構(gòu)自動機床凸輪機構(gòu)特點 適當?shù)脑O(shè)計凸輪廓線可實現(xiàn)各種運動規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單，緊湊；但易磨損，傳力不大。應(yīng)用：各種機械，特別是自動機械、自動控制裝置和裝配生產(chǎn)線中。工程中用以實現(xiàn)機械化和自動化的一種常用機構(gòu)。凸輪機構(gòu)凸輪凸輪從動件從動件機架機架三個基本構(gòu)件組成的高副機構(gòu)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。具有

2、曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。由凸輪直接推動的構(gòu)件。由凸輪直接推動的構(gòu)件。又稱推桿。又稱推桿。組成：9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類特點 適當?shù)脑O(shè)計凸輪廓線可實現(xiàn)各種運動規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單，緊湊；但易磨損，傳力不大。應(yīng)用：各種機械，特別是自動機械、自動控制裝置和裝配生產(chǎn)線中。2凸輪機構(gòu)的應(yīng)用1-圓柱凸輪 2-直動從動件 3-毛坯 這種這種自動送料凸輪自動送料凸輪機構(gòu)機構(gòu)，能夠完成輸，能夠完成輸送毛坯到達預(yù)期位送毛坯到達預(yù)期位置的功能，但對毛置的功能，但對毛坯在移動過程中的坯在移動過程中的運動沒有特殊的要運動沒有特殊的要求求 9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類1)實現(xiàn)預(yù)期的位置要求繞線機構(gòu)

3、繞線機構(gòu)312A線線這種凸輪在這種凸輪在運動中能推運動中能推動擺動從動動擺動從動件件2 2實現(xiàn)實現(xiàn)均均勻勻纏繞線繩纏繞線繩的運動學要的運動學要求。求。 9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類2）實現(xiàn)預(yù)期的運動規(guī)律要求靠模車削機構(gòu)靠模車削機構(gòu)9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類3皮帶輪皮帶輪5卷帶輪卷帶輪錄音機卷帶機構(gòu)錄音機卷帶機構(gòu)1放音鍵放音鍵2摩擦輪摩擦輪413245放音鍵放音鍵卷帶輪卷帶輪皮帶輪皮帶輪摩擦輪摩擦輪錄音機卷帶機構(gòu)錄音機卷帶機構(gòu)9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類3）實現(xiàn)運動和動力特性要求盤形凸輪盤形凸輪Plate camPlate cam移動凸輪移動凸輪Wedge camWedge cam(1) (1

4、) 按凸輪的形狀分按凸輪的形狀分 可視為盤形凸輪的回可視為盤形凸輪的回轉(zhuǎn)軸心處于無窮遠處轉(zhuǎn)軸心處于無窮遠處時演化而成的時演化而成的結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。應(yīng)用最為廣泛應(yīng)用最為廣泛9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類3凸輪機構(gòu)的分類圓柱凸輪圓柱凸輪Cylindrical camCylindrical cam空間凸輪機構(gòu)空間凸輪機構(gòu), ,可使從動件獲得大的工作行程又不可使從動件獲得大的工作行程又不致過于龐大。致過于龐大。9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類(2) (2) 按推桿的形狀分按推桿的形狀分尖頂從動件尖頂從動件Knife-edge followerKnife-edge follower滾子

5、從動件滾子從動件Roller followerRoller follower構(gòu)造簡單、易磨損、用于儀表機構(gòu)。構(gòu)造簡單、易磨損、用于儀表機構(gòu)。磨損小，應(yīng)用廣。磨損小，應(yīng)用廣。9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類平底從動件平底從動件Flat-face follower9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類從動件與凸輪之從動件與凸輪之間易形成油膜，間易形成油膜，潤滑狀況好，受潤滑狀況好，受力平穩(wěn)，傳動效力平穩(wěn)，傳動效率高，常用于高率高，常用于高速場合。但與之速場合。但與之相配合的凸輪輪相配合的凸輪輪廓須全部外凸。廓須全部外凸。( () ) 按推桿的運動形式分按推桿的運動形式分擺動從動件擺動從動件Oscillating

