xin第四章 凸輪機構(gòu)及其設(shè)計06[1][1]316

1、3-4 實現(xiàn)連桿給定位置的平面四桿機構(gòu) 運動設(shè)計1.連桿位置用動鉸鏈中心連桿位置用動鉸鏈中心B、C兩點表示兩點表示2 連桿位置用連桿平面上任意兩點表示連桿位置用連桿平面上任意兩點表示3-5 實現(xiàn)已知運動規(guī)律的平面四桿機構(gòu) 運動設(shè)計1 按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)按給定行程速度變化系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)AB=(AC2-AC1)/2AB=(AC2-AC1)/2BC=(AC1+AC2)/2BC=(AC1+AC2)/2AC1=BC-ABAC1=BC-ABAC2=BC+ABAC2=BC+AB180180（K-1K-1） （K+1K+1）=確定比例尺確定比例尺llADlBClABADlBClABl,C C

2、1 1D DB B1 1C C2 2B B2 2 A A O O9090 - - 9090 - - E EF F(1)(1)曲柄搖桿機構(gòu)曲柄搖桿機構(gòu)已知搖桿的長度已知搖桿的長度C,C,擺角擺角 ,K,K,設(shè)設(shè)計此機構(gòu)計此機構(gòu) （）曲柄滑塊機構(gòu)（）曲柄滑塊機構(gòu)AB1C1C2B2BCo oe e90900 0- - 90900 0- - H H12ACAClBCABlBCAB已知已知K K，滑塊行程，滑塊行程H H，偏，偏距距e e，設(shè)計此機構(gòu)，設(shè)計此機構(gòu) 。180(k-1)/(k+1)180(k-1)/(k+1)作作C1 C2 H H 作射線作射線C1O O 使使C2C1O=90, , 以以O(shè)

3、O為圓心，為圓心，C1O O為半徑作圓。為半徑作圓。以以A A為圓心，為圓心，A A C1為半徑作弧交于為半徑作弧交于E,E,得：得：作射線作射線C2O O使使C1C2 O=90。 作偏距線作偏距線e e，交圓弧于，交圓弧于A A，即為所求。，即為所求。l1 =EC2/ 2C2C1(3)0, 1kABCCACACAB222112lCDlBCDClCBl2222EDAB2B1C2C145已知:K=1,AB、AD桿長度,搖桿CD處于一個極限位置時,AB桿和機架AD桿間的夾角為45o,試設(shè)計此曲柄搖桿機構(gòu).下一頁（3 3）型曲柄搖桿機構(gòu)型曲柄搖桿機構(gòu) K=1(K=1(=0),=0),搖桿無急回運動搖

4、桿無急回運動特征。特征。D DA AC1C1C2C2B2B2B1B1a a2 2+d+d2 2=b=b2 2+c+c2 2結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征:A,C1,C2:A,C1,C2三點共線三點共線返回行程速度變化系數(shù)行程速度變化系數(shù) 1 1 2 2急回特性：從動件正反兩個行程的平均速度不相等急回特性：從動件正反兩個行程的平均速度不相等180180（K-1K-1） （K+1K+1）= 從動件快行程的平均速度從動件快行程的平均速度 = 從動件慢行程的平均速度從動件慢行程的平均速度K =(180(180+）/ /（180180-)-)返回主要內(nèi)容1 從動件的運動規(guī)律2 凸輪機構(gòu)的設(shè)計3 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定

5、一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用二、凸輪機構(gòu)的分類二、凸輪機構(gòu)的分類三、凸輪機構(gòu)的設(shè)計任務(wù)三、凸輪機構(gòu)的設(shè)計任務(wù) 4 4 1 1凸輪機構(gòu)的應(yīng)用凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類和分類. .凸輪機構(gòu)的應(yīng)用凸輪機構(gòu)的應(yīng)用 圖內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)圖內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)氣閥桿ABC圖圖4-2 4-2 自動機床的進刀凸輪機構(gòu)自動機床的進刀凸輪機構(gòu)圓柱凸輪刀架的運動規(guī)律完全取決于曲線凹槽的形狀扇形齒輪齒條沖壓機沖壓機1.1.凸輪機構(gòu)：凸輪機構(gòu)：凸輪是一個凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。當運動時，通過構(gòu)件。當運動時，通過其上的曲線輪廓與從動其上的曲線輪廓與從動件的高副接觸，使從動件的高副接觸，使從

