第十一章凸輪機(jī)構(gòu)

1、第十一章第十一章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用 內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)沖床凸輪機(jī)構(gòu)沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)圓柱凸輪輸送機(jī) 凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架。凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架。凸輪機(jī)構(gòu)的適用場合凸輪機(jī)構(gòu)的適用場合廣泛用于各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和廣泛用于各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線。裝配生產(chǎn)線。 凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠，可以使從動(dòng)件準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各結(jié)構(gòu)簡

2、單、緊湊、工作可靠，可以使從動(dòng)件準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還易于實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)配合。種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還易于實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)配合。 凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn) 凸輪輪廓與從動(dòng)件之間是高副接觸，易于磨損。凸輪輪廓與從動(dòng)件之間是高副接觸，易于磨損。一按凸輪形狀的分類一按凸輪形狀的分類盤形凸輪：凸輪輪廓上的各點(diǎn)到盤形凸輪：凸輪輪廓上的各點(diǎn)到軸線具有變化向徑的盤形零件。軸線具有變化向徑的盤形零件。Plate cam移動(dòng)凸輪：當(dāng)盤形凸輪的基圓（基移動(dòng)凸輪：當(dāng)盤形凸輪的基圓（基圓體）為無窮大時(shí)，則凸輪由輪廓圓體）為無窮大時(shí)，則凸輪由輪廓上各點(diǎn)到軸線具有變化向徑，演化上各點(diǎn)到軸線具有變化向

3、徑，演化為到一條直線具有變化距離，同時(shí)為到一條直線具有變化距離，同時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)演化為凸輪的移動(dòng)。凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)演化為凸輪的移動(dòng)。Wedge cam圓柱凸輪：凸輪的輪廓位于一圓柱體的端面上，可視圓柱凸輪：凸輪的輪廓位于一圓柱體的端面上，可視為將移動(dòng)凸輪的側(cè)面圍繞在一圓柱面上而形成。為將移動(dòng)凸輪的側(cè)面圍繞在一圓柱面上而形成。Cylindrical cam二、按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形狀分二、按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形狀分尖頂從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件Knife-edge follower滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件Roller follower平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件Flat-face follower三、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分三、按從動(dòng)件的運(yùn)

4、動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件Oscillating follower移動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件Reciprocating follower四、按移動(dòng)從動(dòng)件的導(dǎo)路與凸輪轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置分類四、按移動(dòng)從動(dòng)件的導(dǎo)路與凸輪轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置分類力封閉型凸輪機(jī)構(gòu)力封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Force-closed cams彈簧力封閉彈簧力封閉Force-closed by preloaded spring重力封閉重力封閉 Force-closed by gravity形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Form-closed cams凹槽凸輪機(jī)構(gòu)凹槽凸輪機(jī)構(gòu)Plate-groove cam mechanism等寬凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)

5、構(gòu)Constant-breadth cam mechanism形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Form-closed cam mechanism等徑凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)Conjugate yoke radial cam mechanism共軛凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)Conjugate cam mechanismrb 三凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)與運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)三凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)與運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)h S S S S DD0B0B sO ,t360基圓基圓 基圓半徑基圓半徑rb推程推程推程角推程角 升距升距h遠(yuǎn)停遠(yuǎn)停遠(yuǎn)停角遠(yuǎn)停角 s回程回程回程角回程角 近停近停近停角近停角 s B 位移曲線位移曲線 從動(dòng)件的

6、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖運(yùn)動(dòng)線圖( (Diagram of motion) ) 位移線圖位移線圖( (Displacement diagram) )反映了從動(dòng)件的位反映了從動(dòng)件的位移移s 隨時(shí)間隨時(shí)間t 或或凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角 變化變化的規(guī)律。的規(guī)律。 速度線圖速度線圖( (Velocity diagram) )反映了從動(dòng)件的速度反映了從動(dòng)件的速度v 隨隨時(shí)間時(shí)間t 或或凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角 變化變化的規(guī)律。的規(guī)律。 加速度線圖加速度線圖( (Acceleration diagram) )反映了從動(dòng)件的加反映了從動(dòng)件的加速度速度a 隨時(shí)間隨時(shí)間t 或或凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角 變化變化的規(guī)律。的規(guī)律。 躍度線圖線躍

7、度線圖線( (Jerk diagram) )反映了從動(dòng)件的躍度反映了從動(dòng)件的躍度j 隨時(shí)隨時(shí)間間t 或凸輪轉(zhuǎn)角或凸輪轉(zhuǎn)角 變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。結(jié)論結(jié)論凸輪輪廓曲線的形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要使從凸輪輪廓曲線的形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲動(dòng)件實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲線。線。 凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù) 推程角推程角( (Cam angle for rise) ) 遠(yuǎn)停角遠(yuǎn)停角( (Cam angle for outer dwell) ) S 回程角回程角( (Cam angle for

