大連大學(xué)機(jī)械原理考研(校長(zhǎng)ppt)

1、掌握凸輪機(jī)構(gòu)的概念、組成及類型掌握凸輪機(jī)構(gòu)的概念、組成及類型; ;了解推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；了解推桿常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；掌握凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，掌握凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，根據(jù)選定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)出凸輪的輪根據(jù)選定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線；廓曲線；了解凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸確定的原則。了解凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸確定的原則。本章教學(xué)目的本章教學(xué)目的第九章第九章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成與應(yīng)用一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成與應(yīng)用 9-19-1凸輪機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用和分類凸輪機(jī)構(gòu)的組成、應(yīng)用和分類1 1、組成、組成: : 凸輪、從動(dòng)件（推桿、擺凸輪、從動(dòng)件（推桿、擺桿）、機(jī)架。桿）、機(jī)架。O1凸輪凸輪1機(jī)架機(jī)架3

2、 31從動(dòng)件從動(dòng)件22 2、應(yīng)用、應(yīng)用: : 廣泛用于自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置中廣泛用于自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置中（1 1）配氣機(jī)構(gòu)）配氣機(jī)構(gòu) （2）車床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)）車床進(jìn)刀機(jī)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊； 可以使推桿實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律?？梢允雇茥U實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 接觸為高副，易于磨損；接觸為高副，易于磨損； 多用于傳力不大的場(chǎng)合。多用于傳力不大的場(chǎng)合。二二. . 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)1. 1. 按凸輪的形狀分類按凸輪的形狀分類三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類三、凸輪機(jī)構(gòu)的分類盤形凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)三種凸輪形狀

3、特點(diǎn)：三種凸輪形狀特點(diǎn)：盤形凸輪盤形凸輪：最基本的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)最基本的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛；用最為廣泛；移動(dòng)凸輪移動(dòng)凸輪：是盤形的展開，凸輪相對(duì)機(jī)架：是盤形的展開，凸輪相對(duì)機(jī)架做直線運(yùn)動(dòng)（直線做直線運(yùn)動(dòng)（直線-直線）；直線）；圓柱凸輪圓柱凸輪：移動(dòng)凸輪卷制而成，屬于空間：移動(dòng)凸輪卷制而成，屬于空間凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)。2.2.按推桿（從動(dòng)件）形狀分類按推桿（從動(dòng)件）形狀分類尖頂推桿尖頂推桿滾子推桿滾子推桿平底推桿平底推桿 平底接觸面間容易形成油膜，潤滑較平底接觸面間容易形成油膜，潤滑較好，所以常用于高速傳動(dòng)中。好，所以常用于高速傳動(dòng)中。 滾動(dòng)摩擦，所以磨損較小，故可用滾動(dòng)摩擦，所以

4、磨損較小，故可用來傳遞較大的動(dòng)力。來傳遞較大的動(dòng)力。易于磨損，所以只適用于作用力不大易于磨損，所以只適用于作用力不大和速度較低的場(chǎng)合。和速度較低的場(chǎng)合。三種推桿形狀三種推桿形狀尖頂推桿尖頂推桿滾子推桿滾子推桿平平底底推推桿桿3. 3. 按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式分按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方式分 從動(dòng)件繞某一固定軸擺動(dòng)從動(dòng)件繞某一固定軸擺動(dòng)從動(dòng)件沿某一導(dǎo)路做往復(fù)從動(dòng)件沿某一導(dǎo)路做往復(fù)移動(dòng)移動(dòng)擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件利用推桿的重力、彈簧力或其它外力使推利用推桿的重力、彈簧力或其它外力使推桿始終與凸輪保持接觸桿始終與凸輪保持接觸4.4.按凸輪與從動(dòng)件保持接觸的方法分類按凸輪與從動(dòng)件保持接觸的方法分類（