6、動件獲得預(yù)期的運動，含件獲得預(yù)期的運動，含有凸輪的機構(gòu)稱為凸輪有凸輪的機構(gòu)稱為凸輪機構(gòu)。機構(gòu)。它由它由凸輪凸輪、從動從動件件和和機架機架組成。組成。 凸輪凸輪 機架機架 從動從動件件一）按凸輪的形狀分一）按凸輪的形狀分1、盤形凸輪、盤形凸輪 2、移動凸輪、移動凸輪 3、圓柱凸輪、圓柱凸輪二、凸輪機構(gòu)的分類二、凸輪機構(gòu)的分類(a)(b)(c) 1、尖底從動件、尖底從動件 2、滾子從動件、滾子從動件 3、平底從動件、平底從動件二）按從動件的形式分二）按從動件的形式分尖底能與任意復(fù)雜的輪廓接觸,實現(xiàn)任意運動,低速凸輪耐磨損,應(yīng)用普遍接觸部分形成油膜，受力平穩(wěn),傳遞效率高,高速凸輪三）、三）、按凸輪與

7、從動件的鎖合方式分按凸輪與從動件的鎖合方式分1、力鎖合的凸輪機構(gòu)、力鎖合的凸輪機構(gòu)2、幾何鎖合的凸輪機構(gòu)、幾何鎖合的凸輪機構(gòu)1）槽凸輪機構(gòu)）槽凸輪機構(gòu)2）等寬凸輪機構(gòu)）等寬凸輪機構(gòu)3）等徑凸輪機構(gòu)）等徑凸輪機構(gòu)4）主回凸輪機構(gòu)）主回凸輪機構(gòu)依靠凸輪和從動件的特殊幾何形狀而始終保持接觸，特點免除彈簧附加的阻力，減小動力，提高效率缺點是:外廓尺寸較大,設(shè)計也較復(fù)雜.四）、四）、根據(jù)從動件的運動形式分根據(jù)從動件的運動形式分擺動從動件凸輪機構(gòu)擺動從動件凸輪機構(gòu) （對心、偏置）（對心、偏置）移動從動件凸輪機構(gòu)移動從動件凸輪機構(gòu)(a)(b)(c)2.凸輪機構(gòu)的優(yōu)點：凸輪機構(gòu)的優(yōu)點：(1)結(jié)構(gòu)簡單，緊湊。結(jié)

8、構(gòu)簡單，緊湊。(2)只需確定適當?shù)耐馆嗇喞€，即可只需確定適當?shù)耐馆嗇喞€，即可實現(xiàn)從動件復(fù)雜的運動規(guī)律；實現(xiàn)從動件復(fù)雜的運動規(guī)律；3.缺點：缺點：(1)從動件與凸輪接觸應(yīng)力大，易磨損，從動件與凸輪接觸應(yīng)力大，易磨損，適用于傳力不大的場合適用于傳力不大的場合(2)凸輪輪廓加工困難凸輪輪廓加工困難.(3)從動件的行程不能過大從動件的行程不能過大.凸輪笨重凸輪笨重4.用途：用途：載荷較小的運動控制載荷較小的運動控制4-2 4-2 從動件常用運動規(guī)律從動件常用運動規(guī)律 一、基本運動規(guī)律一、基本運動規(guī)律二、從動件運動規(guī)律設(shè)計二、從動件運動規(guī)律設(shè)計 1. 基本概念基本概念1、基圓、基圓2、推程，推程

9、運動角、推程，推程運動角 ； 以凸輪的最小向徑以凸輪的最小向徑為半徑所作的圓稱為半徑所作的圓稱為基圓，基圓半徑為基圓，基圓半徑用用r表示。表示。4、遠休止，遠休止角、遠休止，遠休止角s；5、回程，回程運動角、回程，回程運動角 ；6、近休止，近休止角、近休止，近休止角 s ；3、行程、行程從動件在推程移從動件在推程移 動的距離，用動的距離，用 h 表示。表示。 一、凸輪機構(gòu)的工作原理一、凸輪機構(gòu)的工作原理s s s 二、基本運動規(guī)律二、基本運動規(guī)律a= 2(2c2 + 6c3 +12c4 2 + +n(n-1)cn n-2)式中，式中， 為凸輪的轉(zhuǎn)角（為凸輪的轉(zhuǎn)角（rad）；）； c0，c1，c