8、 return) ) 近停角近停角( (Cam angle for inner dwell) ) S 從動(dòng)件的位移從動(dòng)件的位移s、速度速度v、加速度加速度a、躍度躍度j 凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸 基圓基圓( (Base circle) )半徑半徑rb 移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的偏距偏距( (Offset distance) )e 擺動(dòng)從動(dòng)件的擺動(dòng)從動(dòng)件的桿長桿長( (Follower arm) )l 中心距中心距( (Center distance) )L第二節(jié)第二節(jié) 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)規(guī)律(L

9、aw of motion)(Law of motion)，由，由凸輪輪廓曲線凸輪輪廓曲線(Cam profile)(Cam profile)形狀決定。從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求凸形狀決定。從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求凸輪具有不同形狀的輪廓曲線。輪具有不同形狀的輪廓曲線。正確選擇和設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確選擇和設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。重要環(huán)節(jié)。 常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律工程實(shí)際中經(jīng)常用到的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。工程實(shí)際中經(jīng)常用到的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 333222dddddddddddddddddddddddd statajstvtvaststsv數(shù)學(xué)方程式數(shù)學(xué)方程式 位移方程

10、位移方程s=f( ( ) ) 從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表示從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表示運(yùn)動(dòng)線圖運(yùn)動(dòng)線圖 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (一一) )基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (Fundamental law) )包括包括多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律律( (Law of polynomial motion) )和三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律。和三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 1. 多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律 基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，n 3。 2. 三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (Law of trigonometric function) )主要有主要有余弦加速度運(yùn)

11、動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (Law of cosine acceleration motion) )和和正弦正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (Law of sine acceleration motion) )s c0 c1 c2 2 c3 3cn n 余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律 正弦正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律)2cos(1tTca )cos(1 ca 或或)2sin(1tTca )2sin(1 ca 或或 3. 幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn) 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (Law of constant velocity) )0 ahvhs 推程推程 速度

12、曲線不連續(xù)，機(jī)速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生構(gòu)將產(chǎn)生剛性沖擊剛性沖擊( (Rigid impulse) )。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于低速輕載場合。用于低速輕載場合。s ,t v ,ta ,th位移線圖位移線圖加速度線圖加速度線圖速度線圖速度線圖 h 2h 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( (Law of constant acceleration and deceleration) ) 加速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)加速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生生柔性沖擊柔性沖擊( (Soft impulse) )。等加速。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速輕載場等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速輕載場合。合

13、。 ,ta ,ts4h 2 2 ,tv2h 推程推程22222442 hahvhs 222224)(4)(2 hahvhhs 后半程后半程前半程前半程 簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律） ,ts ,ta ,tvvmax 1.57h 推程推程 cos2sin2cos12222hahvhs加速度曲線不連續(xù)，存在加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速中載場合。規(guī)律適用于中速中載場合。h amax 4.93h 2 2 擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）速度曲線和加速度曲速度曲線和加速度曲線

14、連續(xù)，無剛性沖擊和柔線連續(xù)，無剛性沖擊和柔性沖擊。正弦加速度運(yùn)動(dòng)性沖擊。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速輕載場規(guī)律適用于高速輕載場合。合。s ,t ,ta ,tvh vmax 2h amax 6.28h 2 2推程推程 2sin22cos12sin2122hahvhs 345次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律( (Law of polynomial motion) ) 32224325431201806030603061510 hahvhs推程推程 ,tsvah 速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無剛性沖擊和柔性沖擊。速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無剛性沖擊和柔性沖擊。3-4-5次運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速中載場合。次

15、運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速中載場合。第三節(jié)第三節(jié) 盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 一、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理一、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理 ( (一一) ) 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法作圖法作圖法解析法解析法基本原理基本原理反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法的基本原理凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法的基本原理rbOs 1 3 5 7 8 60120909060120 1 2 90A909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 二、二、 用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線 1. 對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪

16、廓線的設(shè)計(jì)已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪，凸輪角速角速度度 和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線輪輪廓曲線。 選比例尺選比例尺 l，作位移曲線和作位移曲線和基圓基圓rb。 等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。將各

17、尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。rbOA 2. 對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑滾子半徑rr、凸輪、凸輪角速度角速度 和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。該凸輪輪廓曲線。 選比例尺選比例尺 l，作位移曲線和作位移曲線和基圓基圓rb。 等分位移曲線及反向等分各等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。的從動(dòng)件的位置。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s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151

18、3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 60120 1 2 90903 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件滾子中心確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件滾子中心在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。 將各點(diǎn)連接成一條光滑曲線。將各點(diǎn)連接成一條光滑曲線。 作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)( (外外) )包絡(luò)線。包絡(luò)線。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟rbOA 3. 對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì) 已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rb，角速度角速度 和從和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該

