第三章-凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)課件

第三章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)第三章凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)：由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪（cam）

：具有某種曲線(xiàn)和凹槽的構(gòu)件。凸輪1從動(dòng)件2機(jī)架3O11§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)：由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(ApplicationofCams)內(nèi)燃機(jī)凸輪組合機(jī)構(gòu)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用(Applic一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用盤(pán)型凸輪的應(yīng)用§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用盤(pán)型凸輪的應(yīng)用§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用等徑凸輪的應(yīng)用§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用等徑凸輪的應(yīng)用§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用利用凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用利用凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用O1123456789101112O2O3粉料壓片機(jī)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)圖13型腔（料斗）（上沖頭）（下沖頭）1）移動(dòng)料斗4至型腔上方，并使料斗振動(dòng)，將粉料裝入型腔。2）下沖頭6下沉，以防止上沖頭12下壓時(shí)將型腔內(nèi)粉料抖出。3）上、下沖頭對(duì)粉料加壓，并保壓一定時(shí)間。4）上沖頭退出，下沖頭頂出藥片?！?-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用O1123456789101112O2O3§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)(ClassificationofCams)1）按凸輪的形狀分：盤(pán)形凸輪(DiskCam)移動(dòng)凸輪(TranslatingCam)平面凸輪平面凸輪§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)(Class二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)1）按凸輪的形狀分：圓柱凸輪（空間凸輪）(SpatialCam)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)1）按凸輪的形狀分：圓柱凸輪（空間凸輪）(§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)2）按從動(dòng)件的形狀分：

尖頂從動(dòng)件(TipFollower)

滾子從動(dòng)件(RollerFollower)

平底從動(dòng)件(Flat-facedFollower)?！?-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)2）按從動(dòng)件的2）按從動(dòng)件的形狀分：§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)2）按從動(dòng)件的形狀分：§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：

移動(dòng)從動(dòng)件(TranslatingFollower)偏置移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：

擺動(dòng)從動(dòng)件(OscillatingFollower)§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)3）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分：力鎖合(ForceClosure)4）按凸輪高副的鎖合方式分：§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)力鎖合(ForceClosure)4）按凸輪高副的鎖合方§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)溝槽凸輪等寬凸輪4）按凸輪高副的鎖合方式分：形鎖合(ProfileClosure)。等徑凸輪§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)溝槽凸輪等寬凸輪4）按凸輪高副的

四）按凸輪與從動(dòng)件維持接觸（鎖合）的方式分：力鎖合形鎖合尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件二）按從動(dòng)件上高副元素的幾何形狀分：擺動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件偏置移動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件三）按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)分盤(pán)形凸輪移動(dòng)凸輪圓柱凸輪一）按凸輪的形狀分：凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)小結(jié)：四）按凸輪與從動(dòng)件維持接力鎖合形鎖合尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件優(yōu)點(diǎn)：§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)三、凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)件少，運(yùn)動(dòng)鏈短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊；點(diǎn)、線(xiàn)接觸，易磨損；易使從動(dòng)件得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。缺點(diǎn)：所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。

優(yōu)點(diǎn)：§3-1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)三、凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)構(gòu)件少sCDh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行程§3-2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語(yǔ)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的基圓——以凸輪理論廓線(xiàn)上的最小向徑r0所作的圓稱(chēng)為基圓。推程——從動(dòng)件從距離凸輪回轉(zhuǎn)中心最近位置到距離凸輪回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置的過(guò)程，稱(chēng)為推程。相應(yīng)移動(dòng)的距離h稱(chēng)為行程。對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角稱(chēng)為回程運(yùn)動(dòng)角?；爻獭獜膭?dòng)件從距離凸輪回轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)位置到起始位置，從動(dòng)件移向凸輪回轉(zhuǎn)中心的行程，稱(chēng)為回程。對(duì)應(yīng)凸輪轉(zhuǎn)角‘稱(chēng)為回程運(yùn)動(dòng)角。遠(yuǎn)休止角s——推桿在最高位置靜止不動(dòng)，此過(guò)程稱(chēng)為遠(yuǎn)休，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。近休止角

s

‘

—推桿在最低位置靜止不動(dòng)，此過(guò)程稱(chēng)為近休，凸輪相應(yīng)的轉(zhuǎn)角。sCDh推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)休止角回程運(yùn)動(dòng)角近休止角BosDrbeA擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)AO1O2B1B從動(dòng)件擺角推程運(yùn)動(dòng)角CD遠(yuǎn)休止角回程運(yùn)動(dòng)角近休止角oB最大擺角最大擺角擺角一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語(yǔ)擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)AO1O2B1B從動(dòng)件擺角推程運(yùn)動(dòng)角CD遠(yuǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù)：