10、2， ，為，為n+1個待定系數(shù)。個待定系數(shù)。1、n=1的運動規(guī)律的運動規(guī)律 =0, s=0; = , s=h.s = c0+c1 v= c1 a=0 hS hv0a （一）（一） 多項式運動規(guī)律多項式運動規(guī)律s=c0 + c1 + c2 2 + c3 3 + + cn nv= ( c1 + 2c2 + 3c3 2 + +ncn n-1)1、等速運動規(guī)律 (直線位移運動規(guī)律、 一次多項式運動規(guī)律)Sdd0HVdd0adHd0d0特點：特點：設(shè)計簡單、勻速進給、。設(shè)計簡單、勻速進給、。 行程始點、末點加速度在理論上為無窮大，致使機行程始點、末點加速度在理論上為無窮大，致使機構(gòu)受到強烈沖擊：剛性沖擊

11、。構(gòu)受到強烈沖擊：剛性沖擊。剛性沖擊剛性沖擊適于低速、輕載、從動桿質(zhì)量不大，以及要求勻速的情況適于低速、輕載、從動桿質(zhì)量不大，以及要求勻速的情況 hS hv0a 0,2, 2vhshs222224)(4)(2hahvhhs2、 n=2的運動規(guī)律的運動規(guī)律2221221022caccvcccs2, 20, 0, 0hsvs22222442hahvhs2、等加速等減速運動規(guī)律 (拋物線位移運動規(guī)律、二次多項式運動規(guī)律)Sdd0HVdd0ad2Hd0d04H2d0特點特點: 在三處存在加速度的有限值的在三處存在加速度的有限值的突變，這種由于加速度發(fā)生有限值突變，這種由于加速度發(fā)生有限值突變而引起的沖

12、擊：柔性沖擊突變而引起的沖擊：柔性沖擊.適于中低速、中輕載適于中低速、中輕載.SABC柔性沖擊柔性沖擊柔性沖擊柔性沖擊增加多項式的冪次，可獲得性增加多項式的冪次，可獲得性能良好的運動規(guī)律能良好的運動規(guī)律 svaj 00001. 余弦加速度規(guī)律3222212111)cos()sin()cos(coscccvdtsccadtvctcahsvs,0,0,0)cos(2)sin(2)cos(12222hahvhs柔性沖擊柔性沖擊二、三角函數(shù)運動規(guī)律特點特點: 在行程開始和終止位置，加速在行程開始和終止位置，加速度有突變，引起柔性沖擊度有突變，引起柔性沖擊.適于中低速、中輕載適于中低速、中輕載.2. 正

13、弦加速度規(guī)律正弦加速度規(guī)律3222212111)2sin(4)2cos(2)2sin()sin(cccvdtsccadtvctcahss,0,0)2sin(2)2cos(1)2sin(2122hahvhsv 0 aj00 s 0h特點特點: 加速度曲線連續(xù)，理論上不存在加速度曲線連續(xù)，理論上不存在柔性沖擊柔性沖擊.對加工誤差敏感。對加工誤差敏感。適于高速、中輕載適于高速、中輕載.ad五、幾種常用運動規(guī)律的比較H等速等速余弦余弦d0等加等加正弦正弦等速的等速的 Vmax 最小最小, 安全安全.d0等加的等加的 amax 最小，慣性小最小，慣性小.等速的等速的 a .正弦的正弦的 a 連續(xù)連續(xù).(

14、動量動量 mVmax 最小最小, SdVd即沖力即沖力 F = mV/t 最小最小.)表表4-3 從動件常用基本運動規(guī)律特性從動件常用基本運動規(guī)律特性等等速速 1.0 剛性剛性低速輕載低速輕載等加速等減速等加速等減速 2.0 4.00柔性柔性中速輕載中速輕載余弦加速度余弦加速度 1.57 4.93柔性柔性中速中載中速中載正弦加速度正弦加速度 2.00 6.28 無無高速輕載高速輕載運動規(guī)律運動規(guī)律 vmax(h / ) amax沖擊特性沖擊特性 適用范圍適用范圍(h 2/ 2) 三、從動件運動規(guī)律設(shè)計：三、從動件運動規(guī)律設(shè)計：1、從動件的最大速度、從動件的最大速度vmax要盡量??；要盡量?。?