5、1 1）力封閉方法）力封閉方法利用凸輪與推桿構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)使二者始終保持接觸。利用凸輪與推桿構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)使二者始終保持接觸。槽槽凸凸輪輪等寬凸輪等寬凸輪等等 徑徑 凸凸 輪輪共軛凸輪：共軛凸輪：用用2個(gè)固結(jié)個(gè)固結(jié)在一起的凸在一起的凸輪控制同一輪控制同一推桿。推桿。（2 2）幾何封閉法）幾何封閉法一、基本概念一、基本概念 9-2 9-2 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 以凸輪最小向徑以凸輪最小向徑r r0 0所作的圓，所作的圓，r r0 0稱為凸輪的基圓半徑。稱為凸輪的基圓半徑。 推程運(yùn)動(dòng)角：推程運(yùn)動(dòng)角： 0 00024.4.推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s s01 遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角： 回程運(yùn)

6、動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角：近休止角近休止角：3.3.行程：行程：h h1.1.基圓：基圓：r r0 0 (rb)2.2.凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角hS (A)BCD( ,S) S ShSAB O eCDBO2rb 基圓基圓推程運(yùn)動(dòng)角推程運(yùn)動(dòng)角遠(yuǎn)休止角遠(yuǎn)休止角近休止角近休止角回程運(yùn)動(dòng)角回程運(yùn)動(dòng)角二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （自學(xué)）（自學(xué)）多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律 一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng) 二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)等加速等減速運(yùn)動(dòng)等加速等減速運(yùn)動(dòng) 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 余弦加速度運(yùn)動(dòng)余弦加速度運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律 正弦加速度

7、運(yùn)動(dòng)正弦加速度運(yùn)動(dòng)擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律 凸輪一般為等速運(yùn)動(dòng)，有凸輪一般為等速運(yùn)動(dòng)，有 推桿運(yùn)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律常表示為推桿運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角動(dòng)規(guī)律常表示為推桿運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。, t1. 1. 一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律一次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)等速運(yùn)動(dòng)0/110dtdvaCdtdsvCCs0/00ahvhs運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：得推程運(yùn)動(dòng)方程：得推程運(yùn)動(dòng)方程：運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)： =0, s=0運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)：hs ,0由邊界條件由邊界條件推程運(yùn)動(dòng)線圖推程運(yùn)動(dòng)線圖剛性沖擊剛性沖擊多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律注意注意起始和終止點(diǎn)速

8、度有突變，起始和終止點(diǎn)速度有突變，使瞬時(shí)使瞬時(shí)加速度趨于無窮大加速度趨于無窮大，從而產(chǎn)生無窮大慣性力，從而產(chǎn)生無窮大慣性力，引起引起 剛性沖擊剛性沖擊。推程運(yùn)動(dòng)線圖推程運(yùn)動(dòng)線圖 為保證凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，常使推桿在一個(gè)行程為保證凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，常使推桿在一個(gè)行程h h中的中的前半段前半段作等作等加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)，后半段后半段作等減速運(yùn)動(dòng)，且加速度和減速度的絕對(duì)值相等。作等減速運(yùn)動(dòng)，且加速度和減速度的絕對(duì)值相等。2 2. . 二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律二次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律律22122102/2/CdtdvaCCdtdsvCCCs運(yùn)動(dòng)方程式一般表達(dá)式：運(yùn)動(dòng)方程式一

9、般表達(dá)式：2022002020/4/)(4/)(2hahvhhs20220202/4/4/2hahvhs等減速段：等減速段：推程運(yùn)動(dòng)方程推程運(yùn)動(dòng)方程等加速段等加速段20220220442hahvhhs20202020204)(4)(2hahvhs 在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，因加速度有突變而引起推桿在起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)時(shí)，因加速度有突變而引起推桿慣性力的突變，且突變?yōu)橛邢拗担谕馆啓C(jī)構(gòu)中由此會(huì)引慣性力的突變，且突變?yōu)橛邢拗担谕馆啓C(jī)構(gòu)中由此會(huì)引起起 。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)律回程運(yùn)動(dòng)方程回程運(yùn)動(dòng)方程等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性： 回程加速段運(yùn)動(dòng)方程式：回程