6、 Oscillating followerfollower移動從動件移動從動件Reciprocating Reciprocating followerfollower9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類據(jù)導路與回轉(zhuǎn)中心據(jù)導路與回轉(zhuǎn)中心的相對位置的相對位置對心式對心式偏置式偏置式移動從動件移動從動件9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類(4)(4)按凸輪與從動件維持高副接觸按凸輪與從動件維持高副接觸( (封閉封閉) )的方式分的方式分力封閉型凸輪機構(gòu)力封閉型凸輪機構(gòu)Force-closed camsForce-closed cams彈簧力封閉彈簧力封閉Force-closed by Force-closed by

7、 preloaded springpreloaded spring從動件與凸輪保持接觸的從動件與凸輪保持接觸的方式，保持運動不失真。方式，保持運動不失真。9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類利用從動件自身重力、回復彈簧力或其它外力，利用從動件自身重力、回復彈簧力或其它外力，重力封閉重力封閉 Force-closed by Force-closed by gravitygravity9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類形封閉型凸輪機構(gòu)形封閉型凸輪機構(gòu)Form-closed camsForm-closed cams凹槽凸輪機構(gòu)凹槽凸輪機構(gòu)Plate-groove cam Plate-groove cam mech

8、anismmechanism利用凸輪與從動件的特利用凸輪與從動件的特殊幾何形狀和尺寸殊幾何形狀和尺寸9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類通過其溝槽兩通過其溝槽兩側(cè)的廓線始終側(cè)的廓線始終保持與從動件保持與從動件接觸。接觸。等寬凸輪機構(gòu)等寬凸輪機構(gòu)Constant-breadth cam Constant-breadth cam mechanismmechanismW9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類凸輪廓線上任意兩條凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離都平行切線間的距離都相等，且等于從動件相等，且等于從動件矩形框架矩形框架2 2內(nèi)側(cè)兩個內(nèi)側(cè)兩個平底之間的距離。平底之間的距離。等徑凸輪機構(gòu)Conjugate yo

9、ke radial cam mechanismr1r2r1+r2 =const過凸輪軸心過凸輪軸心O O所作任一徑向線上與凸輪相接觸的兩所作任一徑向線上與凸輪相接觸的兩滾子中心間的距離處處相等。滾子中心間的距離處處相等。9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類共軛凸輪機構(gòu)（主回）共軛凸輪機構(gòu)（主回）Conjugate cam mechanism 主凸輪主凸輪1 1推動從動推動從動件完成沿逆時針方向件完成沿逆時針方向正行程的擺動，另一正行程的擺動，另一個凸輪個凸輪1 1/ /推動完成沿推動完成沿順時針方向的反行程順時針方向的反行程的擺動。這種凸輪機的擺動。這種凸輪機構(gòu)又稱為構(gòu)又稱為主回凸輪機主回凸輪機構(gòu)構(gòu)9

10、-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類反凸輪機構(gòu)反凸輪機構(gòu)擺桿為主動件，凸擺桿為主動件，凸輪為從動件輪為從動件9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類總結(jié)：（1）按凸輪的形狀分1）盤形凸輪（移動凸輪）2）圓柱凸輪（2）按推桿形狀及運動形式分1）尖頂推桿、滾子推桿和平底推桿2）對心直動推桿、偏置直動推桿和擺動推桿（3）按保持高副接觸方法分1）力封閉的凸輪機構(gòu)2）幾何封閉的凸輪機構(gòu)9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類9-1 凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類不同類型的凸輪與從動件組合：尖頂直動從動件對心盤狀凸輪機構(gòu)滾子直動從動件偏置盤狀凸輪機構(gòu)等（最基本類型）本章重點：以基本類型為重點研究，找出凸研究，找出凸輪設(shè)計的基本方法。9-1 凸輪機構(gòu)

11、的應(yīng)用和分類9-2 推桿的運動規(guī)律基圓 基圓半徑 r0推程 推程運動角 0遠休 遠休止角 01回程 回程運動角 0近休 近休止角 02行程 hs s(t) s( )v v(t) v( )a a(t) a( )1名詞術(shù)語及符號推桿運動規(guī)律：推桿運動規(guī)律：推桿在推程或回程時，其位移推桿在推程或回程時，其位移S S、速度速度V V和加速度和加速度a a 隨時間隨時間t t 的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。2推桿常用的運動規(guī)律（1）多項式運動規(guī)律推程時：s = h /0在始末兩瞬時有剛性沖擊。1）一次多項式運動規(guī)律（等速運動規(guī)律）推桿的多項式運動規(guī)律的一般表達式為：s = C0+C1+C2 2+Cn n式中