15、、從動件的最大加速度、從動件的最大加速度amax,慣性力越大慣性力越大,作用在高作用在高副接觸處的應(yīng)力大副接觸處的應(yīng)力大,機構(gòu)的強度和耐磨性要求也越機構(gòu)的強度和耐磨性要求也越高高.盡量?。槐M量??；運動規(guī)律組合應(yīng)遵循的原則：運動規(guī)律組合應(yīng)遵循的原則：1、對于中、低速運動的、對于中、低速運動的 凸輪機構(gòu)，凸輪機構(gòu)，要求從動件的要求從動件的 位移曲線在銜接處相切，位移曲線在銜接處相切，以保證速度曲線的連續(xù)。以保證速度曲線的連續(xù)。2、對于中、高速運動的凸輪機構(gòu)，、對于中、高速運動的凸輪機構(gòu)，則還要求從動件的則還要求從動件的 速度曲線在銜接處相速度曲線在銜接處相切，以保證加速度曲線的連續(xù)。切，以保證加速

16、度曲線的連續(xù)。組合運動規(guī)律組合運動規(guī)律 a O ABCDEFO梯形加速度運動規(guī)律梯形加速度運動規(guī)律a 改進型等速運動規(guī)律改進型等速運動規(guī)律 0 0aa=0 v 0sh4-3按給定運動規(guī)律設(shè)計凸輪輪廓曲線 作圖法一、直動從動件盤形凸輪機一、直動從動件盤形凸輪機構(gòu)構(gòu) 作圖法作圖法（1） 尖底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)尖底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)（2）滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)）滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)（3）平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)）平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)S SS2h( )( max)3）凸輪機構(gòu)曲線輪廓的設(shè)計）凸輪機構(gòu)曲線輪廓的設(shè)計4）繪制凸輪機構(gòu)工作圖）繪制凸輪機構(gòu)工作圖 1）從動件運動規(guī)律的

17、設(shè)計）從動件運動規(guī)律的設(shè)計2）凸輪機構(gòu)基本尺寸的設(shè)計）凸輪機構(gòu)基本尺寸的設(shè)計移動從動件：基圓半徑移動從動件：基圓半徑rb，偏心距，偏心距e;擺動從動件：基圓半徑擺動從動件：基圓半徑rb，凸輪轉(zhuǎn)動中心到，凸輪轉(zhuǎn)動中心到從動件擺動中心的距離從動件擺動中心的距離a及擺桿的長度及擺桿的長度l;滾子從動件：除上述外，還有滾子半徑滾子從動件：除上述外，還有滾子半徑rr。平底從動件：除上述外，平底長度平底從動件：除上述外，平底長度L。O1O2a lO1 erbrb凸輪設(shè)計的問題凸輪設(shè)計的問題凸輪輪廓曲線設(shè)計的基本原理凸輪輪廓曲線設(shè)計的基本原理（反轉(zhuǎn)法）（反轉(zhuǎn)法） 2 S 1123s1s2hOrb- 1 1s

18、122s233h1 1s11、對心尖底移動從動桿例: 已知 R0、H、 的方向、從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角: 凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律從動桿運動規(guī)律 0150 等速上升 H150 180 上停程180 300 等速下降 H300 360 下停程解解: 1. 以以 S = 作位移曲線作位移曲線.2. 以同樣的以同樣的 S 作凸輪廓線作凸輪廓線B0(c0)c1c2c3c4c5c6c7c8c10c9B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10Sd03600150018003000H1 2 3 4 5 6 7 8 9 10123456789102.2.對心滾子移動從動桿對心滾子移動從動桿 已知已

