凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)

1、2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章1第九章凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章2第九章 凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)本章的教學(xué)目標(biāo)：）了解凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、分類及在汽車上的應(yīng)用。）掌握凸輪從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則。）了解凸輪輪廓的設(shè)計(jì)方法，反轉(zhuǎn)法原理及確定基本尺寸時(shí)應(yīng)考慮的問題。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章3目錄目錄第一節(jié) 凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用和分類第二節(jié) 凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第三節(jié) 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與凸輪結(jié)構(gòu)尺寸的確定第四節(jié) 凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度校核2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第

2、九章第九章4 發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)中的凸輪輪廓是怎樣形成的？它具有怎樣的特性呢？它是如何保證汽車的緊密性的呢？動(dòng)畫請同學(xué)門思考幾個(gè)問題請同學(xué)門思考幾個(gè)問題2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章5 凸輪傳動(dòng)是通過凸輪與從動(dòng)件之間的接觸來凸輪傳動(dòng)是通過凸輪與從動(dòng)件之間的接觸來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，是一種常用的高副機(jī)構(gòu)。傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，是一種常用的高副機(jī)構(gòu)。 只要做出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞涂梢允箯膭?dòng)件只要做出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，就可以使從?dòng)件得到預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。得到預(yù)定的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)規(guī)律。概述概述2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章6圖1所示為內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪1以等角

3、速度回轉(zhuǎn)時(shí)，它的輪廓驅(qū)動(dòng)從動(dòng)件2（閥桿）按預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律啟閉閥門。一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用第一節(jié)第一節(jié) 凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用和分類凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用和分類動(dòng)畫 凸輪機(jī)構(gòu)能將主動(dòng)件的連續(xù)等速運(yùn)動(dòng)變?yōu)閺膭?dòng)件的往復(fù)變速運(yùn)動(dòng)或間歇運(yùn)動(dòng)。在自動(dòng)機(jī)械、半自動(dòng)機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章7圖圖1 1 內(nèi)內(nèi)燃燃機(jī)機(jī)配配氣氣凸凸輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu) 點(diǎn)擊點(diǎn)擊動(dòng)畫動(dòng)畫1點(diǎn)擊點(diǎn)擊動(dòng)畫動(dòng)畫22021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章8l配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu) 凸輪凸輪2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章9圖汽車快怠速機(jī)構(gòu) 圖9-

4、3 自動(dòng)車床中的凸輪組 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章101.1.凸凸 輪輪具有曲線狀輪廓的構(gòu)件具有曲線狀輪廓的構(gòu)件 2.2.從動(dòng)件從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)的構(gòu)件作往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)的構(gòu)件 往復(fù)移動(dòng)往復(fù)移動(dòng)直動(dòng)從動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件 往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件 3.3.機(jī)機(jī) 架架機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件機(jī)構(gòu)中固定不動(dòng)的構(gòu)件凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成直動(dòng)從動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章11優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從只需設(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，結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)件得到所需的運(yùn)動(dòng)

5、規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副為點(diǎn)接觸或線接觸，易磨損，運(yùn)動(dòng)副為點(diǎn)接觸或線接觸，易磨損，所以，通常多用于傳力不大的控制機(jī)所以，通常多用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)。構(gòu)。凸輪傳動(dòng)特點(diǎn)2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章122按從動(dòng)件的形狀分類（見圖橫排）：有尖端從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件、曲面從動(dòng)件凸輪。二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類二、凸輪機(jī)構(gòu)的分類1按凸輪的形狀分類（1）盤形凸輪，如圖所示。（2）圓柱凸輪，如圖所示。（3）移動(dòng)凸輪，如圖所示。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章13圖圖5 按從動(dòng)件分類的凸輪機(jī)構(gòu) 2021/3/10汽

6、車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章143按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分類（見圖5豎排）：（1）移動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件相對機(jī)架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。（2）偏移放置：即不對心放置的移動(dòng)從動(dòng)件，相對機(jī)架作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。（3）擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件相對機(jī)架作往復(fù)擺動(dòng)。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章15鎖合鎖合保持從動(dòng)件與凸保持從動(dòng)件與凸輪之間的高副接觸。輪之間的高副接觸。l（1 1）力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)）力鎖合凸輪機(jī)構(gòu) ： 依靠重力、彈簧力或其依靠重力、彈簧力或其他外力來保證鎖合（內(nèi)燃他外力來保證鎖合（內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)、刀架送機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)、刀架送給機(jī)構(gòu)等）。給機(jī)構(gòu)等）。4 4、按鎖合方式分：、按鎖合