12、為凸輪轉(zhuǎn)角；s為推桿位移；C0，C1，C2，Cn為待定系數(shù)， 可利用邊界條件等來確定。9-2 推桿的運動規(guī)律推桿等加速推程段： s = 2h 2/02推桿等減速推程段： s = h2h(0 )2/02在始、中、末三瞬時有柔性沖擊。2）二次多項式運動規(guī)律（等加速等減速或拋物線運動規(guī)律拋物線運動規(guī)律）9-2 推桿的運動規(guī)律1s2 35463h/20 0h/29-2 推桿的運動規(guī)律s10h 3/0315h 4/046h 5/05既無剛性沖擊，又無柔性沖擊。3）五次多項式運動規(guī)律（3-4-5多項式運動規(guī)律） 對于多項式運動規(guī)律，其多項式中待定系數(shù)的數(shù)對于多項式運動規(guī)律，其多項式中待定系數(shù)的數(shù)目應(yīng)與邊界

13、條件的數(shù)目相等，其數(shù)目多少應(yīng)根據(jù)工作目應(yīng)與邊界條件的數(shù)目相等，其數(shù)目多少應(yīng)根據(jù)工作要求來確定。但當邊界條件增多時，會使設(shè)計計算復要求來確定。但當邊界條件增多時，會使設(shè)計計算復雜，加工精度也難以達到，故通常不宜采用太高次數(shù)雜，加工精度也難以達到，故通常不宜采用太高次數(shù)的多項式。的多項式。說明（2）三角函數(shù)運動規(guī)律推程時：sh1cos( /0)/2在始、末兩瞬時有柔性沖擊。1）余弦加速度運動規(guī)律（簡諧運動規(guī)律）9-2 推桿的運動規(guī)律s s123 456123456ha推程時：sh( /0)sin(2 /0) /(2)2）正弦加速度運動規(guī)律（擺線運動規(guī)律）9-2 推桿的運動規(guī)律既無剛性沖擊，又無柔性

14、沖擊。 當滾圓沿縱坐標一當滾圓沿縱坐標一作勻速純滾動時，圓周作勻速純滾動時，圓周上一點的軌跡為一擺線。上一點的軌跡為一擺線。此時，該點在縱坐標上此時，該點在縱坐標上的投影隨時間變化的規(guī)的投影隨時間變化的規(guī)律稱為擺線運動規(guī)律。律稱為擺線運動規(guī)律。9-2 推桿的運動規(guī)律 組合原則 要保證在銜接點上運動參數(shù)保持連續(xù)；在運動的始末處滿足邊界條件。（3）組合型運動規(guī)律3推桿的運動規(guī)律的選擇 1）機器的工作過程只要求凸輪轉(zhuǎn)過角度0時，推桿完成一個行程 h或角行程，而對其運動規(guī)律并未作嚴格要求。 在此情況下，可考慮采用圓弧、直線或其他簡單曲線為凸輪廓線。例 主令開關(guān)中的凸輪機構(gòu)2）機器的工作過程對推桿的運動

15、規(guī)律有完全確定的要求。此時只能根據(jù)工作所需要的運動規(guī)律來設(shè)計。 3）對于速度較高的凸輪機構(gòu)，還應(yīng)考慮該種運動規(guī)律的速度最大值vmax、加速度最大值amax和躍度的最大值 jmax等。（表9-1）9-2 推桿的運動規(guī)律衡量運動特性的主要指標：衡量運動特性的主要指標：1 1、最大速度、最大速度 最大速度值越大，則從動件系統(tǒng)的動量也大。若機構(gòu)在工作中遇到需要緊急停車的情況，由于從動件系統(tǒng)動量過大，會出現(xiàn)操控失靈，造成機構(gòu)損壞等安全事故。因此希望從動件運動速度的最大值越小越好。9-2 推桿的運動規(guī)律2 2、最大加速度、最大加速度 最大加速度值的大小，會直接影響從動件系統(tǒng)的慣性力，從動件與凸輪廓線的接觸