19、知: R0、H 、RT 、 的方向、的方向、 從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角.nn理論廓線理論廓線實際輪廓曲線實際輪廓曲線rmin3 平底從動件盤形凸輪機構(gòu)平底從動件盤形凸輪機構(gòu)- 平底與導(dǎo)路的交點為參考點，取為尖底，運用尖底從動件凸輪的設(shè)計方法求出位置1, 2, 3.-過點做一系列平底，得一直線族，然后做直線族的包絡(luò)線，得到凸輪的實際輪廓曲線。-634 偏置尖底從動件凸輪輪廓曲線設(shè)計偏置尖底從動件凸輪輪廓曲線設(shè)計（反轉(zhuǎn)法）（反轉(zhuǎn)法） 2 S 1123s1s2h- 11 11s1Orb es22h3已知：已知：S=S（ ），），rb，e， ，rr4 偏置尖底從動件凸輪

20、輪廓曲線設(shè)計偏置尖底從動件凸輪輪廓曲線設(shè)計（反轉(zhuǎn)法）（反轉(zhuǎn)法） 2 S 1123s1s2hOrb- 3321 1s2s1h 112es1s24、偏置尖頂移動從動桿 例. 已知: R0、H、e 、 的方向、凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律從動桿運動規(guī)律 0150 等速上升 H150 180 上停程180 300 等速下降 H300 360 下停程解: 1. 以 S = 作位移曲線.2. 以同樣的 S 作凸輪廓線c0c1c2c3c4c5c6c7c8c9c10從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角:1800Sd0360015003000H1 2 3 4 5 6 7 8 9 1012345678910B1B2B3

21、B4B5B6B7B8B9偏置滾子從動件凸輪輪廓曲線設(shè)計偏置滾子從動件凸輪輪廓曲線設(shè)計（反轉(zhuǎn)法）（反轉(zhuǎn)法） 2 S 1123s1s2h- 11 11s1Orb es22h3已知：已知：S=S（ ），），rb，e， ，rr5擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)擺動從動件盤形凸輪機構(gòu) S S 91122334455667788 2- B2B5B4B3C0B7B6B8C1C6C4C5C2C3C8C7 0 A0B0 0O S S A1A2A3A4A5A9A8A7A6B1 1C9B9（2）定出O,A0的位置，做基圓，與以A0為中心及 l為半徑的圓弧交于B0，便是從動件尖底的初始位置。（3）以O(shè),OA0作圓，沿順時針方向

22、取各角度，再將推程運動角、回程運動角分為對應(yīng)等份，得A1,A2,.是反轉(zhuǎn)后從動件回轉(zhuǎn)軸心的一系列位置。（4）自A1C1,A2C2開始，向外量取與圖對應(yīng)的從動件擺角，得從動件相對于凸輪的一系列位置B1,B2。設(shè)計步驟小結(jié)設(shè)計步驟小結(jié)：選比例尺選比例尺l作基圓作基圓r rminmin。反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。反向等分各運動角。原則是：陡密緩疏。確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等份點的位置。確定反轉(zhuǎn)后，從動件尖頂在各等份點的位置。將各尖頂點連接成一條光滑曲線。將各尖頂點連接成一條光滑曲線。45 45 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定定 一、移動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸一、移動從動

23、件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸 二、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸二、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸 三、平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸三、平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸四、滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)滾子半徑的選擇四、滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)滾子半徑的選擇一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖圖圖4-21 尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)ttOPnnAeSS0v2Crrb 1123P13P23瞬心瞬心QFF沿從動件運動方向的有效分力FFF 壓力角：驅(qū)動力和有效分力的夾角，接觸點法線與從動件上力作用點之間的夾角。壓緊導(dǎo)路的有害分力機構(gòu)自鎖：F引起的摩擦阻力超過有用分

24、力F，無論凸輪給從動件的驅(qū)動力多大，從動件都不能運動極限壓力角：機構(gòu)開始出現(xiàn)自鎖時的壓力角。SSOCOPACCPtg0 21vOP 12vOP ，即即圖圖4-21 尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)尖底從動件盤形凸輪機構(gòu)當當e=0時時，21220vetgres21220vtgres123P13P23P12二、按許用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置二、按許用壓力角確定凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑和基圓半徑CAttOPnAeC 1n (P13)P23壓力角：ddsvlOP2200ddarctanddarctanersesssesdd正配置： d1負配置：d1 ：為凸輪轉(zhuǎn)向系數(shù)d：從動件偏置方向系數(shù) r0越小，壓力角越