10、加速段運(yùn)動(dòng)方程式： 回程減速段運(yùn)動(dòng)方程式：回程減速段運(yùn)動(dòng)方程式：柔性沖擊柔性沖擊3. 3. 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律五次多項(xiàng)式的一般表達(dá)式為五次多項(xiàng)式的一般表達(dá)式為3252242322453423215544332210201262/5432/CCCCdtdvaCCCCCdtdsvCCCCCCs推程邊界條件推程邊界條件 在始點(diǎn)處：在始點(diǎn)處： 1=0, s1=0, v1=0, a1=0； 在終點(diǎn)處：在終點(diǎn)處： 2= 0, s2=h, v2=0, a2=0；505404303210/6,/15,/10, 0, 0, 0hChChCCCC位移方程式為位移方程式為5504403306151

11、0hhhs解得待定系數(shù)為解得待定系數(shù)為五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)線圖五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性 即無剛性沖擊也無柔性沖擊即無剛性沖擊也無柔性沖擊三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律1. 1. 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性本運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)特性： 推桿加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)有突推桿加速度在起點(diǎn)和終點(diǎn)有突變，且數(shù)值有限，故有變，且數(shù)值有限，故有柔性沖柔性沖擊擊。推桿推程運(yùn)動(dòng)方程式：推桿推程運(yùn)動(dòng)方程式：02022000cos2sin2cos12hahvhs推桿回程運(yùn)動(dòng)方程式：推桿回程運(yùn)動(dòng)方程式：0022

12、000cos2sin2cos12hahvhs推程運(yùn)動(dòng)方程式為推程運(yùn)動(dòng)方程式為2. 正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律022000002sin22cos12sin21hahvhs回程運(yùn)動(dòng)方程為回程運(yùn)動(dòng)方程為 022000002sin212cos2sin211hahvhs擺線運(yùn)動(dòng)：一圓在直線上作純滾動(dòng)時(shí)，其上任一點(diǎn)在擺線運(yùn)動(dòng)：一圓在直線上作純滾動(dòng)時(shí)，其上任一點(diǎn)在直線上的投影運(yùn)動(dòng)為擺線運(yùn)動(dòng)。直線上的投影運(yùn)動(dòng)為擺線運(yùn)動(dòng)。本運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性本運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)特性：推桿作正弦加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其推桿作正弦加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度沒有突變，加速度沒有突變，因而將不產(chǎn)生沖擊。因而將不產(chǎn)生沖擊。

13、適用于高速凸輪機(jī)構(gòu)，適用于高速凸輪機(jī)構(gòu)，推程運(yùn)動(dòng)線圖推程運(yùn)動(dòng)線圖采用目的：采用目的： 避免有些運(yùn)動(dòng)規(guī)律引起的沖擊，改善推桿其運(yùn)動(dòng)特性。避免有些運(yùn)動(dòng)規(guī)律引起的沖擊，改善推桿其運(yùn)動(dòng)特性。構(gòu)造原則：構(gòu)造原則： 組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合示例組合示例例例1：改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律、根據(jù)工作要求選擇主體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后用其它運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合；、根據(jù)工作要求選擇主體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后用其它運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合；、保證各段運(yùn)動(dòng)規(guī)律在銜接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)是連續(xù)的；、保證各段運(yùn)動(dòng)規(guī)律在銜接點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)是連續(xù)的；、 在運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)和終點(diǎn)處，運(yùn)動(dòng)參數(shù)要滿足邊界條件。在運(yùn)動(dòng)始點(diǎn)和終點(diǎn)處，運(yùn)動(dòng)參數(shù)要滿足邊界條件。組合

14、方式：組合方式：主運(yùn)動(dòng)：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律主運(yùn)動(dòng)：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合運(yùn)動(dòng)：等速運(yùn)動(dòng)的組合運(yùn)動(dòng)：等速運(yùn)動(dòng)的行程兩端與正弦加速度行程兩端與正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合起來。運(yùn)動(dòng)規(guī)律組合起來。組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律示例組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律示例2：三、推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇三、推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 1 1）對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律無特殊要求；）對(duì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律無特殊要求； 2 2）選取應(yīng)從便于加工和動(dòng)力特性來考慮；）選取應(yīng)從便于加工和動(dòng)力特性來考慮； 3 3）低速輕載凸輪機(jī)構(gòu)：易于加工的曲線作為凸輪輪廓曲線；）低速輕載凸輪機(jī)構(gòu)：易于加工的曲線作為凸輪輪廓曲線； 4 4）高速凸輪機(jī)構(gòu)：首先考慮動(dòng)力特性，避免產(chǎn)生過大的沖擊。）高速凸輪機(jī)構(gòu)：首先考慮動(dòng)力特性，避免