16、應(yīng)力，從動件的強度等。因此希望從動件在運動過程中的加速度最大值越小越好。 3 3、運動規(guī)律的高階導數(shù)、運動規(guī)律的高階導數(shù) 運動規(guī)律的高階導數(shù)是否連續(xù)也是衡量運動規(guī)律特性的主要指標。 研究表明，為有效改善凸輪機構(gòu)的動力學特性，減小系統(tǒng)的殘余振動，應(yīng)選取躍度連續(xù)的運動規(guī)律進行凸輪廓線設(shè)計。9-2 推桿的運動規(guī)律 無論是采用作圖法還是解析法設(shè)計凸輪廓線，所依據(jù)的基本原理都是反轉(zhuǎn)法原理。9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計1凸輪廓線設(shè)計的基本原理 當根據(jù)凸輪機構(gòu)的工作要求和結(jié)構(gòu)條件選定了其當根據(jù)凸輪機構(gòu)的工作要求和結(jié)構(gòu)條件選定了其機構(gòu)的型式機構(gòu)的型式、基本尺寸基本尺寸、推桿的運動規(guī)律推桿的運動規(guī)律和和凸輪的轉(zhuǎn)凸

17、輪的轉(zhuǎn)向向之后，就可以進行凸輪輪廓曲線的設(shè)計了。之后，就可以進行凸輪輪廓曲線的設(shè)計了。凸輪廓線設(shè)計的方法：作圖法和解析法直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計（1）凸輪的輪廓曲線與推桿的相對運動關(guān)系O O-3311223 33 31 11 12 22 2s2s29-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計（2）凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理 當給整個凸輪機構(gòu)加一個公共角速度，使其繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動時，凸輪將靜止不動，而推桿則一方面隨其導軌作反轉(zhuǎn)運動， 另一方面又沿導軌作預(yù)期的往復運動。推桿在這種復合運動中，其尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪的輪廓曲線。反轉(zhuǎn)法原理2用作圖法設(shè)計凸輪廓線 （1）直動推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計

18、結(jié)論結(jié)論 尖頂推桿盤形凸輪廓線的尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計是滾子推桿和平底推桿盤形凸設(shè)計是滾子推桿和平底推桿盤形凸輪廓線設(shè)計的基本問題及方法。輪廓線設(shè)計的基本問題及方法。1）偏置直動尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計2）偏置直動滾子推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計3）對心直動平底推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計（2）擺動推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計1）擺動尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計2）擺動滾子推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計3）擺動平底推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計 總結(jié) 對于滾子推桿（或平底推桿）的盤形凸輪廓線的設(shè)計，只要先將其滾子中心點（或推桿平底與其導路中心線的交點）視為尖頂推桿的尖頂，就可用尖頂推桿盤形凸輪廓線

19、的設(shè)計方法來確定出凸輪理論廓線上各點的位置；然后再以這些點為圓心作出一系列滾子圓（或過這些點作一系列平底推桿的平底線），再作出此圓族（或直線族）的包絡(luò)線。即得所設(shè)計凸輪的工作廓線。9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計 結(jié)論 擺動尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計方法與直動尖頂推桿盤形凸輪廓線的設(shè)計方法基本類似，所不同的是推桿的預(yù)期運動規(guī)律及作圖設(shè)計中都要用到推桿的角位移 表示，即將直動推桿的各位移方程中的位移s改為角位移 , 行程h改為角行程，就可用來求擺動推桿的角位移了。（3）直動推桿圓柱凸輪廓線的設(shè)計9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計作圖法的特點作圖法的特點概念清晰，簡便易行；概念清晰，簡便易行；誤差大、效率低。誤

20、差大、效率低。 解析法的特點解析法的特點計算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控計算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機床上加工。機床上加工。解析法設(shè)計的關(guān)鍵問題解析法設(shè)計的關(guān)鍵問題將凸輪廓線表示為數(shù)學方程，這一過程將凸輪廓線表示為數(shù)學方程，這一過程稱為建立數(shù)學模型。稱為建立數(shù)學模型。9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計3用解析法設(shè)計凸輪的輪廓曲線 用解析法設(shè)計凸輪廓線，就是根據(jù)工作所要求的推桿運動規(guī)律和已知的機構(gòu)參數(shù)，求凸輪廓線的方程式，并精確地計算出凸輪廓線上各點的坐標值。 （1）偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)（2）對心直動平底推桿盤形凸輪機構(gòu)（3）擺動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計 前討論凸輪