25、大，結(jié)構(gòu)緊湊，基圓越小，但過小，導(dǎo)致壓力角超出許用值壓力角是機構(gòu)位置的函數(shù)，設(shè)計時使最大壓力角小于許用壓力角的情況下，選用較小的基圓。二、滾子（尖底）擺動從動件盤形凸輪二、滾子（尖底）擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸機構(gòu)的基本尺寸整理得，整理得， 1 與與 2同向同向凸輪的轉(zhuǎn)向凸輪的轉(zhuǎn)向 1 與從動件的轉(zhuǎn)向與從動件的轉(zhuǎn)向 2相反相反nO1PKO2rb 1 2Bn 0+ v2Lanv2O1PKO2rb 2 1B ttanL 0+ 1、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角與從動、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角與從動件的運動規(guī)律、擺桿長度、基圓半徑及中心件的運動規(guī)律、擺桿長度、基圓半徑及中心距有關(guān)。距有關(guān)

26、。POPOPOPO122221llall LO1PLO2PLO2PLO2P)cos(lcosl0PO2 LO2PL)(tg1)sin(a)1( ltg0012 L)(tg1)sin(a)1( ltg0012 L+=2alrlaarccos2b2202、在運動規(guī)律和、在運動規(guī)律和 基本尺寸相同的情況下，基本尺寸相同的情況下， 1 與與 2異向，會減小擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)異向，會減小擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角。的壓力角。圖4-231、偏置方位的選擇原則、偏置方位的選擇原則應(yīng)有利于減小從動件工作行程時的最大壓應(yīng)有利于減小從動件工作行程時的最大壓力角。為此應(yīng)使從動件在工作行程中，點力角。為此應(yīng)使

27、從動件在工作行程中，點C和點和點P位于凸輪回轉(zhuǎn)中心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心O的同側(cè)。即采的同側(cè)。即采用正配置。用正配置。2、凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定加大基圓半徑，可減小壓力角，有利于傳力加大基圓半徑，可減小壓力角，有利于傳力1）機構(gòu)受力不大，要求機構(gòu)緊湊）機構(gòu)受力不大，要求機構(gòu)緊湊222212be) stged/ds(e) stge/v(r 2）機構(gòu)受力較大，對其尺寸又沒有嚴格的限制機構(gòu)受力較大，對其尺寸又沒有嚴格的限制1.75(7 10)3hsmhrrmmrrmm根據(jù)實際輪廓的最小向徑根據(jù)實際輪廓的最小向徑rm確定基圓半徑確定基圓半徑rb，校核壓力角校核壓力角根據(jù)結(jié)構(gòu)和強度確定基圓半徑根

28、據(jù)結(jié)構(gòu)和強度確定基圓半徑rsrhrm三、按輪廓曲線全部外凸的條件三、按輪廓曲線全部外凸的條件確定平底從動件盤形凸輪機構(gòu)凸確定平底從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的基圓半徑輪的基圓半徑平底從動件盤形凸輪機構(gòu)壓力角衡為0，不能按照壓力角來確定其基本尺寸 圖示可能產(chǎn)生內(nèi)凹、包絡(luò)線相交，加工時包絡(luò)線交點左側(cè)的輪廓曲線被切除，產(chǎn)生運動失真。不產(chǎn)生失真必須保證輪廓曲線為外凸。圖 4-25平底從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪輪廓曲線外凸與基圓最小曲率半徑的關(guān)系 由加速度分析22B32 32 3aBB BAB BaaaaaAOAOAAOAFlsltsabll2222222d/dd/daa22d/dslAFsrslAB022d/d

29、minmin22min0)d/d(ssr高副低代平底尺寸的選擇平底尺寸的選擇bsbbsb minmax)dd()dd(平底左右兩側(cè)的寬度為平底總寬度bbb 圓盤平底的直徑bsdmaxdd2四、四、滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇（1）., 0Tr（2）.0 ,Tr（3）.0 ,Tr設(shè)計時要保證滾子半徑設(shè)計時要保證滾子半徑小于理論廓線外凸部分小于理論廓線外凸部分的最小曲率半徑的最小曲率半徑min8 . 0TrA正常的輪廓曲線Tr內(nèi)凹實際輪廓曲線某點的曲率半徑理論輪廓曲線某點的曲率半徑外凸Tr二、盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計二、盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計 解析法解析法（1）尖頂移動從動件盤形凸輪機構(gòu)）尖頂移動從動件盤形

