關(guān)于凸輪機(jī)械原理第1頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本章要求了解凸輪機(jī)構(gòu)的組成、分類、應(yīng)用；從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；凸輪輪廓的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：推桿常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則；盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：凸輪基圓半徑與壓力角的關(guān)系。第2頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凸輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)凸輪與從動(dòng)件間的接觸來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是一種常見的高副機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只要設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞€，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)任何預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

§1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類一.凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用和分類

1、組成：凸輪:具有曲線輪廓的構(gòu)件，稱為凸輪.從動(dòng)件:與凸輪保持接觸的桿，稱為從動(dòng)件或推桿。

機(jī)架2、作用：將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件的移動(dòng)或擺動(dòng)

第3頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、應(yīng)用：適用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)3、特點(diǎn):(1)只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，工作可靠，容易設(shè)計(jì)；(3)高副接觸，易磨損.第4頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凸輪是由一種具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，多為主動(dòng)件，通常作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件作連續(xù)或間歇往復(fù)擺動(dòng)、移動(dòng)或平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于凸輪輪廓或溝槽的形狀。

凸輪機(jī)構(gòu)是含有凸輪的一種高副機(jī)構(gòu)，由凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)構(gòu)件、兩個(gè)低副和一個(gè)高副組成的單自由度機(jī)構(gòu)。第6頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、凸輪機(jī)構(gòu)的類型1、按凸輪的形狀和運(yùn)動(dòng)分類(1)、盤形回轉(zhuǎn)凸輪凸輪呈盤狀，具有變化的向徑，繞固定軸線回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件在垂直于凸輪軸線的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)(2)、移動(dòng)凸輪相當(dāng)于盤形凸輪機(jī)構(gòu)的軸線位于無(wú)窮遠(yuǎn)，凸輪相對(duì)于機(jī)架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)第7頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)、圓柱凸輪2、按從動(dòng)件的形狀分類它可以看成是將移動(dòng)凸輪卷繞在圓柱體的外表面上而形成的,屬于空間凸輪機(jī)構(gòu).盤形凸輪是最基本的形式,應(yīng)用較為廣泛,故本章只研究盤形凸輪機(jī)構(gòu).(1)、尖頂從動(dòng)件第8頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)、滾子從動(dòng)件(3)、平底從動(dòng)件第9頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類

（1）直(移)動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件偏置直動(dòng)從動(dòng)件第10頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擺動(dòng)從動(dòng)件(2)擺動(dòng)從動(dòng)件第11頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、按鎖合方式分類維持運(yùn)動(dòng)副中兩個(gè)構(gòu)件之間的接觸方式稱為鎖合.如溝槽凸輪、等徑及等寬凸輪、力鎖合凸輪:如靠重力、彈簧力鎖合的凸輪等；形鎖合凸輪:第12頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第13頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§2從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、凸輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性★基圓：以凸輪最小半徑rb所作的圓，rb稱為凸輪的基圓半徑?！锿瞥?、推程運(yùn)動(dòng)角：δ0★遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：★回程、回程運(yùn)動(dòng)角：★近休、近休止角：★行程：h★推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：是指推桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，其位移、速度和加速度隨時(shí)間變化（凸輪轉(zhuǎn)角δ變化）的規(guī)律。第14頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理sCDh行程推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)休止角回程運(yùn)動(dòng)角近休止角BosDrbeABC凸輪的基圓該位置為初始位置第15頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在凸輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，凸輪以等角速ω轉(zhuǎn)動(dòng)一周，而且凸輪的轉(zhuǎn)角存在著下面的關(guān)系在這個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，凸輪作連續(xù)的等速轉(zhuǎn)動(dòng)，而從動(dòng)件經(jīng)歷了推程、停歇、回程和停歇四個(gè)階段，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)是間歇運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律由于凸輪以等角速度ω作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在凸輪運(yùn)動(dòng)的任意瞬時(shí)，凸輪的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間t成線性關(guān)系，即φ＝ωt。

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指在推程和回程中，從動(dòng)件的位移、速度、加速度隨凸輪轉(zhuǎn)角或時(shí)間變化的規(guī)律。＝360°+++對(duì)于直動(dòng)從動(dòng)件來(lái)說(shuō)，存在著如下的函數(shù)關(guān)系：

s＝s（φ）

v＝v（φ）

a＝a（φ）第17頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖將從動(dòng)件在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表示成凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)，與之對(duì)應(yīng)的圖形稱為從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖。以凸輪的轉(zhuǎn)角（或?qū)?yīng)的時(shí)間）為橫坐標(biāo)，以從動(dòng)件的位移為縱坐標(biāo)所作的曲線，稱為從動(dòng)件的位移曲線。