為滿(mǎn)足凸輪機(jī)構(gòu)的輸出件提出的運(yùn)動(dòng)要求、動(dòng)力要求等，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)大致可分成以下四步：（1）從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)（2）凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的設(shè)計(jì)（3）凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)（4）繪制凸輪機(jī)構(gòu)工作圖一、凸輪機(jī)構(gòu)的基本名詞術(shù)語(yǔ)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù)：為滿(mǎn)足凸輪機(jī)構(gòu)的輸出件提出二、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)sOsOsO（1）升-停-回-停型（RDRD型）（2）升-回-停型（RRD型）（3）升-停-回型（RDR型）（4）升-回型（RR型）sO按照從動(dòng)見(jiàn)件在一個(gè)循環(huán)中是否需要停歇及停在何處等，可將凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的位移曲線(xiàn)分成如下四種類(lèi)型：二、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的設(shè)計(jì)sOsOsO（1）升-停-回-停型（三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律(LawofMotionofFollower)§3-2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律其位移方程的一般形式為：式中，為凸輪的轉(zhuǎn)角（rad)；c0，c1，c2，….cn為n+1個(gè)待定系數(shù)。三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律(LawofMotionofF1.n=1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）推程的運(yùn)動(dòng)方程：其推程的邊界條件為：三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律hOSvOvOa則得：C0=0，C1=h/φ

1.n=1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）推程的運(yùn)動(dòng)方程：其推程

從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始位置和終止兩瞬時(shí)的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。由此的沖擊稱(chēng)為剛性沖擊。適用于低速場(chǎng)合。1.n=1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律hOSvOvOa從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)起始1.n=1的運(yùn)動(dòng)規(guī)149410h1423560s0vvmax0amax-amaxa2.n=2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律）推程等加速運(yùn)動(dòng)的方程式為：推程等加速運(yùn)動(dòng)的邊界條件為：三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：C0=-h，C1=4h/φ，C2=-2h/φ149410h1423560s0vvmax0amax-ama

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(chēng)為柔性沖擊。

適當(dāng)增加多項(xiàng)式的冪次，就有可能獲得性能良好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。但冪次越高，要求的加工精度也愈高。3.n≥3的高次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（一）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律149410h1423560s0vvmax0amax-amaxa在運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程的始末適當(dāng)增加多149410h142356So

tδδ1等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件位移曲線(xiàn)繪制方法一149410h142356Sotδ1等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從h142356So

tδδ1123456等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件位移曲線(xiàn)繪制方法二h142356Sotδ1123456等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從0s123456ha123456amax-amaxvmaxv123456s三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（二）三角函數(shù)類(lèi)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（推程）1'2'3'4'5'6'h/2

0s123456ha123456amax-amaxvm

對(duì)RDRD型運(yùn)動(dòng)循環(huán)，該運(yùn)動(dòng)規(guī)律在推程的起、止瞬時(shí)，從動(dòng)件的加速度有突變，故存在柔性沖擊。適用于中、低速場(chǎng)合。

對(duì)RR型運(yùn)動(dòng)，若推程、回程均為余弦加速度規(guī)律，加速度曲線(xiàn)無(wú)突變，因而無(wú)沖擊，可用于高速凸輪。（二）三角函數(shù)類(lèi)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律1.余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律0s123456ha123456amax-amaxvmaxv123456s對(duì)RDRD型運(yùn)動(dòng)循環(huán)，該運(yùn)對(duì)三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（二）三角函數(shù)類(lèi)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律（推程）

這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度及加速度曲線(xiàn)都是連續(xù)的，沒(méi)有任何突變，因而既沒(méi)有剛性沖擊、又沒(méi)有柔性沖擊，可適用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。12345678sohs''s'S=S''-S'2'1'3'4'6'h/25'7's12345678ovvmax12345678oaamax-amax三、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（二）三角函數(shù)類(lèi)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.正弦四、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