30、凸輪機構(gòu)（2）尖頂擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)）尖頂擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)（3）滾子移動從動件盤形凸輪機構(gòu)）滾子移動從動件盤形凸輪機構(gòu)（4）平底移動從動件盤形凸輪機構(gòu)）平底移動從動件盤形凸輪機構(gòu)（1） 尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計x 2 S SOB1eSS0rby- BC0CB0 尖頂移動從動件尖頂移動從動件凸輪輪廓的求法凸輪輪廓的求法1111)cos()sin()sin()cos(BBBBBByxyyxx尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu) 11BBBByxRyx)cos()sin()sin()cos(RcossinsincosxOB1eSS0rby- BC0C

31、B0 SereSSeyxbBB221011平面旋轉(zhuǎn)矩陣平面旋轉(zhuǎn)矩陣SSeyxBB0cossinsincoscos)(sinsin)(cos00SSeSSe注意：注意：1） 若從動件導(dǎo)路相對于凸輪回轉(zhuǎn)中心的偏置若從動件導(dǎo)路相對于凸輪回轉(zhuǎn)中心的偏置方向與方向與x方向同向，則方向同向，則e0, 反之反之e0，反之，反之 0，反之，反之 0y 0 B0B1BrbAx- OaL（3）滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)）滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的設(shè)計計 ddyddxdydxtgBBBB sinryycosrxxrBCrBCOnnB0Brb yx rrCCC BCrrrrrm a、輪廓曲線的設(shè)計、輪廓曲線的設(shè)計 b、

32、刀具中心軌跡方程、刀具中心軌跡方程砂輪砂輪滾子滾子rrrcrc-rr c鉬絲鉬絲滾子滾子rrrcrr-rc c sinryycosrxxrBCrBC上式中用上式中用|rc- rr |代替代替rr即得刀具中心軌跡方程即得刀具中心軌跡方程 c、滾子半徑的確定、滾子半徑的確定當當rr min時，實際輪廓為一光滑曲線。時，實際輪廓為一光滑曲線。當當rr= min時，實際輪廓將出現(xiàn)尖點，極易磨損，時，實際輪廓將出現(xiàn)尖點，極易磨損，會引起運動失真。會引起運動失真。rr bmin minrr 0rr= min min bmin = min - rr= 0rr當當rr min時，實際輪廓將出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，會時，

33、實際輪廓將出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，會引起運動失真。引起運動失真。rr bmin min bmin = min + rr 0內(nèi)凹的輪廓曲線不存在失真。內(nèi)凹的輪廓曲線不存在失真。 minrrrr min bmin = min - rr min bmin = min - rr 0實際輪廓曲線相交，相交之外的曲線不存在，運動失真凹槽兩側(cè)面間的距離=滾子的直徑,始終接觸凸輪輪廓線上任意兩平行切線間的距離=框架的寬度5擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)擺動從動件盤形凸輪機構(gòu) S S 91122334455667788 2- B2B5B4B3C0B7B6B8C1C6C4C5C2C3C8C7 0 A0B0 0O S S A1A2A

34、3A4A5A9A8A7A6B1 1C9B9（2）定出O,A0的位置，做基圓，與以A0為中心及 l為半徑的圓弧交于B0，便是從動件尖底的初始位置。（3）以O(shè),OA0作圓，沿順時針方向取各角度，再將推程運動角、回程運動角分為對應(yīng)等份，得A1,A2,.是反轉(zhuǎn)后從動件回轉(zhuǎn)軸心的一系列位置。（4）自A1C1,A2C2開始，向外量取與圖對應(yīng)的從動件擺角，得從動件相對于凸輪的一系列位置B1,B2。h一、凸輪機構(gòu)的工作原理一、凸輪機構(gòu)的工作原理S (A)BCD( ,S) S ShSAB O eCDBO2r0 基圓基圓推程運動角推程運動角遠休止角遠休止角近休止角近休止角回程運動角回程運動角偏距4偏置滾子從動件凸