即s＝s（φ）表示v＝v（φ）和a＝a（φ）的線圖分別稱為速度線圖和加速度線圖二從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律生產(chǎn)中對(duì)工作構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求是多種多樣的。例如自動(dòng)機(jī)床中用來(lái)控制刀具進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，要求刀具（從動(dòng)件）在工作行程時(shí)作等速運(yùn)動(dòng)（速度要求）。內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)，則要求凸輪具有良好的動(dòng)力學(xué)性能(主要是加速度要求)。在某些控制機(jī)構(gòu)中則只有簡(jiǎn)單的升距要求。第18頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐，已經(jīng)積累了能適應(yīng)多種工作要求的從動(dòng)件典型運(yùn)動(dòng)特性的運(yùn)動(dòng)曲線，即所謂“常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律”。

凸輪的輪廓形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。反之，從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪具有不同形狀的輪廓曲線，也即是說(shuō)，凸輪輪廓曲線的形狀取決于凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，通常只需根據(jù)工作要求，從常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律中選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)曲線。在一般情況下，推程是工作行程，要求比較嚴(yán)格，需要進(jìn)行仔細(xì)研究?；爻桃话阋筝^低，受力情況也比推程階段有利，故不作專門討論。第19頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律hOSvOvOa

從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的速度為常數(shù)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，稱為等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律）。推程時(shí)，設(shè)凸輪推程運(yùn)動(dòng)角為Φ，從動(dòng)件升程為h，相應(yīng)的推程時(shí)間為T，則從動(dòng)件的速度為：初始條件為：t=0時(shí)，s=0；t=T時(shí)，s=h，利用位移方程得到C1=0和C=h/T。因此有由于凸輪轉(zhuǎn)角φ=t，Φ=T，代入式，則得推程時(shí)從動(dòng)件用轉(zhuǎn)角φ表示的運(yùn)動(dòng)方程：推程的運(yùn)動(dòng)方程：V=c=常數(shù)

位移方程為:

第20頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際上，由于構(gòu)件材料有彈性，加速度和慣性力不至于達(dá)到無(wú)窮大，但仍將造成強(qiáng)烈沖擊。當(dāng)加速度為正時(shí)，它將增大凸輪壓力，使凸輪輪廓嚴(yán)重磨損；加速度為負(fù)時(shí)，可能會(huì)造成用力封閉的從動(dòng)件與凸輪輪廓瞬時(shí)脫離接觸，并加大力封閉彈簧的負(fù)荷。因此這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律只適用于低速，如自動(dòng)機(jī)床刀具進(jìn)給機(jī)構(gòu)以及在低速下工作的一些凸輪控制機(jī)構(gòu)。從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始位置和終止兩瞬時(shí)的速度有突變，故加速度在理論上由零值突變?yōu)闊o(wú)窮大，慣性力也為無(wú)窮大。由此的強(qiáng)烈沖擊稱為剛性沖擊。適用于低速場(chǎng)合。第21頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（拋物線運(yùn)動(dòng)規(guī)律）從動(dòng)件在推程（或回程）中，前半段作等加速運(yùn)動(dòng)，后半段作等減速運(yùn)動(dòng)，加速度為常數(shù)。且通常兩部分加速度的絕對(duì)值相等.由于從動(dòng)件等加速段的初速度和等減速段的末速度為零，故兩段升程所需的時(shí)間必相等，即凸輪轉(zhuǎn)角均φt/2；兩段升程也必相等，即均為h/2。推程等加速運(yùn)動(dòng)的方程式為：149410h1423560s0vvmax0amax-amaxa0j在運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程的始末點(diǎn)和前后半程的交接處，加速度雖為有限值，但加速度對(duì)時(shí)間的變化率理論上為無(wú)窮大。由此引起的沖擊稱為柔性沖擊。適用于低速場(chǎng)合。將上式積分兩次，并代入初始條件：φ=0v=0，s=0由于是等加速運(yùn)動(dòng)，因此s=a0t2/2

第22頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）：

當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在（半徑R）圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)稱為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，由于其加速度曲線為余弦曲線，故又稱為余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由位移線圖可以看出,其位移曲線方程為:S=R-Rcosθ而R=h/2及θ/π=φ/Φ代入上式得:第24頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)動(dòng)特性：這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。適用場(chǎng)合：中速、中載。第25頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第26頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