7、方式分：2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章16l力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)力鎖合凸輪機(jī)構(gòu)2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章17l依靠凸輪和依靠凸輪和從動(dòng)件幾何形從動(dòng)件幾何形狀來保證鎖合。狀來保證鎖合。（2 2）形鎖合凸輪機(jī)構(gòu)）形鎖合凸輪機(jī)構(gòu) ：2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章18一、凸輪傳動(dòng)的工作過程一、凸輪傳動(dòng)的工作過程 如圖為一對心移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，其工作過程：即s=s（），v=v（），a=a（）。通常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)線圖直觀地表述這些關(guān)系。 第二節(jié)第二節(jié) 凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2021/3/10

8、汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章19凸輪傳動(dòng)工作過程的有關(guān)凸輪傳動(dòng)工作過程的有關(guān)名詞：名詞： 基圓基圓以凸輪的最小向徑為半徑所作的圓稱為以凸輪的最小向徑為半徑所作的圓稱為基圓，基圓半徑用基圓，基圓半徑用r rb b 表示。（基圓半徑表示。（基圓半徑 r rb b ） 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角； 推程推程 、回程、回程 、升程、升程h h 、近停程、遠(yuǎn)停程；、近停程、遠(yuǎn)停程； 推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角0 0； 回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角0 0 ； 遠(yuǎn)停角遠(yuǎn)停角s s ； 近停角近停角s s ；一般推程是凸輪機(jī)構(gòu)的工作行程。一般推程是凸輪機(jī)構(gòu)的工作行程。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章

9、20推程、遠(yuǎn)停程、回程推程、遠(yuǎn)停程、回程當(dāng)凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件將重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程。當(dāng)凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件將重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過程。 0 s 0 近停程近停程s 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章21如圖如圖b b所示，它簡稱為從動(dòng)件位移曲線。所示，它簡稱為從動(dòng)件位移曲線。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章22l生產(chǎn)中對凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)要求是多樣的；生產(chǎn)中對凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)要求是多樣的；l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)件的不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪具有不同形狀的輪廓；動(dòng)件的不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求凸輪

10、具有不同形狀的輪廓；l設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，首先根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，首先根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，再據(jù)此來設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。動(dòng)規(guī)律，再據(jù)此來設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。l從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律其位移其位移s s、速度、速度v v和加速度和加速度a a等隨凸輪轉(zhuǎn)角等隨凸輪轉(zhuǎn)角 而變化的規(guī)律。而變化的規(guī)律。l從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用方程或線圖表示。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用方程或線圖表示。)(tss )(tvv )(taa 第二節(jié)第二節(jié) 常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章231 1、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在推程或回程

11、的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件在推程或回程的運(yùn)動(dòng)速度為常數(shù)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章24等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移線等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律位移線圖圖2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章25l剛性沖擊剛性沖擊等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)始末兩等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件在運(yùn)動(dòng)始末兩點(diǎn)，速度有突變，理論上瞬時(shí)加速度點(diǎn)，速度有突變，理論上瞬時(shí)加速度無窮大，因而無窮大，因而產(chǎn)生無窮大的慣性力。由于構(gòu)件材料的彈性，加速度產(chǎn)生無窮大的慣性力。由于構(gòu)件材料的彈性，加速度和慣性力達(dá)不到無窮大，但仍會(huì)對機(jī)構(gòu)造成和慣性力達(dá)不到無窮大，但仍會(huì)對機(jī)構(gòu)造成強(qiáng)烈的沖強(qiáng)烈的沖擊擊。也稱為。也

12、稱為“硬沖硬沖”。轉(zhuǎn)速很低以及輕載的轉(zhuǎn)速很低以及輕載的場合場合2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章26 l從動(dòng)件在一個(gè)行程從動(dòng)件在一個(gè)行程中，前半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，中，前半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。動(dòng)規(guī)律。l位移曲線為兩段光滑相連位移曲線為兩段光滑相連開口相反的拋物線；開口相反的拋物線；l速度曲線為斜直線；速度曲線為斜直線；l加速度曲線為平直線；加速度曲線為平直線；2 2、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律l注意作圖方法注意作圖方法柔性沖擊：適用于中速、中載的場合。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第