15、產(chǎn)生過大的沖擊。1. 1. 選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本要求選擇推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本要求 滿足機(jī)器的工作要求；滿足機(jī)器的工作要求； 使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性；使凸輪機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性； 使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。使所設(shè)計(jì)的凸輪便于加工。2. 2. 推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾種常見情況推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾種常見情況運(yùn)動(dòng)規(guī)律小結(jié)：運(yùn)動(dòng)規(guī)律小結(jié)：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 有剛性沖擊有剛性沖擊 低速輕載低速輕載等加速等減速運(yùn)動(dòng)：等加速等減速運(yùn)動(dòng)： 柔性沖擊柔性沖擊 中速輕載中速輕載余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 柔性沖擊柔性沖擊 中低速重載中低速重載正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律：正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 無沖擊無沖擊 中

16、高速輕載中高速輕載五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律：五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 無沖擊無沖擊 高速中載高速中載 運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律 運(yùn)動(dòng)特性運(yùn)動(dòng)特性 適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合 9-3 9-3 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)* * *一、一、基本原理基本原理-反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法: :假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速假想給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度度- -w w, , 則則: :凸輪凸輪: :相對(duì)靜止不動(dòng)相對(duì)靜止不動(dòng); ;推桿推桿: :一方面沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)一方面沿導(dǎo)軌作預(yù)期的往復(fù)移動(dòng)移動(dòng); ; 另一方面隨導(dǎo)軌以另一方面隨導(dǎo)軌以- -w w 繞凸輪軸心繞凸輪軸心轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng). .因此，推桿因此，推桿尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡

17、即為凸輪輪即為凸輪輪廓曲線。推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的廓曲線。推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置（反轉(zhuǎn)導(dǎo)路）通過回轉(zhuǎn)中心位置（反轉(zhuǎn)導(dǎo)路）通過回轉(zhuǎn)中心( (對(duì)心對(duì)心式）。式）。 基本原理基本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理（反轉(zhuǎn)法）凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理（反轉(zhuǎn)法） 2 S 1123s1s2hOrb- 332121 1s2s1h二、圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線二、圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線1.1.對(duì)心尖頂直動(dòng)對(duì)心尖頂直動(dòng)推桿推桿盤形盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)已知已知: : 凸輪基圓半徑凸輪基圓半徑r r0 0 凸輪等角速度凸輪等角速度回轉(zhuǎn)（逆時(shí)針）回轉(zhuǎn)（逆時(shí)針）推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律（例如圖）推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律（例如圖

18、）oS120120601234 5 878 915h60 2. 2. 偏置偏置直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的不同點(diǎn)：應(yīng)注意的不同點(diǎn)：偏距圓：以凸輪軸心偏距圓：以凸輪軸心O O為圓心，為圓心，以偏距以偏距e e為半徑作的圓。為半徑作的圓。 推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的位置（反轉(zhuǎn)導(dǎo)路）不通過回轉(zhuǎn)的位置（反轉(zhuǎn)導(dǎo)路）不通過回轉(zhuǎn)中心，而是偏距圓的中心，而是偏距圓的切線切線。偏置偏置直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)（1 1）按已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律作出位移線圖按已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律作出位移線圖；-（2 2）按基本尺寸（比例）作出凸輪機(jī)構(gòu)的初按基本尺寸（比例）作

19、出凸輪機(jī)構(gòu)的初始位置始位置基圓、偏距圓基圓、偏距圓；（3 3）按按- - 方向等分偏距圓得方向等分偏距圓得 c c0 0、 c c1 1、c c2 2等點(diǎn)；并過這些點(diǎn)作等點(diǎn)；并過這些點(diǎn)作偏距圓的切線，即偏距圓的切線，即為反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線；為反轉(zhuǎn)導(dǎo)路線；c1c2c3c4c5c6c7c0er0O180B1B3B4B2B5B8（4 4）在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路路線上量取與位移圖相應(yīng)的位在各反轉(zhuǎn)導(dǎo)路路線上量取與位移圖相應(yīng)的位移，得移，得B B1 1、B B2 2、 等點(diǎn)，即為凸輪輪廓上的點(diǎn)。等點(diǎn)，即為凸輪輪廓上的點(diǎn)。連成光滑曲線即為。連成光滑曲線即為。oS21801206012 3 4 5 67 8 910hB6c10