如下圖所示，一滾圓沿縱軸(S軸)作勻速純滾動(dòng)，圓上任一點(diǎn)A的軌跡為擺線。滾圓轉(zhuǎn)一周，A點(diǎn)回到縱軸上。A點(diǎn)作擺線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在縱軸上的投影即構(gòu)成從動(dòng)件擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移曲線。其加速度曲線為正弦曲線。從位移線圖可以看出,所以得:運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：整個(gè)推程運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度和加速度曲線都是連續(xù)變化的，加速度沒(méi)有任何突變，因此就不會(huì)產(chǎn)生慣性力的突變，故不會(huì)產(chǎn)生任何沖擊。第27頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇1.選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本要求◆滿足機(jī)器的工作要求；◆使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性；◆使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。2.根據(jù)工作條件確定推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾種常見情況（1）當(dāng)機(jī)械的工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，凸輪轉(zhuǎn)速不太高時(shí)，首先滿足從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其次考慮動(dòng)力特性和便于加工。例如各種機(jī)床中控制刀架進(jìn)給的凸輪機(jī)構(gòu)，為了加工出表面光滑的零件，并使機(jī)床載荷穩(wěn)定，要求進(jìn)刀時(shí)刀具作等速運(yùn)動(dòng)，故從動(dòng)件應(yīng)選擇等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)，工作要求氣門的開關(guān)愈快愈好，全開的時(shí)間保持得愈長(zhǎng)愈好，同時(shí)為了避免產(chǎn)生過(guò)大的慣性力，減小沖擊和噪音，從動(dòng)件可選用等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律。第29頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）當(dāng)機(jī)械的工作過(guò)程只要求從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)一定的工作行程，而對(duì)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)特殊要求時(shí)，低速時(shí)考慮使凸輪機(jī)構(gòu)具有較好的動(dòng)力特性和便于加工。高速時(shí)主要考慮以減小慣性力和沖擊為依據(jù)來(lái)選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如，用于機(jī)床操縱機(jī)構(gòu)中的凸輪機(jī)構(gòu)，主要是要求凸輪轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，從動(dòng)件擺動(dòng)一定角度。至于從動(dòng)件按什么規(guī)律運(yùn)動(dòng)并不重要。所以從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇是在滿足位移要求的前提下，盡可能使凸輪便于加工，例如，用圓弧和直線組成凸輪的輪廓曲線。工件工件ω第30頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）對(duì)于高速輕載的凸輪機(jī)構(gòu)，當(dāng)凸輪高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將使從動(dòng)件產(chǎn)生很大的慣性力從而增大運(yùn)動(dòng)副中的動(dòng)壓力和摩擦力，加劇磨損、降低使用壽命。因此，使其最大加速度不要太大，以減小慣性力，改善其動(dòng)力性能，就成為選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的主要依據(jù)。對(duì)于大質(zhì)量的從動(dòng)件，由于其動(dòng)量mv較大，當(dāng)從動(dòng)件突然被阻止時(shí)，將出現(xiàn)很大的沖擊力。因此對(duì)這類從動(dòng)件應(yīng)注意最大速度不宜太大。第31頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

前面說(shuō)過(guò),凸輪的輪廓形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。反之，從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪具有不同形狀的輪廓曲線，也即是說(shuō)，凸輪輪廓曲線的形狀取決于凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。根據(jù)已知從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律求輪廓曲線既凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).按給定從動(dòng)件位移線圖設(shè)計(jì)凸輪廓線是畫位移線圖的逆過(guò)程

§3用圖解法設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓曲線一、圖解法的原理---反轉(zhuǎn)法假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度-ω凸輪：相對(duì)靜止不動(dòng)推桿：一方面隨導(dǎo)軌以-ω繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動(dòng)推桿尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓曲線第32頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

依據(jù)此原理可以用幾何作圖的方法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線.

給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)施以-ω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)合運(yùn)動(dòng)的軌跡即凸輪的輪廓曲線。O

-ω3’1’2’331122ω第33頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、圖解法的方法和步驟設(shè)計(jì)凸輪廓線的圖解法是根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理作出從動(dòng)件推桿尖頂在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的各位置，然后作出其高副元素所形成的曲線族；并作從動(dòng)件高副元素所形成的曲線族的包絡(luò)線，即是所求的凸輪輪廓曲線。第34頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：已知凸輪的基圓半徑為rb,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。而推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)該對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。第35頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月60°r0120°-ωω1’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓rb。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1、對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)1’3’5’7’8’2’3’4’5’6’7’8’9’10’11’12’13’14’90°90°A187654321413121110960°120°90°90°135789111315s

δ9’11’13’12’14’10’第36頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第37頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知條件:凸輪的基圓半徑為rb,滾子半徑rr,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。第38頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)s

