機(jī)械原理主講：×××

機(jī)電工程學(xué)院凸輪機(jī)構(gòu)概述1凸輪機(jī)構(gòu)的分類與應(yīng)用2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3目錄凸輪輪廓曲線的繪制4凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)5凸輪機(jī)構(gòu)概述1

凸輪機(jī)構(gòu)的分類與應(yīng)用2

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3目錄

凸輪輪廓曲線的繪制4

凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)5凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用凸輪機(jī)構(gòu)的作用是將凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)。直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的組成具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，與從動(dòng)件通過高副接觸，使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的預(yù)期運(yùn)動(dòng)。

凸輪通常做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的廓線。凸輪從動(dòng)件機(jī)架從動(dòng)件凸輪機(jī)架凸輪機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)概述1凸輪機(jī)構(gòu)的分類與應(yīng)用2

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3目錄凸輪輪廓曲線的繪制4

凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)5凸輪機(jī)構(gòu)的分類盤形凸輪圓柱凸輪按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分平底從動(dòng)件滾子從動(dòng)件按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分尖端從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的分類直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分對心偏置凸輪機(jī)構(gòu)的分類等徑凸輪等寬凸輪共軛凸輪槽凸輪幾何封閉力封閉力鎖合按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分凸輪機(jī)構(gòu)的分類尖端從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件偏置滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪圓柱凸輪對心偏置幾何鎖合力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)的分類尖端從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分按維持高副接觸的鎖合方式分按從動(dòng)件的端部形式分按凸輪的形狀分凸輪機(jī)構(gòu)的分類按從動(dòng)件和凸輪的相對位置分直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪圓柱凸輪對心偏置幾何鎖合力鎖合尖端擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)的分類

凸輪機(jī)構(gòu)概述1

凸輪機(jī)構(gòu)的分類與應(yīng)用2從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3目錄凸輪輪廓曲線的繪制4

凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)5工作過程基圓基圓半徑rb：尖端從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)中，以凸輪最小向徑為半徑做的圓。-ω1rb基圓-ω1sjFFsFˊFˊsO推程遠(yuǎn)休止回程近休止推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)休止運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角近休止運(yùn)動(dòng)角h從動(dòng)件行程rb工作過程-ω1sjFFsFˊFˊsO推程遠(yuǎn)休止回程近休止h從動(dòng)件行程rb工作過程

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是指從動(dòng)件的位移s、速度v、加速度a與凸輪轉(zhuǎn)角φ（或時(shí)間t）之間的函數(shù)關(guān)系。

從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律是設(shè)計(jì)凸輪的重要依據(jù)。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合推程sjFFsFˊFˊsOh等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合運(yùn)動(dòng)線圖運(yùn)動(dòng)方程在起點(diǎn)和終點(diǎn)處，由于速度發(fā)生突變，加速度理論上為無窮大。導(dǎo)致從動(dòng)件產(chǎn)生非常大的慣性沖擊。剛性沖擊適用于低速輕載速度發(fā)生突變加速度理論上為無窮大從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合

從動(dòng)件的加速度在運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、中間點(diǎn)和終點(diǎn)處有有限值的突變，適用于中、低速輕載。產(chǎn)生的沖擊稱為柔性沖擊。運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)線圖加速度有限值的突變從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合

從動(dòng)件的加速度在運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)處有有限值的突變，引起沖擊。適用于中、低速輕載運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)線圖柔性沖擊從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度與加速度曲線均連續(xù)，無突變。無沖擊適用于高速運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)線圖從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度與加速度曲線均連續(xù)，無突變。無沖擊適用于高速運(yùn)動(dòng)線圖運(yùn)動(dòng)方程從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律沖擊特性適用場合vmax/(hw/F)amax/(hw2/F2)等速等加等減速余弦加速度多項(xiàng)式剛性柔性無無柔性1.001.572.001.882.00

4.936.285.774.00低速輕載中速中載高速輕載高速中載中速輕載正弦加速度從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合5次多項(xiàng)式等速運(yùn)動(dòng)5次多項(xiàng)式某對開膠印機(jī)的定心下擺式遞紙機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件（遞紙牙）運(yùn)動(dòng)規(guī)律5次多項(xiàng)式從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的組合組合的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)滿足：1）滿足工作對從動(dòng)件特殊的運(yùn)動(dòng)要求；2）各段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度和加速