（1）為了獲得更好的運(yùn)動(dòng)特征，可以把上述幾種運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合起來(lái)應(yīng)用，組合時(shí)，兩條曲線(xiàn)在拼接處必須保持連續(xù)。

（2）對(duì)于中、低速運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動(dòng)件的位移曲線(xiàn)在銜接處相切，以保證速度曲線(xiàn)的連續(xù)。即要求在銜接處的位移和速度應(yīng)分別相等。

（3）對(duì)于中、高速運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，要求從動(dòng)件的速度曲線(xiàn)在銜接處相切，以保證加速度曲線(xiàn)連續(xù)，即要求在銜接處的位移、速度和加速度應(yīng)分別相等。四、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合時(shí)應(yīng)遵循以下原則：四、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介1.修正梯形組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律a12345678oa0amax=(h2/2)×4.00amax=(h2/2)×6.28等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律a=10.1250.50.875j=10.1250.50.875四、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介1.修正梯形組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律a12345672.改進(jìn)型等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律Oa正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律aos12av四、組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)介2.改進(jìn)型等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律Oa正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律ao（1）應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)器工作的要求；（2）對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能；（3）設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，應(yīng)考慮到凸輪輪廓的工藝性要好。五、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律(LawofMotionofFollower)

設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題

在選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除要考慮剛性沖擊與柔性沖擊外，還應(yīng)該考慮各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律的速度幅值、加速度幅值及其影響加以分析和比較。從動(dòng)件動(dòng)量從動(dòng)件慣性力對(duì)于重載凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)選擇值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，宜選擇值較小的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（1）應(yīng)滿(mǎn)足機(jī)器工作的要求；（2）對(duì)于高速凸輪機(jī)構(gòu)，應(yīng)使凸輪

運(yùn)動(dòng)規(guī)律

最大速度(ωh/Φ)X

最大加速度(ω2h/Φ2)X

最大躍度(ω3h/Φ3)X適用場(chǎng)合等速運(yùn)動(dòng)1.00低速輕載等加等減速2.004.00中速輕載余弦加速度1.574.93中低速重載正弦加速度2.006.2839.5中高速輕載5次多項(xiàng)式1.885.7760.0高速中載推桿常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律特性比較及適用場(chǎng)合運(yùn)動(dòng)規(guī)律最大速度最大esosB1SB-B0rbS-§3-3圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)一、基本原理

假想給正在運(yùn)動(dòng)著的整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)與凸輪角速度大小相等、方向相反的公共角速度（-），這樣，各構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系并不改變，但原來(lái)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪將處于靜止?fàn)顟B(tài)；機(jī)架（從動(dòng)件的導(dǎo)路）則以（-）的角速度圍繞凸輪原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；而從動(dòng)件一方面隨機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又按照給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)?！崔D(zhuǎn)法esosB1SB-B0rbS-§3-3圖解法設(shè)計(jì)凸輪反轉(zhuǎn)前反轉(zhuǎn)后機(jī)架凸輪從動(dòng)件不動(dòng)不動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)S移動(dòng)S移動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)一、基本原理（反轉(zhuǎn)法）§3-3圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)反轉(zhuǎn)前反轉(zhuǎn)后機(jī)架凸輪從動(dòng)件不動(dòng)不動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)S移動(dòng)S移§3-3圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)1.尖頂從動(dòng)件(TipFollower)已知：基圓半徑；凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)過(guò)推程角1800時(shí)，推桿等速上升h；凸輪轉(zhuǎn)過(guò)推程角600時(shí)，推桿靜止不動(dòng)；凸輪轉(zhuǎn)過(guò)推程角1200時(shí)，推桿等加速等減速下降h。設(shè)計(jì)此凸輪輪廓曲線(xiàn)?！?-3圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)1.尖頂從動(dòng)件-c1c2c3c4c5c6c7c0erbO180oB1B3B4B2B5B8B6c10c8c9B7120oB9B1060oB0oS180o120o60o12345678910h（1）取μl，作出推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移線(xiàn)圖；（2）取μl

，作出基圓、偏置圓，并標(biāo)出凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置；步驟：（3）按-