19、凸輪輪廓曲線。動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。 選比例尺選比例尺 l，作位移曲線和作位移曲線和基圓基圓rb。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 等分位移曲線及反向等分各等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 60120 1 2 90903 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915 確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)線的交點(diǎn)A在各等分點(diǎn)占據(jù)的位

20、置。在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。 作平底直線族及平底直線作平底直線族及平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。族的內(nèi)包絡(luò)線。eA4. 偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rb，角速度角速度 和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。 選比例尺選比例尺 l，作位移作位移曲線、基圓曲線、基圓rb和偏距圓和偏距圓e。 等分位移曲線及反向等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。位置。O 6 1 2 3 4 5 7 8 14

21、 13 12 11 10 9 s 1 3 5 7 8 6012090909 1113151 3 5 7 8 9 11 1312 14 10 確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。 將各尖頂點(diǎn)連接成一將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。條光滑曲線。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415rbO 1 2 345 6 7 8 6012090 90 5. 尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)已知凸輪的基圓半徑已知凸輪的基圓半徑rb，角速度角速度 ，

22、擺桿長度擺桿長度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離輪回轉(zhuǎn)中心的距離L，擺擺桿角位移曲線，桿角位移曲線，設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓曲線。1 2 3 4 5 6 7 120B 1 1B1B2B3B4B5B6B7B86090 dB 2 2B 3 3B 4 4B 5 5B 6 6B 7 7A1A2A3A4A5A6A7A8 A Bl 選比例尺選比例尺 ，作作位移曲線，作基圓位移曲線，作基圓rb和轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)軸圓軸圓OA。 等分位移曲線及等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸A的位置。的位置。 確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)

23、件尖確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 將各尖頂點(diǎn)連接成一條將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑光滑曲線。曲線。 三、三、 用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線作圖法的缺點(diǎn)作圖法的缺點(diǎn)繁瑣、誤差較大。繁瑣、誤差較大。 解析法的優(yōu)點(diǎn)解析法的優(yōu)點(diǎn)計(jì)算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機(jī)床上加工。計(jì)算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機(jī)床上加工。解析法的設(shè)計(jì)結(jié)果解析法的設(shè)計(jì)結(jié)果根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和基本尺寸的設(shè)計(jì)結(jié)果，求根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和基本尺寸的設(shè)計(jì)結(jié)果，求出出凸輪輪廓曲線的方程凸輪輪廓曲線的方程，利用計(jì)算機(jī)精確地計(jì)算出，利用計(jì)算機(jī)精確地計(jì)算出凸輪輪廓凸

24、輪輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。 ( (一一) ) 尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)1. 尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知參數(shù)已知參數(shù) rb、e、 、s s( ( ) ) rbs0ss0e 凸輪輪廓曲線方程凸輪輪廓曲線方程 sincos)(cossin)(0B0Bessyessx22b0ers yBxByxB0OB 注意注意 e為代數(shù)量，若從動(dòng)件導(dǎo)路偏在為代數(shù)量，若從動(dòng)件導(dǎo)路偏在y軸的右側(cè)，則軸的右側(cè)，則e 0 ；否則，；否則，e 0 。為對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件，。為對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件，e 0。 規(guī)定凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)角規(guī)定凸輪逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)角

25、0，否則，否則， 0。 l sin ( 0)Lcos rbL 0 Lsin l cos ( 0) )cos(cos)sin(sin0B0B lLylLx 2. 尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 注意注意 角度角度 、( ( 0 ) )都是代數(shù)值，規(guī)定逆時(shí)針都是代數(shù)值，規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)檎?。方向?yàn)檎?已知參數(shù)已知參數(shù) rb、 、l、L、s s( ( ) ) 凸輪輪廓曲線方程凸輪輪廓曲線方程 0 xOyA0B0lBAL ( (二二) ) 滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 1. 滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu) 已知參數(shù)已知參數(shù) rb、rr、e、

26、、s s( ( ) ) 分析分析 滾子中心滾子中心B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。將就是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。將滾子中心視為尖頂從動(dòng)件的滾子中心視為尖頂從動(dòng)件的尖頂，建立凸輪輪廓曲線方尖頂，建立凸輪輪廓曲線方程。程。 理論輪廓曲線理論輪廓曲線 凸輪的基圓半徑凸輪的基圓半徑rb、壓力角、壓力角 定義在理論輪廓曲線定義在理論輪廓曲線 上。上。 sincos)(cossin)(0B0Bessyessx rbs0ss0e BxByBxyB0Orr 理論輪廓曲線理論輪廓曲線( (Pitch curve) )方程方程 rbs0ss0e BxByBxyB0Orr 實(shí)際輪廓曲線實(shí)際輪廓曲線( (Cam profile) )方程方程 cossinddddddtanBBBB yxyx曲線在曲線在B點(diǎn)的法線點(diǎn)的法線nn的斜率的斜率2B2BBddddddsin yxx2B2BBddddddcos yxyrrnn A B sincosrBArBAryyrxxA nn