20、c8c9B7120B9B1060B0圖解法例圖解法例設(shè)計(jì)說明：設(shè)計(jì)說明：1) 1) 將滾子中心看作尖頂，然后按尖將滾子中心看作尖頂，然后按尖頂推桿凸輪廓線的設(shè)計(jì)方法確定滾頂推桿凸輪廓線的設(shè)計(jì)方法確定滾子子中心的軌跡，中心的軌跡，稱其為凸輪的稱其為凸輪的理論理論廓線；廓線；3. 3. 對(duì)心直動(dòng)對(duì)心直動(dòng)滾子滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)注意：基圓半徑指注意：基圓半徑指理論廓線理論廓線的最的最小半徑小半徑2)2)以理論廓線上各點(diǎn)為圓心，以以理論廓線上各點(diǎn)為圓心，以滾子半徑滾子半徑r rr r為半徑，作一系列圓；為半徑，作一系列圓；3) 3) 再作此圓族的包絡(luò)線，即為凸再作此圓族的包絡(luò)線，即為凸

21、輪輪工作廓線工作廓線（實(shí)際廓線）。（實(shí)際廓線）。滾子從動(dòng)件盤形凸輪設(shè)計(jì)例題滾子從動(dòng)件盤形凸輪設(shè)計(jì)例題xyr0B0理論輪廓曲線理論輪廓曲線實(shí)際輪廓曲線實(shí)際輪廓曲線（1 1）求滾子中心的軌跡求滾子中心的軌跡 （理論輪廓理論輪廓）方法同前；方法同前；（2 2）求理論廓線的包絡(luò)曲線，即求理論廓線的包絡(luò)曲線，即凸輪的工作輪廓曲線（凸輪的工作輪廓曲線（實(shí)際輪廓曲實(shí)際輪廓曲線線）。）。rr注意注意：（1 1）理論輪廓與實(shí)際輪廓互為等）理論輪廓與實(shí)際輪廓互為等距曲線；距曲線；（2 2）凸輪的基圓半徑是指理論輪）凸輪的基圓半徑是指理論輪廓曲線的最小向徑。廓曲線的最小向徑。直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪

22、設(shè)計(jì)1 1，反轉(zhuǎn)法：給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度，反轉(zhuǎn)法：給整個(gè)機(jī)構(gòu)加一公共角速度- -w w, , 則凸輪相則凸輪相對(duì)靜止不動(dòng)對(duì)靜止不動(dòng); ;2 2，推桿的移動(dòng)方向：通過回轉(zhuǎn)中心或與偏距圓相切；，推桿的移動(dòng)方向：通過回轉(zhuǎn)中心或與偏距圓相切；3 3，尖點(diǎn)位置：按照相應(yīng)的等分點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線上量，尖點(diǎn)位置：按照相應(yīng)的等分點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線上量取；??；4 4，尖點(diǎn)軌跡，尖點(diǎn)軌跡輪廓曲線；輪廓曲線；5 5，滾子從動(dòng)件：滾子中心是尖點(diǎn)，滾子從動(dòng)件：滾子中心是尖點(diǎn)理論輪廓（基理論輪廓（基圓）；圓）； 包絡(luò)曲線（等距曲線）包絡(luò)曲線（等距曲線）實(shí)際廓線；實(shí)際廓線；6 6，平底？，平底？ Orb- 732154 1

23、s2s1h60 2 S 1124s1s2h3567 S (0)0設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：1. 1. 將平底與推桿的交點(diǎn)將平底與推桿的交點(diǎn)A A視為推桿視為推桿尖頂尖頂, , 然后確定然后確定出點(diǎn)出點(diǎn)A A在反轉(zhuǎn)中各位置在反轉(zhuǎn)中各位置11、22、（同前）；（同前）；2.2.過過11、22、 作一系作一系列代表推桿平底的列代表推桿平底的直線直線（即與（即與O O 11等垂直的直等垂直的直線）；線）；3.3.作出該直線族的作出該直線族的包絡(luò)線包絡(luò)線，即為凸輪的即為凸輪的實(shí)際輪廓曲線。實(shí)際輪廓曲線。4. 4. 直動(dòng)直動(dòng)平底平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)為了保證在所有位置從動(dòng)件平底都能與凸輪輪廓曲線相