方向作出推桿在反轉(zhuǎn)中占據(jù)的位置。（按橫坐標(biāo)相應(yīng)的區(qū)間和等份，在劃分偏距圓上得c0、c1、c2等點(diǎn)；并過(guò)這些點(diǎn)作偏距圓的切線(xiàn)，即為反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線(xiàn)）；（4）作出推桿在反轉(zhuǎn)中按自身運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)所占據(jù)的位置。（在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線(xiàn)上量取與位移圖相應(yīng)的位移，得B1、B2、）；（5）光滑連接B1、B2、各點(diǎn)，即為凸輪輪廓曲線(xiàn)。二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)1.尖頂從動(dòng)件-理論輪廓曲線(xiàn)'實(shí)際輪廓曲線(xiàn)rr二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)2.滾子從動(dòng)件(RollerFollower)步驟：（2）以理論廓線(xiàn)各點(diǎn)為圓心，滾子半徑為半徑作圓族；（3）作圓族的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)，既為所求凸輪輪廓曲線(xiàn)。（1）將滾子中心視為推桿的尖頂，按上述方法作出理論廓線(xiàn)；B0rb理論輪廓曲線(xiàn)'實(shí)際輪廓曲線(xiàn)rr二、直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)第三章-凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)ppt課件-21180o120o３.平底移動(dòng)從動(dòng)件(Flat-facedFollower)60o

（2）作一系列代表推桿平底的直線(xiàn)族；

（3）作直線(xiàn)族的內(nèi)包絡(luò)線(xiàn)，既為所求凸輪輪廓曲線(xiàn)。

（1）將推桿導(dǎo)路中心視為推桿的尖頂，按上述方法作出理論廓線(xiàn)；步驟：-21180o120o３.平底移動(dòng)從動(dòng)件(Flat-fB121

對(duì)于平底移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪，只要運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，偏置從動(dòng)件和對(duì)心從動(dòng)件具有相同的輪廓。３.平底移動(dòng)從動(dòng)件(Flat-facedFollower)B121對(duì)于平底移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪，只要３三、擺動(dòng)從動(dòng)件(Oscillating)盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線(xiàn)的設(shè)計(jì)

已知：的轉(zhuǎn)向，rb,lOA=a，桿長(zhǎng)L

，設(shè)計(jì)輪廓曲線(xiàn)。180o120o60oo12345678910步驟：（1）取μl，作出擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移線(xiàn)圖；（2）取μl

，作出基圓及初始位置，標(biāo)出凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向；（3）作出擺桿在反轉(zhuǎn)中依次占據(jù)的位置，（按-

方向劃分圓R，得A0、A1、A2等點(diǎn)；即機(jī)架反轉(zhuǎn)的一系列位置）；（4）作出從動(dòng)件反轉(zhuǎn)后按自身運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)所占據(jù)的一系列位置，（在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線(xiàn)上量取與位移圖相應(yīng)的位移，得C1、C2、等點(diǎn)），（5）光滑連接各點(diǎn)即為凸輪輪廓曲線(xiàn)。A1A2A3A5A6A7A8A9A10A400000000000rbB0L180°60°120°B1B2B3B4B5B6B7B8B9B101C12C23C3C4C5C6C7C8C9C10ROA0a-三、擺動(dòng)從動(dòng)件(Oscillating)盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)凸輪廓線(xiàn)§3-4解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)一、移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)已知:

的轉(zhuǎn)向，rb,e，s=s()，求：凸輪輪廓曲線(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)值或作出凸輪的輪廓曲線(xiàn)。1.尖頂從動(dòng)件B1--sS0eB0rb解：取坐標(biāo)系XOY，如圖所示。分析：開(kāi)始推桿的尖頂處于B0，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移S，由反轉(zhuǎn)法作圖可看出，此時(shí)從動(dòng)件尖頂處于B點(diǎn)。其直角坐標(biāo)為：xyOB其中：s0+S§3-4解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)一、移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)已一、移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)2.滾子從動(dòng)件nnBCxyrbB0"理論輪廓曲線(xiàn)'實(shí)際輪廓曲線(xiàn)rr

按上述方法求出滾子中心在坐標(biāo)系oxy中的軌跡（稱(chēng)為理論輪廓）；

實(shí)際輪廓與理論輪廓在法線(xiàn)方向處處相等且相距一個(gè)滾子半徑。分析：

理論輪廓曲線(xiàn)上點(diǎn)B處的法線(xiàn)n-n的斜率：式中dx/dφ，dy/dφ

可由上式求得：dx/dφ=(ds/dφ–e)sinφ+(s0+s)cosφdy/dφ=(ds/dφ–e)cosφ

–(s0+s)sinφ

則實(shí)際輪廓曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)C點(diǎn)的坐標(biāo)：

xC=xBrrcos

yC=yBrrsinBB一、移動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)2.滾子從動(dòng)件nnBCxyrbxy0OarbLA0B00B-二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)1.擺動(dòng)從動(dòng)件