21、輪廓曲線的設(shè)計凸輪的基圓半徑推桿的滾子半徑和平底尺寸等給定基本尺寸考慮機構(gòu)受力是否良好、動作是否靈活、尺寸是否緊湊等進行設(shè)計。?9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定1.凸輪機構(gòu)的壓力角2.凸輪基圓半徑的確定3.滾子半徑的確定4.平底尺寸L的確定9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定1凸輪機構(gòu)的壓力角（2）凸輪機構(gòu)的壓力角F G/cos( +1)(1+ 2b/l)sin( +1)tan2 若 大至使F增至無窮大時，機構(gòu)將發(fā)生自鎖。 凸輪機構(gòu)的壓力角是指推桿所受正壓力的方向與推桿上點 B的速度方向之間所夾的銳角， 它是影響凸輪機構(gòu)受力情況的一個重要參數(shù)。常以表示。在其他情況不變的情況下， 愈大，F(xiàn)愈大， 此時機

22、構(gòu)的壓力角稱為臨界壓力角c， 即 carctan1/(12b/l )tan21（1）凸輪機構(gòu)中的作用力 為保證凸輪機構(gòu)能正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角max小于臨界壓力角c，增大l，減小b，可以使c值提高。 通常規(guī)定：凸輪機構(gòu)的最大壓力角max應(yīng)小于某一許用壓力角，生產(chǎn)實際中，為了提高機構(gòu)的效率，改善其受力情況，即max (c)許用壓力角的一般取值為推程時： 直動推桿30擺動推桿35 45回程時：70 809-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定提問：平底推桿提問：平底推桿？nn0 0vOr r0 02凸輪基圓半徑的確定tan(ds/d )e/（r02e2)1/2s在偏距一定，推桿的運動規(guī)律已知的條件下，可

23、減小壓力角，加大基圓半徑r0，從而改善機構(gòu)的傳力特性， 但機構(gòu)的尺寸會增大。（2）凸輪基圓半徑的確定 凸輪基圓半徑的確定的原則是：應(yīng)在滿足max的條件下，合理地確定凸輪的基圓半徑，使凸輪機構(gòu)的尺寸不至過大。先按滿足推程壓力角的條件來確定基圓半徑r0， 即r0(ds/d e)/tan s2+e21/2 用上式計算得 r0隨凸輪廓線上各點的ds/d、s值的不同而不同， 故需確定 r0 的極值，即為凸輪基圓半徑的最小半徑值。（1）凸輪機構(gòu)的壓力角與基圓半徑的關(guān)系9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定還要考慮滿足凸輪的結(jié)構(gòu)及強度的要求： 當凸輪和軸做成一體時，凸輪工作廓線的最小半徑應(yīng)略大于軸的半徑。 當凸輪和

24、軸單獨制作時，凸輪上要作出輪轂，此時凸輪工作廓線的最小半徑應(yīng)略大于輪轂的外徑?？扇⊥馆喒ぷ骼€的最小直徑等于或大于軸徑的（1.62）倍。9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定 確定上述極值確定上述極值r r0 0minmin不方便，工程上常根據(jù)不方便，工程上常根據(jù)諾模圖諾模圖來確定來確定r r0 0 。見下頁作者：潘存云教授諾模圖諾模圖: : 應(yīng)用實例：應(yīng)用實例：一對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，一對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，045，h=13 mm, 推桿以正弦加速度運動，推桿以正弦加速度運動，要求要求:max 30，試確定凸輪的基圓半徑，試確定凸輪的基圓半徑r0 。作圖得：作圖得：h/r00.26r

25、0 50 mmh/r0 等速運動等速運動0.01 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 2.0 3.0 5.0 作者：潘存云教授h/r0 等加等減速運動等加等減速運動0.01 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角05101525303540205060708090100100200300360最大壓力角最大壓力角max510152520354555657585403050607080h/r0 正弦加速度運動正弦加速度運動0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0 作者：潘存云教授h/r0 余弦加速度運動