24、切，凸輪廓線必須是外凸的。包絡(luò)線包絡(luò)線- sO2180120601 2 3 4 5 67891021180120平底凸輪機(jī)構(gòu)直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)例題直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)例題5. 5. 擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知：擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律、基圓已知：擺桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律、基圓半徑、半徑、 2個(gè)回轉(zhuǎn)中心距離。個(gè)回轉(zhuǎn)中心距離。設(shè)計(jì)要求：運(yùn)動(dòng)規(guī)律與直動(dòng)設(shè)計(jì)要求：運(yùn)動(dòng)規(guī)律與直動(dòng)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表示相同，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律表示相同，所不同的是將從動(dòng)件的位移所不同的是將從動(dòng)件的位移改為角位移。改為角位移。ABCDO1O2aB1rb maxl擺動(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) B7 S S A6B5

25、A4A3A2A1A0A9A8A7B6A5B4B3B8B9B2B1B0 0C3C2C4C5C6C7C8C1C0C9O- 2 2 S S 91122334455667788 2 擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)作圖步驟（尖頂）：作圖步驟（尖頂）：1. 1. 以以O(shè) O為圓心，為圓心，AOAO為半徑畫為半徑畫圓圓, ,并將擺桿中心并將擺桿中心A A 沿反轉(zhuǎn)方沿反轉(zhuǎn)方向等分，得出點(diǎn)向等分，得出點(diǎn)A A點(diǎn)點(diǎn)在反轉(zhuǎn)中在反轉(zhuǎn)中各位置各位置A A1 1、A A2 2、。2. 2. 分別以分別以 A A1 1、A A2 2、為圓心為圓心, ,桿長(zhǎng)桿長(zhǎng)ABAB為半徑畫弧，得與基為半徑畫弧，得與基圓

26、交點(diǎn)圓交點(diǎn)B B1 1,B,B2 2,。3.3.以以AiAi為頂點(diǎn)為頂點(diǎn),i,i（運(yùn)動(dòng)規(guī)（運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線得出）律曲線得出）為頂角做等腰為頂角做等腰三角形三角形Ai Bi Bi”,Ai Bi Bi”,得得 B B1 1”,B”,B2 2”,”,一系列點(diǎn)一系列點(diǎn) ；4.4.作出該作出該B B1 1”,B”,B2 2”, ”, 連線連線族的包絡(luò)線，即為凸輪的實(shí)族的包絡(luò)線，即為凸輪的實(shí)際輪廓曲線。際輪廓曲線。1 1）確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線以及基圓和推桿的起始位置；）確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線以及基圓和推桿的起始位置；2 2）作出推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的各位置線；）作出推桿在反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中依次占據(jù)的各位置線；3 3）根據(jù)推

27、桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定推桿在反轉(zhuǎn)所占據(jù)的各位）根據(jù)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定推桿在反轉(zhuǎn)所占據(jù)的各位置線中的尖頂位置，即復(fù)合運(yùn)動(dòng)后的位置；置線中的尖頂位置，即復(fù)合運(yùn)動(dòng)后的位置；4 4）在所占據(jù)的各尖頂位置作出推桿所形成的曲線族）在所占據(jù)的各尖頂位置作出推桿所形成的曲線族（或?yàn)橥馆嗇喞€，或?yàn)槔碚摾€）；（或?yàn)橥馆嗇喞€，或?yàn)槔碚摾€）；5 5）作曲線族的包絡(luò)線，即是所求的凸輪輪廓曲線。）作曲線族的包絡(luò)線，即是所求的凸輪輪廓曲線。用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線小結(jié)用圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線小結(jié)：滾子中心在初始點(diǎn)B0 (x，y)處坐標(biāo)：sincos)(cossin)(00essyessx廓線方程式廓線方程式三、用解析