δ911131513578r0A120°-ω1’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓rb。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置。④將各尖頂點(diǎn)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(pitchcurve)實(shí)際輪廓Camprofile⑤作各位置滾子圓的內(nèi)(外)包絡(luò)線。60°120°90°90°ω第39頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知條件:凸輪的基圓半徑為rb,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示。試設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線。第41頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)s

δ911131513578r0設(shè)計(jì)步驟：①選比例尺μl作基圓r0。②反向等分各運(yùn)動(dòng)角。原則是：陡密緩疏。③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件平底直線在各等份點(diǎn)的位置。④作平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。8’7’6’5’4’3’2’1’9’10’11’12’13’14’-ωωA1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’12345678151413121110960°120°90°90°第42頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第43頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知條件:已知凸輪的基圓半徑為rb,凸輪沿逆時(shí)針?lè)较虻人倩剞D(zhuǎn)。而推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知，已知偏距e。從動(dòng)畫中看，從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置將不在是以凸輪回轉(zhuǎn)中心作出的徑向線,而是始終與O保持一偏距e的直線,因此若以凸輪回轉(zhuǎn)中心O為圓心，以偏距e為半徑作圓（稱為偏距圓）,則從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置必然都是偏距圓的切線,(圖中K1B1、K2B2

…)從動(dòng)件的位移(B1B1B2B2…

)也應(yīng)沿切線量取。然后將

B1B2B3…等點(diǎn)用光滑的曲線連接起來(lái)，既得偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓。第44頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月911131513578OeA4、偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)1’3’5’7’8’9’11’13’12’14’-ωω6’1’2’3’4’5’7’8’15’14’13’12’11’10’9’設(shè)計(jì)步驟小結(jié)：①選比例尺μl作基圓r0;②反向等分各運(yùn)動(dòng)角;③確定反轉(zhuǎn)后，從動(dòng)件尖頂在各等份點(diǎn)的位置;④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k860°120°90°90°s2

δ120°60°90°第45頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月§4盤型凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定一、作用力與尺寸參數(shù)的關(guān)系圖示為盤狀凸輪機(jī)構(gòu)的推桿在推程中的受力情況。P為凸輪對(duì)推桿的作用力；Q為推桿所受載荷；R1R2為導(dǎo)軌作用在推桿上的反力；φ1φ2為摩擦角。根據(jù)瞬時(shí)力平衡條件可得:由以上三式消去R1和R2，整理得為改善受力情況，應(yīng)盡量增大等式右邊的分母。第46頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.壓力角凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件作用力的方向線與從動(dòng)件上力作用點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角，用α表示。壓力角與作用力以及機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系

將凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力F分解為F1和F2。F2為有效分力，F(xiàn)1為有害分力，當(dāng)壓力角α越大，有害分力F1越大，如果壓力角增大，有害分力所引起的摩擦阻力也將增大，摩擦功耗增大，效率降低。F1=FsinαF2=Fcosα第47頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第48頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第49頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.自鎖現(xiàn)象當(dāng)壓力角α越大，有害分力F1越大,有效分力F2越小,使得機(jī)構(gòu)的受力情況越差,傳動(dòng)效率越低.當(dāng)壓力角α增大到一定值時(shí),有害分力F1所引起的摩擦阻力將大于有效分力F2,出現(xiàn)F2<F1f的情況,這時(shí)無(wú)論凸輪對(duì)從動(dòng)件的作用力F有多大，都不能使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)處于靜止的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為機(jī)構(gòu)的自鎖。此時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力角稱為臨界壓力角，

壓力角的大小反映了機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞,是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù).設(shè)計(jì)時(shí)為了保證凸輪機(jī)構(gòu)正常地工作和具有良好的傳力性能,壓力角越小越好.推程：直動(dòng)推桿取[α]＝300；擺動(dòng)推桿[α]＝300～440；回程：通常不會(huì)引起自鎖問(wèn)題，通常取[α]=

700～800。由于凸輪機(jī)構(gòu)壓力角α是隨機(jī)構(gòu)位置而變，故使最大壓力角αmax

小于臨界壓力角αc是必須的。為使凸輪機(jī)構(gòu)有良好的傳力特性，應(yīng)保證αmax遠(yuǎn)小于αc，通常在實(shí)用中規(guī)定一許用壓力角，并在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使αmax≤[α]。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推薦[α]值為：第51頁(yè)，課件共58頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、基圓半徑和偏距當(dāng)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同時(shí),凸輪機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的壓力角與基圓半徑rb.偏距e等因素有關(guān).rb越大，α越小，凸輪機(jī)構(gòu)傳力性能越好，但機(jī)構(gòu)不緊湊rb越小，凸輪機(jī)構(gòu)緊湊，但α越大，會(huì)造成αmax>[α]，容易引起自鎖