已知：的轉(zhuǎn)向，rb,lOA=a，擺桿長(zhǎng)度L，

（1）取坐標(biāo)XOY，（2）寫(xiě)出點(diǎn)B的坐標(biāo)；求凸輪輪廓曲線(xiàn)上點(diǎn)的坐標(biāo)值或作出凸輪的輪廓曲線(xiàn)。其中：0O2Axy0OarbLA0B00B-二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)2.滾子從動(dòng)件

若為滾子擺動(dòng)從動(dòng)件，則上式為理論廓線(xiàn)方程式，而實(shí)際廓線(xiàn)為理論廓線(xiàn)的等距曲線(xiàn)，其方程式可用前述相同方法求得?！?-4解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)

xC=xBrrcos

yC=yBrrsin二、擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)2.滾子從動(dòng)件若§3-4解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)xy三、平底從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)B2SP-1rb2B0O（1）選定坐標(biāo)XOY如圖；（2）寫(xiě)出點(diǎn)B

的坐標(biāo)；由圖知：P為構(gòu)件1、2的瞬心則：v=vP=op.op=v/ω=ds/dφ

rb

§3-4解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)xy三、平底從動(dòng)件盤(pán)型凸輪機(jī)§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)一、凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角和自鎖

根據(jù)力的平衡條件，可得：

經(jīng)過(guò)整理后得：§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)一、凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角和§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)分析：1）在其他條件相同的情況下，壓力角α

愈大，則分母愈小，因而凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力P將愈大；如果壓力角α大到使上式中的分母為零，則作用力將增至無(wú)窮大，此時(shí)機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖，而此時(shí)的壓力角稱(chēng)為臨界壓力角αC

。

§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)分析：1）在其他條件相同一、凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角和自鎖

2）為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使最大壓力角αmax小于臨界壓力角αC。即max[]。工作行程：移動(dòng)從動(dòng)件，[]=30o~38o；擺動(dòng)從動(dòng)件，[]=40o~45o非工作行程：[]=70o~80o§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)3）增大導(dǎo)軌b，減少懸臂l，可以使臨界壓力角的數(shù)值得以提高，可減少自鎖的性能。但許用壓力角不能太大，否則將影響機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能。因此，一般規(guī)定：一、凸輪機(jī)構(gòu)中的壓力角和自鎖2）為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，二、壓力角和機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)n1tt2PnAcoev2s0srbP為構(gòu)件1、2的瞬心

v2=vP=op.；op=v2

/ω；注意：“+”、“-”oe1cpAnn“-”：偏距e與瞬心P在O點(diǎn)同側(cè)；“+”：偏距e與瞬心P在O點(diǎn)兩側(cè)；二、壓力角和機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事二、壓力角和機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)分析：1）rb

↑，則α↓；從而改善機(jī)構(gòu)的傳力特性。但這時(shí)機(jī)構(gòu)的尺寸將會(huì)增大。2）

rb

↓，則α↑；尺寸減小，結(jié)構(gòu)緊湊。但若α↑↑↑，則α>[α]。

基圓半徑隨壓力角的增加而減少。若使機(jī)構(gòu)具有良好的傳力性能，α小好，若使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，則α大好，兩者互相制約。故在滿(mǎn)足αmax≦[α]的條件下，合理選擇基圓半徑。二、壓力角和機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事二、壓力角和機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)從動(dòng)件偏置目的：減小推程的壓力角。

由公式可知：

e↑，則α↓；e↓α↑；這取決于凸輪的轉(zhuǎn)向和從動(dòng)件的偏置方向。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若α>[α]，而機(jī)械的結(jié)構(gòu)空間又不允許基圓半徑增大，則可以調(diào)整偏距來(lái)使α下降。

凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則推桿右偏置；凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則推桿左偏置。二、壓力角和機(jī)構(gòu)尺寸的關(guān)系§3-5凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事ttnnpeA1rboeoA1r