28、法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線（后面介紹）三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線（后面介紹）1. 1. 偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)滾子中心到達(dá)B點(diǎn)時(shí)：凸輪轉(zhuǎn)過d 角，推桿產(chǎn)生位移s，理論廓線上 B (x，y)點(diǎn)坐標(biāo)為：凸輪理論廓線方程式凸輪理論廓線方程式0syex實(shí)際廓線與理論廓線在法線方向的實(shí)際廓線與理論廓線在法線方向的距離處處相等，且等于滾子半徑距離處處相等，且等于滾子半徑r rr r。若已知理論廓線任一點(diǎn)B(x,y),(yxB工作廓線上相應(yīng)點(diǎn)工作廓線上相應(yīng)點(diǎn)沿理論廓線取該點(diǎn)法向距離rr凸輪工作廓線方程式凸輪工作廓線方程式凸輪工作輪廓線方程式凸輪工作輪廓線方程式sincosrr

29、ryyrxx“” ” 號(hào)用于內(nèi)等距曲線，號(hào)用于內(nèi)等距曲線，“+”+”號(hào)為外等距曲線。號(hào)為外等距曲線。2222)/()/(/ )/(sin)/()/(/ )/(cosddxddxddyddxddxddx式中：式中：sin)(cos/cos)(sin/00sseddsddysseddsddxddyddxdydxtg取坐標(biāo)系的取坐標(biāo)系的y y軸與推桿軸線重合；推桿反轉(zhuǎn)與凸輪在軸與推桿軸線重合；推桿反轉(zhuǎn)與凸輪在B B點(diǎn)相切：點(diǎn)相切：凸輪轉(zhuǎn)過凸輪轉(zhuǎn)過d d，推桿產(chǎn)生位移，推桿產(chǎn)生位移s sOPvvPsincos)(cossin)(00ddssryddssrx2. 2. 對(duì)心平底推桿對(duì)心平底推桿( (平底

30、與推桿軸線垂直平底與推桿軸線垂直) )盤形凸輪機(jī)構(gòu)盤形凸輪機(jī)構(gòu)P P點(diǎn)為凸輪與推點(diǎn)為凸輪與推桿相對(duì)瞬心桿相對(duì)瞬心推桿的速度為推桿的速度為ddsvOPB點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)為凸輪工作廓線方程式為凸輪工作廓線方程式取擺動(dòng)推桿軸心取擺動(dòng)推桿軸心A A0 0與凸輪軸心與凸輪軸心O O之連線為之連線為y y軸；軸；推桿反轉(zhuǎn)處于推桿反轉(zhuǎn)處于ABAB位置：凸輪轉(zhuǎn)過位置：凸輪轉(zhuǎn)過d d角，推桿角位移為角，推桿角位移為f f。)cos(cos)sin(sin00laylax3. 3. 擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)則則點(diǎn)之坐標(biāo)為點(diǎn)之坐標(biāo)為為理論廓線方程式為理論廓線方程式sincosrrryyrxx凸輪

31、工作廓線方程式凸輪工作廓線方程式一、凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力與凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角一、凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力與凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角0cos)(cos0sin)()cos(0cos)()sin(212222112211bRblRMRRPQFRRPFByx211)sin(/21)cos(/tglbQP9-4 9-4 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定1. 1. 作用力作用力消去消去R1、R212tg21/1arctglbc凸輪機(jī)構(gòu)要正常運(yùn)轉(zhuǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)要正常運(yùn)轉(zhuǎn)：a a maxmax a ac c 2. 2. 臨界壓力角臨界壓力角3. 3. 許用壓力角許用壓力角aa推程時(shí)：推程時(shí)： 對(duì)于直動(dòng)推桿取對(duì)于直動(dòng)推

