第四章凸輪機(jī)構(gòu)第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五12.1概述凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪1、從動件2、機(jī)架3三個基本構(gòu)件組成。是一種高副機(jī)構(gòu)。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件則在凸輪輪廓的控制下按預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律作往復(fù)移動或擺動。第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用4.1概述適用場合：當(dāng)要求從動件的位移、速度、加速度必須嚴(yán)格按照預(yù)定規(guī)律變化時，常用凸輪機(jī)構(gòu)。優(yōu)點:設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)動可靠，只要正確地設(shè)計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能把凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動準(zhǔn)確可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹A(yù)期的復(fù)雜運(yùn)動規(guī)律的運(yùn)動。缺點:凸輪與從動件之間為點或線接觸，難以保持良好的潤滑，容易磨損。第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.1概述1.按凸輪形狀分：盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪、曲面凸輪。盤形凸輪移動凸輪第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.1概述1.按凸輪形狀分：盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪、曲面凸輪。圓柱凸輪曲面凸輪第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.1概述2.按從動件類型分：尖頂從動件、滾子從動件、平底從動件。尖頂從動件滾子從動件第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.1概述2.按從動件類型分：尖頂從動件、滾子從動件、平底從動件。平底從動件第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.1概述3.按從動件的運(yùn)動形式分：移動從動件、擺動從動件。移動從動件擺動從動件第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類4.1概述4.按鎖合方式不同分：力鎖合凸輪、形鎖合凸輪。形鎖合凸輪力鎖合凸輪第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.2.1平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸和運(yùn)動參數(shù)4.2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律★基圓：以凸輪最小半徑r0所作的圓，r0稱為凸輪的基圓半徑?！锿瞥?、推程運(yùn)動角：★遠(yuǎn)休、遠(yuǎn)休止角：δ01★回程、回程運(yùn)動角：δ0★近休、近休止角：δ02★行程：h★推桿的運(yùn)動規(guī)律：是指推桿在運(yùn)動過程中，其位移、速度和加速度隨時間變化（凸輪轉(zhuǎn)角δ變化）的規(guī)律。第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.2.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律4.2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律1.等速運(yùn)動

運(yùn)動特性：當(dāng)采用等速運(yùn)動規(guī)律時，推桿在運(yùn)動的起始點和終止點因速度有突變，在理論上加速度值為瞬時無窮大，使推桿產(chǎn)生非常大的慣性力，致使凸輪受到很大的沖擊，稱為剛性沖擊。適用場合：低速、輕載。推程運(yùn)動線圖：第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.2.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律4.2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律2.等加速-等減速運(yùn)動推程：

等加速段：

0≤δ≤δ0／2

等減速段：

δ0／2≤δ≤δ0

回程：等加速段：

0≤δ≤δ0＇／2

等減速段：

δ0＇／2≤δ≤δ0

第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.2.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律4.2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律2、等加速-等減速運(yùn)動

運(yùn)動特性：當(dāng)采用等加速等減速運(yùn)動規(guī)律時，在起點、中點和終點時，加速度有突變，因而推桿的慣性力也將有突變，不過這一突變?yōu)橛邢拗?，所以，凸輪機(jī)構(gòu)中由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊。

適用場合：中速、輕載。推程運(yùn)動線圖：第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.2.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律4.2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律3、余弦加速度運(yùn)動推程：回程：第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.2.2常用的從動件運(yùn)動規(guī)律4.2從動件的常用運(yùn)動規(guī)律3、余弦加速度運(yùn)動運(yùn)動特性：這種運(yùn)動規(guī)律的加速度在起點和終點時有有限數(shù)值的突變，故也有柔性沖擊。

適用場合：中速、中載。推程運(yùn)動線圖：第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.3.1反轉(zhuǎn)法原理4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓

假想給整個機(jī)構(gòu)加一公共角速度-ω，凸輪相對靜止不動，推桿一方面隨導(dǎo)軌以-w繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動,另一方面又沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動，推桿尖頂在這種復(fù)合運(yùn)動中的運(yùn)動軌跡即為凸輪輪廓曲線。第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.3.1反轉(zhuǎn)法原理4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理作出從動件推桿尖頂在反轉(zhuǎn)運(yùn)動中依次占據(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。

非尖頂從動件的解決方案第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五1.尖頂對心移動從動件盤形凸輪設(shè)計要求：已知凸輪的基圓半徑為r0,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)。而推桿的運(yùn)動規(guī)律如圖所示。4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五1.尖頂對心移動從動件盤形凸輪4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五1.尖頂對心移動從動件盤形凸輪4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五2.滾子對心移動從動件盤形凸輪已知凸輪的基圓半徑為r0,滾子半徑rr,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)，推桿的運(yùn)動規(guī)律如圖所示。4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五2.滾子對心移動從動件盤形凸輪4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五2.滾子對心移動從動件盤形凸輪4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五3.平底對心移動從動件盤形凸輪已知凸輪的基圓半徑為r0,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)，推桿的運(yùn)動規(guī)律如圖所示。4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五3.平底對心移動從動件盤形凸輪4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.偏置直動尖頂從動件盤形凸輪已知凸輪的基圓半徑為r0,凸輪沿逆時針方向等速回轉(zhuǎn)，推桿的運(yùn)動規(guī)律如圖所示，已知偏距e。4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五5.擺動從動件盤形凸輪已知凸輪的基圓半徑為r0,凸輪轉(zhuǎn)動方向，凸輪轉(zhuǎn)動中心與從動件擺動中心的距離，擺動從動件的長度，從動件的運(yùn)動規(guī)律如圖。4.3.2圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線4.3圖解法設(shè)計凸輪輪廓第二十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五4.4凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計的幾個問題(1)壓力角的定義從動件作用力的方向線與從動件上力作用點的速度方向之間所夾的銳角，用α表示。(2)壓力角與作用力以及機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系將凸輪對從動件的作用力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。4.4.1凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角第二十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期五(3)壓力角與機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系α越大，r0越小，凸輪機(jī)構(gòu)緊湊。α越小，r0越大，凸輪機(jī)構(gòu)傳力性能越好，但機(jī)構(gòu)不緊湊(4)許用壓力角為了提高機(jī)構(gòu)的效率、改善其受力情況，通常規(guī)定一許用壓