度曲線在連接點(diǎn)處其值應(yīng)分別相等；3）應(yīng)使最大速度vmax和最大加速度amax

的值盡可能小。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律

凸輪機(jī)構(gòu)概述1

凸輪機(jī)構(gòu)的分類與應(yīng)用2

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3目錄

凸輪輪廓曲線的繪制4

凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)5凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)思路-ω1凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)思路sjOjsjs反轉(zhuǎn)法w-w問題1描述已知：凸輪的基圓半徑rb=50mm，凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖a)所示。

求：設(shè)計(jì)圖b)所示凸輪的輪廓曲線。sj120oO60mm60o90o90orbBa)b)反轉(zhuǎn)法凸輪廓線設(shè)計(jì)解：B0s1B1s2B2s3B3s4B4s5B5s6B6s7B7s8B8K1K2K3K4K5K7K6K8K12K13K14K15K16K17K18s12B12s13B13s14B14s15B15s16B16s17B17B18①依據(jù)rb，畫基圓和從動(dòng)件初始位置；②等分位移曲線；③應(yīng)用反轉(zhuǎn)法逐點(diǎn)作圖確定各接觸點(diǎn)

位置B1，B2，……；④光滑連接B0，B1，B2，……點(diǎn)，

就得所要設(shè)計(jì)的凸輪廓線。

sj120oO60mm60o90o90oB1s1B2s2B3s3B4s4B5s5B6s6B7s7B8B12B13s13B14s14s15B15B16s16B17B18B24s8s12w-w已知：凸輪的基圓半徑rb=50mm，偏心距e=10mm，導(dǎo)路相對凸輪回轉(zhuǎn)中心右偏置，凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖a)所示。

求：設(shè)計(jì)圖b)所示凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線。sj120oO60mm60o90o90oa)rbb)Bew問題2描述反轉(zhuǎn)法B0s1B1s2B2s3B3s4B4s5B5s6B6s7B7s8B8K1K2K3K4K5K7K6K8K12K13K14K15K16K17K18s12B12s13B13s14B14s15B15s16B16s17B17B18①畫基圓和從動(dòng)件初始位置；②等分位移曲線；③畫偏距圓；④應(yīng)用反轉(zhuǎn)法逐點(diǎn)作圖確定各接觸點(diǎn)

位置B1，B2，……；⑤

光滑連接B0，B1，B2，……點(diǎn)，

就得所要設(shè)計(jì)的凸輪廓線。

sj120oO60mm60o90o90oB1s1B2s2B3s3B4s4B5s5B6s6B7s7B8B12B13s13B14s14s15B15B16s16B17B18B24s8s12w-w凸輪廓線設(shè)計(jì)解：已知：凸輪的基圓半徑rb=50mm，偏心距e=10mm，滾子半徑rr=5mm，導(dǎo)路相對凸輪回轉(zhuǎn)中心右偏置，凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖a)所示。

求：設(shè)計(jì)圖b)所示凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線。sj120oO60mm60o90o90oa)rbb)Bewrr問題3描述a)rbb)Bsj120oO60mm60o90o90owe凸輪廓線設(shè)計(jì)解：反轉(zhuǎn)法sj120oO60mm60o90o90oB1s1B2s2B3s3B4s4B5s5B6s6B7s7B8B12B13s13B14s14s15B15B16s16B17B18B24B0s1B1s2B2s3B3s4B4s5B5s6B6s7B7s8B8K1K2K3K4K5K7K6K8K12K13K14K15K16K17K18s12B12s13B13s14B14s15B15s16B16s17B17B18①畫基圓和從動(dòng)件初始位置；②應(yīng)用反轉(zhuǎn)法逐點(diǎn)作圖確定各接觸點(diǎn)位置B1，B2，……；③光滑連接B0，B1，B2，……點(diǎn)，得凸輪的

理論廓線；s8s12理論廓線w-w凸輪廓線設(shè)計(jì)解：反轉(zhuǎn)法sj120oO60mm60o90o90os1s2s3s4s5s6s7s8s12s13s14s15s16s17s18s24B0實(shí)際廓線理論廓線w-w①畫基圓和從動(dòng)件初始位置；②應(yīng)用反轉(zhuǎn)法逐點(diǎn)作圖確定各接觸點(diǎn)位置B1，B2，……；③光滑連接B0，B1，B2，……點(diǎn)，得凸輪的