26、余弦加速度運動0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0 510152520354555657585403050607080最大壓力角最大壓力角max5101525303540205060708090100100200300360凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角0h/r0 正弦加速度運動正弦加速度運動0.01 0.1 0.2 0.4 0.6 1.0 2.0 5.0 ds/dOBnnePCs0sDr r0 09-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定OBnnPeds/ds0sDCvvr r0 012導路和瞬心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心的兩側(cè)導路和瞬心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心的同側(cè)顯然，導路和瞬心位于中心同側(cè)時，壓力角將

27、減小。顯然，導路和瞬心位于中心同側(cè)時，壓力角將減小。注意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時增大了回注意：用偏置法可減小推程壓力角，但同時增大了回 程壓力角，故偏距程壓力角，故偏距 e e 不能太大。不能太大。正確偏置：正確偏置：導路位于與凸輪旋轉(zhuǎn)方向?qū)肺挥谂c凸輪旋轉(zhuǎn)方向相反的位置。相反的位置。oBnnPeB0nnPe正確偏置正確偏置錯誤偏置錯誤偏置9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定提問：提問：一對心推桿盤形凸輪機構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推程壓力角稍一對心推桿盤形凸輪機構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推程壓力角稍偏大，擬采用推桿偏置的辦法來改善，問是否可行？為什么？偏大，擬采用推桿偏置的辦法

28、來改善，問是否可行？為什么？解答：解答：可行。因為壓力角的正切值tantan=(ds/d=(ds/d e)/(re)/(r0 02 2-e-e2 2) )1/21/2+s+s由上式可知，選擇合適的偏置方向，且加大偏距e，可使壓力角減小，以改變受力情況。9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定提問：提問：在設(shè)計一對心凸輪機構(gòu)設(shè)計在設(shè)計一對心凸輪機構(gòu)設(shè)計時，時，當出現(xiàn)當出現(xiàn) 的情況，的情況，在不改變運動規(guī)律的前提下，可采取哪些措施來進行改進？在不改變運動規(guī)律的前提下，可采取哪些措施來進行改進？1)1)加大基圓半徑加大基圓半徑r r0 0 ，2)2)將對心改為偏置，將對心改為偏置，3)3)采用平底從動件采用平

29、底從動件, ,tantan=(ds/d-e)/(r=(ds/d-e)/(r0 02 2-e-e2 2) )1/21/2+s +s =0=0r r0 0 e e 解答：解答：當采用滾子從動件時，其滾子半徑當采用滾子從動件時，其滾子半徑r rr r的的大小不僅與其本身的結(jié)構(gòu)和強度等有關(guān)，還大小不僅與其本身的結(jié)構(gòu)和強度等有關(guān)，還受到凸輪廓線形狀的限制。下面分析二者之受到凸輪廓線形狀的限制。下面分析二者之間的關(guān)系。間的關(guān)系。滾子半徑滾子半徑r rr r凸輪廓線形狀凸輪廓線形狀？9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定3滾子推桿滾子半徑的選擇（1）凸輪輪廓曲線與滾子半徑的關(guān)系則arr。 此時，無論滾子半徑大小如何

30、，凸輪的工作廓線總是可以平滑地作出來的。則arr。若rr時， 則a 0，即工作廓線出現(xiàn)變尖現(xiàn)象。若 rr時，則 a 0， 即工作廓線出現(xiàn)交叉， 推桿運 動規(guī)律出現(xiàn)失真現(xiàn)象。1）當凸輪理論廓線內(nèi)凹時，2）當凸輪理論廓線外凸時，9-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定（2）滾子半徑的選擇首先，應(yīng)使?jié)L子半徑rr小于理論廓線的最小曲率半徑min。而min的大小則可用解析法或作圖法確定。 其次，要求凸輪工作廓線的最小曲率半徑amin一般不應(yīng)小于15mm。 若不滿足此要求時， 就應(yīng)增大r0，或減小rr，或修改s()，或使其工作廓線出現(xiàn)尖點的地方代以合適曲線。 此外，滾子半徑受其強度、結(jié)構(gòu)限制而不能太小。一般應(yīng)取rr(0.10.5)r09-4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定4平底推桿平底尺寸的確定l 2lmax (57) mm （a）1）用作圖法確定：2）用計算公式確定：l 2|ds/d|max (57) mm （