35、輪輪廓曲線設(shè)計偏置滾子從動件凸輪輪廓曲線設(shè)計1Orb e滾子從動件凸輪的滾子從動件凸輪的實際輪廓曲線實際輪廓曲線理論廓線理論廓線二、滾子（尖底）擺動從動件盤形凸輪二、滾子（尖底）擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的基本尺寸機構(gòu)的基本尺寸整理得，整理得， 1 與與 2同向同向凸輪的轉(zhuǎn)向凸輪的轉(zhuǎn)向 1 與從動件的轉(zhuǎn)向與從動件的轉(zhuǎn)向 2相反相反nO1PKO2rb 1 2Bn 0+ v2Lanv2O1PKO2rb 2 1B ttanL 0+ 1、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角與從動、擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角與從動件的運動規(guī)律、擺桿長度、基圓半徑及中心件的運動規(guī)律、擺桿長度、基圓半徑及中心距有關(guān)。距有關(guān)。PO

36、POPOPO122221llall LO1PLO2PLO2PLO2P)cos(lcosl0PO2 LO2PL)(tg1)sin(a)1( ltg0012 L)(tg1)sin(a)1( ltg0012 L+=2alrlaarccos2b2202、在運動規(guī)律和、在運動規(guī)律和 基本尺寸相同的情況下，基本尺寸相同的情況下， 1 與與 2異向，會減小擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)異向，會減小擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)的壓力角。的壓力角。圖4-233、偏置尖頂移動從動桿 例. 已知: R0、H、e 、 的方向、凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律從動桿運動規(guī)律 0180 等速上升 H180 210 上停程210 300

37、等速下降 H300 360 下停程解: 1. 以 S = 作位移曲線.2. 以同樣的 S 作凸輪廓線0c1c2c3c4c5c6c7c8c9c10從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角:2100Sd0360018003000H1 2 3 4 5 6 7 8 9 1012345678910B1B2B3B4B5B6B7B8B95擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)擺動從動件盤形凸輪機構(gòu) S S 91122334455667788 2- 已知：基圓半徑：已知：基圓半徑：r0，從動件長度：，從動件長度：L，中心距：，中心距：a，凸輪角速度，凸輪角速度： A0B0 0O從動件的位移線圖從動件的位移線圖 = （ ）al（1）將運動

38、線圖的推程和回程運動角分為若干等份1、偏置方位的選擇原則、偏置方位的選擇原則應(yīng)有利于減小從動件工作行程時的最大壓應(yīng)有利于減小從動件工作行程時的最大壓力角。為此應(yīng)使從動件在工作行程中，點力角。為此應(yīng)使從動件在工作行程中，點C和點和點P位于凸輪回轉(zhuǎn)中心位于凸輪回轉(zhuǎn)中心O的同側(cè)。即采的同側(cè)。即采用正配置。用正配置。2、凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定加大基圓半徑，可減小壓力角，有利于傳力加大基圓半徑，可減小壓力角，有利于傳力1）機構(gòu)受力不大，要求機構(gòu)緊湊）機構(gòu)受力不大，要求機構(gòu)緊湊222212be) stged/ds(e) stge/v(r 2）機構(gòu)受力較大，對其尺寸又沒有嚴格的限制機構(gòu)受力較大

39、，對其尺寸又沒有嚴格的限制1.75(7 10)3hsmhrrmmrrmm根據(jù)實際輪廓的最小向徑根據(jù)實際輪廓的最小向徑rm確定基圓半徑確定基圓半徑rb，校核壓力角校核壓力角根據(jù)結(jié)構(gòu)和強度確定基圓半徑根據(jù)結(jié)構(gòu)和強度確定基圓半徑rsrhrm高副低代的一般方法：高副低代的一般方法：在接觸點兩輪廓在接觸點兩輪廓曲率中心處，用兩個轉(zhuǎn)動副聯(lián)接一個構(gòu)曲率中心處，用兩個轉(zhuǎn)動副聯(lián)接一個構(gòu)件來代替這個高副。件來代替這個高副。O1O2AB圖-18 任意曲線輪廓的高副機構(gòu)124Ao1o2B代替機構(gòu)O1(b)接觸輪廓之一為直線返回2.2.對心滾子移動從動桿對心滾子移動從動桿 已知已知: R0、H 、RT 、 的方向、的方向、 從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角從動桿運動規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角.nn理論廓線理論廓線實際輪