13、九章27圖圖8 8 等加速運(yùn)動(dòng)等加速運(yùn)動(dòng) 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章283、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律0202122001202cos2sin2cos12hahvhs點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在這個(gè)圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)稱為簡諧運(yùn)動(dòng)，如圖9a。前半程： 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章2912212211212cos2sin2cos12hhhhhhahvhs后半程2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章30余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：由圖可見，在推程始末點(diǎn)處仍有加速度的有限值的突變，即存在“軟沖”；因此只適用于中、低速；但若從

14、動(dòng)件作無停歇的升降升型連續(xù)運(yùn)動(dòng)，則加速度曲線為光滑連續(xù)的余弦曲線，消除了“軟沖”，故可用于高速。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章31三、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇： 選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，需考慮凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用場合、工作條件等。所選的運(yùn)動(dòng)規(guī)律首先應(yīng)滿足凸輪在機(jī)械中執(zhí)行工作的要求。因此選擇運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)該： 1 1）、對于只要求從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)一定的位移，對運(yùn)動(dòng)規(guī)律無嚴(yán)格要求的低速凸輪傳動(dòng)，可選易于加工的圓弧和直線作為凸輪的輪廓。 2 2）、對從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有要求的凸輪傳動(dòng)，應(yīng)按其要求確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3 3）、在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下工作的凸輪，選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)要考慮它的特性、加速度變化情

15、況，力求避免過大的慣性力，減小沖擊和振動(dòng)。宜選用余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章322021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章33第三節(jié) 凸輪設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)尺寸確定 設(shè)計(jì)方法：1.圖解法 2.解析法 設(shè)計(jì)一般精度凸輪時(shí)常被采用圖解法； 設(shè)計(jì)高精度凸輪，則必須用解析法，但計(jì)算復(fù)雜； 本節(jié)主要討論圖解法。 基本原理：反轉(zhuǎn)法原理。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章34一、圖解法一、圖解法 “反轉(zhuǎn)法” 原理：給機(jī)構(gòu)加上一個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，各構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)并沒有改變。 圖圖11 11 圖解法設(shè)計(jì)圖解法設(shè)計(jì)凸輪是基于反轉(zhuǎn)法凸輪是基于

16、反轉(zhuǎn)法原理原理 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章351對心移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章36（4）將B0、B1、B2、.連成 光滑的曲線，得要求凸輪輪廓（圖a）。（1）按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律作出位移線圖 （圖b），并將橫坐標(biāo)等分分段。（2）沿1反方向取角度t、h、S，等分，得C1、C2、.點(diǎn)。連接OC1、OC2、.便是從動(dòng)件導(dǎo)路的各個(gè)位置。（3）取B1C1=11、B2C2=22、 .得反轉(zhuǎn)后尖頂位置 B1、B2、A3、.。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章37實(shí)實(shí)際際輪輪廓廓曲曲線線 理理論論輪輪廓廓曲

17、曲線線 對心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)對心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章383 3對心平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線對心平底從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線圖圖14 14 對心平底從動(dòng)件盤形凸輪對心平底從動(dòng)件盤形凸輪2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章39如圖15所示，偏置移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪輪廓曲線的繪制方法也與前述相似。但由于從動(dòng)件導(dǎo)路的軸線不通過凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，其偏距為e。所以從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過程中，其導(dǎo)路軸線始終與以偏距e為半徑所作的偏距圓相切，因此從動(dòng)件的位移應(yīng)沿這些切線量取。 4偏置移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪

18、輪廓2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章40圖圖1515偏置移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪偏置移動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章41二、凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)，既要保證從動(dòng)件能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還須使機(jī)構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，滿足強(qiáng)度和安裝等要求，因此，應(yīng)注意處理好下述問題： 1.1.凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角；凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角； 2.2.滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇 ； 3.3.凸輪基圓半徑的確定；凸輪基圓半徑的確定； 4.4.凸輪機(jī)構(gòu)的材料。凸輪機(jī)構(gòu)的材料。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章421 1、壓