32、桿取 a 30300 0； 對(duì)于擺動(dòng)推桿對(duì)于擺動(dòng)推桿aa35350 045450 0；回程時(shí)：通常取回程時(shí)：通常取70700 080800 0。壓力角壓力角 力力P越大越大當(dāng)當(dāng)P P趨于無窮大時(shí)，趨于無窮大時(shí)，機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖機(jī)構(gòu)發(fā)生自鎖211)sin(/21)cos(/tglbQP1. 1. 基圓半徑和壓力角的關(guān)系：基圓半徑和壓力角的關(guān)系：ddsvOP二、凸輪基圓半徑的確定二、凸輪基圓半徑的確定PP機(jī)構(gòu)在該位置的相對(duì)瞬心機(jī)構(gòu)在該位置的相對(duì)瞬心a機(jī)構(gòu)在該位置的壓力角機(jī)構(gòu)在該位置的壓力角BCPsereddstg22022/ )( 0estgeddsr三、推桿的滾子半徑選擇三、推桿的滾子半徑選擇2.

33、2. 凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定基圓半徑越大，壓力角越?。ê茫?，但結(jié)構(gòu)尺寸較大基圓半徑越大，壓力角越?。ê茫?，但結(jié)構(gòu)尺寸較大; ;因此，因此，r r0 0在滿足在滿足a amaxmaxaa條件下，要滿足結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求。條件下，要滿足結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求。1、外凸凸輪廓線、外凸凸輪廓線實(shí)線為實(shí)際廓線實(shí)線為實(shí)際廓線, ,虛線為虛線為理論廓線。理論廓線。圖是表示兩條曲線曲率圖是表示兩條曲線曲率半徑與滾子半徑之間的半徑與滾子半徑之間的關(guān)系。關(guān)系。實(shí)際廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)實(shí)際廓線出現(xiàn)尖點(diǎn)實(shí)際廓線出現(xiàn)實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉交叉，從動(dòng)件不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)，從動(dòng)件不能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)失真運(yùn)動(dòng)失真。

34、2、內(nèi)凹凸輪廓線、內(nèi)凹凸輪廓線無論滾子半徑多大，總能由理論輪廓求出實(shí)際輪廓無論滾子半徑多大，總能由理論輪廓求出實(shí)際輪廓。虛為實(shí)際曲線虛為實(shí)際曲線, ,實(shí)實(shí)為理論廓線。為理論廓線。圖是表示兩條曲圖是表示兩條曲線曲率半徑與滾線曲率半徑與滾子半徑之間的關(guān)子半徑之間的關(guān)系。系。實(shí)際廓線出現(xiàn)實(shí)際廓線出現(xiàn)交叉，加工時(shí)交叉，加工時(shí)交叉部分將被交叉部分將被切去，使推桿切去，使推桿不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)不能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，預(yù)期運(yùn)動(dòng)規(guī)律，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真失真現(xiàn)象?，F(xiàn)象。實(shí)際廓線將出現(xiàn)實(shí)際廓線將出現(xiàn)尖點(diǎn)現(xiàn)象尖點(diǎn)現(xiàn)象 對(duì)于外凸廓線：對(duì)于外凸廓線： r rr r r rminmin滾子半徑的選擇：滾子半徑的選擇：0)5

35、 . 01 . 0(rrr常取常取出現(xiàn)尖點(diǎn)或失真應(yīng)采取的措施出現(xiàn)尖點(diǎn)或失真應(yīng)采取的措施 * *適當(dāng)減小滾子半徑或增大基圓半徑；適當(dāng)減小滾子半徑或增大基圓半徑； * *修改推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使廓線尖點(diǎn)處代以合適修改推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使廓線尖點(diǎn)處代以合適的曲線。的曲線。1. 1. 推桿平底長(zhǎng)度推桿平底長(zhǎng)度L L經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式：7)mm(5ds/d2lmaxmax四、平底推桿平底尺寸的確定四、平底推桿平底尺寸的確定2. 2. 失真現(xiàn)象失真現(xiàn)象凸輪實(shí)際廓線不能與平底所凸輪實(shí)際廓線不能與平底所有位置相切，出現(xiàn)有位置相切，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)失真運(yùn)動(dòng)失真。原因？原因？基圓半徑過小，基圓半徑過小，從動(dòng)件升程過大從動(dòng)件升程過大采取措施：可適當(dāng)增大凸輪的基圓半徑或采取措施：可適當(dāng)增大凸輪的基圓半徑或減小升程。減小升程。減小升程減小升程h h增大基圓增大基圓r0r0凸輪基圓半徑的