理論廓線；④畫一系列小滾子；做滾子的內(nèi)包絡(luò)線，得凸輪的實(shí)際廓線。

凸輪廓線設(shè)計(jì)解：已知：凸輪的基圓半徑rb=50mm，凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖a)所示。

求：設(shè)計(jì)圖b)所示凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線。a)b)sj120oO60mm60o120o60orb問題4描述反轉(zhuǎn)法B0s1B1s2B2s3B3s4B4s5B5s6B6s7B7s8B8K1K2K3K4K5K7K6K8K12K13K14K15K16K17K18s12B12s13B13s14B14s15B15s16B16s17B17①將從動(dòng)件B點(diǎn)看做是尖端，按尖端直

動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪設(shè)計(jì)

方法設(shè)計(jì)凸輪廓線；②過B1，B2，……做平底位置線；③做平底位置線的包絡(luò)線，即得所求

凸輪廓線。

sj120oO60mm60o120o60oB1s1B2s2B3s3B4s4B5s5B6s6B7s7B8B12B13s13B14s14s15B15B16s16B20B24s8s12s17B17s18B18s19B19K19K20K9K10K11B9s9B10s10B11s11B20B18s18B19s19凸輪廓線設(shè)計(jì)解：已知：凸輪的基圓半徑rb=50mm，擺桿長度l=100mm，

中心距a=180mm，凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件

的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖a)所示。

求：設(shè)計(jì)圖b)所示凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線。yj120oO24o60o90o90ob)a)BArbalO問題5描述反轉(zhuǎn)法A1

A2

A3

A4

A5

A6

A7

A8

A12

A13

A14

A15

A16

A17

A18

lBaArbOy0B1

y'1B2

y'2B3

y'3B4

y'4B5

y'5B6

y'6B7

y'7B8

y'8B12

y'12B13

y'13B14

y'14B15

y'15B16

y'16B17

y'17B18

y'18①畫基圓和從動(dòng)件初始位置；②等分位移曲線；③應(yīng)用反轉(zhuǎn)法確定A點(diǎn)反轉(zhuǎn)后的各位置；④逐點(diǎn)作圖確定B1，B2，……等各點(diǎn)；⑤

光滑連接B0，B1，B2，……點(diǎn)，即

得所要設(shè)計(jì)的凸輪廓線。

yj120oO60o90o90oy1B1y2B2y3B3y4B4y5B5y6B6B7y7B8B12B13y13B14y14B15y15B16y16B17B18y24ymax=24oy8y12yi'=y0+

yi凸輪廓線設(shè)計(jì)-尖端解：yj120oO60o90o90oy1B1y2B2y3B3y4B4y5B5y6B6B7y7B8B12B13y13B14y14B15y15B16y16B17B18y8y12lBaAO①畫基圓和從動(dòng)件初始位置；②等分位移曲線；③應(yīng)用反轉(zhuǎn)法確定B1，B2，……點(diǎn)。光滑連接B0，B2，……點(diǎn)，即得所要設(shè)計(jì)的凸輪理論廓線；

④做一系列小滾子；⑤做小滾子的內(nèi)包絡(luò)線，即可凸輪的實(shí)際廓線。rbymax=24o凸輪廓線設(shè)計(jì)-滾子解：

凸輪機(jī)構(gòu)概述1

凸輪機(jī)構(gòu)的分類與應(yīng)用2

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3目錄凸輪輪廓曲線的繪制4凸輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)5壓力角從動(dòng)件在接觸點(diǎn)所受的法向壓力與從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方向所夾的銳角，常用a表示。壓力角的定義FvanwwFvannn許用壓力角為了凸輪機(jī)構(gòu)能正常工作并具有較高的傳動(dòng)效率，設(shè)計(jì)時(shí)必須對凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角加以限制。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證凸輪機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的最大壓力角amax滿足：Fvanwn壓力角的定義壓力角的大小為rbFvaess0DPwrbdsdjBO理論廓線偏距e前面的“”號與從動(dòng)件的偏置方向有關(guān)。

當(dāng)凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)、從動(dòng)件導(dǎo)路位于凸輪中心右側(cè)時(shí)，取“－”，從動(dòng)件導(dǎo)路位于凸輪回轉(zhuǎn)中心左側(cè)時(shí)，取“＋”。當(dāng)凸輪