19、力角、壓力角不計(jì)摩擦?xí)r，凸輪對從動(dòng)件的作用力（法向力）與從動(dòng)件上受力點(diǎn)速度方向所夾的銳角。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章43凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角：壓力角越小傳力越好。自鎖當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)處于壓力角大到使有效分力不足以克服摩擦阻力的位置，不論推力多大，都不能使從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。臨界壓力角機(jī)構(gòu)開始出現(xiàn)自鎖時(shí)的壓力角。有效分力：有效分力：有害分力：有害分力： sincos12nnFFFF2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章44凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角： 為了保證良好的傳力性能，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使 amax a,許用值a的大小通常由經(jīng)驗(yàn)確定： 推程時(shí): 對于直動(dòng)從動(dòng)件，取a=30； 對于

20、擺動(dòng)從動(dòng)件，取a=45； 回程時(shí)：可取 a= 7080； 回程時(shí)從動(dòng)件通常受彈簧力或重力的作用，不會(huì)引起自鎖，可不必校驗(yàn)壓力角。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章45凸輪壓力角的測量及影響因素： 測量方法：量角器（下頁）； 壓力角有關(guān)因素：基圓半徑b等。 基圓半徑較大的凸輪對應(yīng)點(diǎn)的壓力角較小，傳力性能好些，但結(jié)構(gòu)尺寸較大； 基圓半徑小時(shí)，壓力角較大，容易引起自鎖，但凸輪的結(jié)構(gòu)比較緊湊。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章462021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章47圖17 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角與力的關(guān)系 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)

21、汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章48因受力較小且無自鎖問題，故許用壓力角可取得大些，通常=80 推程（工作行程）：移動(dòng)從動(dòng)件 =30擺動(dòng)從動(dòng)件 =45回程：2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章49 2、滾子半徑的選擇設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：滾子尺寸的設(shè)計(jì)要滿足強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)特性。滾子尺寸的設(shè)計(jì)要滿足強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)特性。 從從強(qiáng)度要求強(qiáng)度要求考慮，滾子半徑一般應(yīng)滿足：考慮，滾子半徑一般應(yīng)滿足： 從從運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性考慮，不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)的失真現(xiàn)象。為避免發(fā)生這種現(xiàn)象，考慮，不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)的失真現(xiàn)象。為避免發(fā)生這種現(xiàn)象，要對滾子半徑加以限制。要對滾子半徑加以限制。 r rr r(0.1-0.5)r(0

22、.1-0.5)rb bminr8.0r滾子尺寸與滾子尺寸與min關(guān)系2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章50由上式可知：實(shí)際輪廓曲率半徑總大于理論輪廓曲率半徑。因而，不論選擇多大的滾子，都能做出實(shí)際輪廓。2)凸輪理論輪廓的外凸部分由圖18b可得a=min-r T（1）當(dāng)min rT時(shí)，則有a 0，如圖18b所示，實(shí)際輪廓為一平滑曲線。1)凸輪理論輪廓的內(nèi)凹部分由圖18a可得：a= min+rT圖圖1818 滾子半徑對輪廓的影響 滾子尺寸滾子尺寸對輪廓的影響2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章51（2）當(dāng)min =rT時(shí)，則有a= 0，如圖18c所示 ，在

23、凸輪實(shí)際輪廓曲線上產(chǎn)生了尖點(diǎn)，這種尖點(diǎn)極易磨損，磨損后就會(huì)改變從動(dòng)件預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。（3）當(dāng)min rT時(shí)，則有a 0 時(shí)，如圖18d所示，這時(shí)實(shí)際輪廓曲線發(fā)生相交，圖中陰影部分的輪廓曲線在實(shí)際加工時(shí)被切去，使這一部分運(yùn)動(dòng)規(guī)律無法實(shí)現(xiàn)。 2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章52為了使凸輪輪廓在任何位置既不變尖也不相交，滾子半徑必須小于理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑min。如果min過小，按上述條件選擇的滾子半徑太小而不能滿足安裝和強(qiáng)度要求時(shí)。就應(yīng)當(dāng)把凸輪基圓尺寸加大，重新設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線 。2021/3/10汽車機(jī)械基礎(chǔ)汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第九章第九章533、基圓半徑的確定 基圓半徑越大，壓力角越基圓半徑越大，壓力角越小。從傳力的角度來看，基圓小。從傳力的角度來看，基圓半徑越大越好；