凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類

5/8/20241凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類§4－l凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類§4－2從動件運動規(guī)律及其選擇§4－3按預(yù)定運動規(guī)律設(shè)計盤形凸輪輪廓§4－4盤形凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定§4－5空間凸輪機構(gòu)簡介5/8/20242凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機構(gòu)是含有凸輪的一種高副機構(gòu)，在自動機械和半自動機械中得到了廣泛的應(yīng)用。凸輪是一具有曲面輪廓的構(gòu)件，一般多為原動件（有時為機架）；當凸輪為原動件時，通常作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動或移動，而從動件則按預(yù)期輸出特性要求作連續(xù)或間歇的往復(fù)擺動、移動或平面復(fù)雜運動。5/8/20243凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類一、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用凸輪機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，可以準確實現(xiàn)要求的運動規(guī)律等優(yōu)點，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。如圖4－l所示的內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)，原動凸輪1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，通過凸輪高副驅(qū)動從動件2（閥桿）按預(yù)期的輸出特性啟閉閥門，使閥門既能充分開啟，又具有較小的慣性力。

圖4－l5/8/20244凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類圖4-2所示為繞線機排線凸輪機構(gòu)繞線軸3連續(xù)快速轉(zhuǎn)動，經(jīng)蝸桿傳動帶動凸輪1緩慢轉(zhuǎn)動，通過凸輪高副驅(qū)動從動件2往復(fù)擺動，從而使線均勻地纏繞在繞線軸上。

5/8/20245凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類沖床裝卸料凸輪機構(gòu)原動凸輪1固定于沖頭上，當其隨沖頭往復(fù)上下運動時，通過凸輪高副驅(qū)動從動件2以一定規(guī)律往復(fù)水平移動，從而使機械手按預(yù)期的輸出特性裝卸工件。

5/8/20246凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類罐頭盒封蓋機構(gòu)圖4－4所示的罐頭盒封蓋機構(gòu)，亦為一凸輪機構(gòu)。原動件1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，通過帶有凹槽的固定凸輪3的高副導(dǎo)引從動件2上的端點C沿預(yù)期的軌跡——接合縫S運動，從而完成罐頭盒的封蓋任務(wù)。5/8/20247凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類而在圖4－5所示的巧克力輸送凸輪機構(gòu)中，當帶有凹槽的圓柱凸輪1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動時，通過嵌于其槽中的滾子驅(qū)動從動件2往復(fù)移動，凸輪1每轉(zhuǎn)動一周，從動件2即從喂料器中推出一塊巧克力并將其送至待包裝位置。從以上諸例可以看出：凸輪機構(gòu)一般是由三個構(gòu)件、兩個低副和一個高副組成的單自由度機構(gòu)。5/8/20248凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類盤形凸輪機構(gòu)在印刷機中的應(yīng)用等徑凸輪機構(gòu)在機械加工中的應(yīng)用圓柱凸輪機構(gòu)在機械加工中的應(yīng)用利用分度凸輪機構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)位5/8/20249凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類二、凸輪機構(gòu)的分類在凸輪機構(gòu)中，凸輪可為原動件也可為機架；但多數(shù)情況下，凸輪為原動件。從不同角度出發(fā)，凸輪機構(gòu)可作如下分類。1、按兩活動構(gòu)件間的相對運動特性分類(1)平面凸輪機構(gòu)：兩活動構(gòu)件之間的相對運動為平面運動的凸輪機構(gòu).(2)空間凸輪機構(gòu)：兩活動構(gòu)件之間的相對運動為空間運動的凸輪機構(gòu)，5/8/202410凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類下列凸輪機構(gòu)哪些是平面凸輪機構(gòu)？

哪些是空間凸輪機構(gòu)？5/8/202411凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(1)平面凸輪機構(gòu)

1)盤形凸輪：它是凸輪的基本型式。是一個相對機架作定軸轉(zhuǎn)動或為機架且具有變化向徑的盤形構(gòu)件，5/8/202412凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類它可視為盤形凸輪的演化型式。是一個相對機架作直線移動或為機架且具有變化輪廓的構(gòu)件，

2)移動凸輪：5/8/202413凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(2)空間凸輪機構(gòu)(SpatialCam)5/8/202414凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2、按從動件運動副元素形狀分類(1)尖頂從動件：尖頂能與任意復(fù)雜凸輪輪廓保持接觸，因而能實現(xiàn)任意預(yù)期的運動規(guī)律。尖頂與凸輪呈點接觸，易磨損，故只宜用于受力不大的場合。

(2)滾子從動件：為克服尖頂從動件的缺點，在尖頂處安裝一個滾子，即成為滾子從動件。它改善了從動件與凸輪輪廓間的接觸條件，耐磨損，可承受較大載荷，故在工程實際中應(yīng)用最為廣泛。

(3)平底從動件：平底從動件與凸輪輪廓接觸為一平面，顯然它只能與全部外凸的凸輪輪廓作用。其優(yōu)點是：壓力角小，效率高，潤滑好，故常用于高速運動場合。

5/8/202415凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類根據(jù)運動形式的不同以上三種從動件還可分為：直動從動件；擺動從動件；作平面復(fù)雜運動從動件。5/8/202416凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類1)直動從動件(TranslatingFollower)：對心直動尖頂從動件凸輪機構(gòu)偏心直動尖頂從動件凸輪機構(gòu)對心直動滾子從動件凸輪機構(gòu)對心直動平底從動件凸輪機構(gòu)5/8/202417凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2)擺動從動件(Oscillating)擺動平底從動件凸輪機構(gòu)擺動滾子從動件凸輪機構(gòu)擺動尖頂從動件凸輪機構(gòu)5/8/202418凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3、按凸輪高副的鎖合方式分(1)力鎖合：利用重力、彈簧力或其他外力使組成凸輪高副的兩構(gòu)件始終保持接觸。

5/8/202419凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(2)形鎖合：利用特殊幾何形狀（虛約束）使組成凸輪高副的兩構(gòu)件始終保持接觸。

等寬凸輪機構(gòu)等徑凸輪機構(gòu)共軛凸輪機構(gòu)5/8/202420凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪機構(gòu)的特點優(yōu)點：只要設(shè)計出適當?shù)耐馆嗇喞?，即可使從動件實現(xiàn)任意預(yù)期的運動規(guī)律，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。缺點：凸輪為高副接觸（點或線），壓強較大，容易磨損，凸輪輪廓加工比較困難，費用較高。所以通常用于傳力不大的控制機構(gòu)5/8/202421凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類一、凸輪機構(gòu)的運動循環(huán)及基本名詞術(shù)語5/8/202422凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類推程運動角：與從動件推程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，φ0；遠休止角：與從動件遠休程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，φs；回程運動角：與從動件回程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，φ0'；近休止角：與從動件近休程相對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，φs'；

5/8/202423凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類凸輪基圓：以凸輪軸心為圓心,以其輪廓最小向徑

ro

為半徑的圓；從動件行程:在推程或回程中從動件的最大位移,用

h

表示；偏距:凸輪回轉(zhuǎn)中心與從動件導(dǎo)路間的偏置距離,用e

表示。5/8/202424凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類二、從動件運動規(guī)律從動件的位移s、速度v和加速度a隨凸輪轉(zhuǎn)角φ（或時間t）的變化規(guī)律稱為從動件運動規(guī)律。從動件運動規(guī)律又可分為基本運動規(guī)律和組合運動規(guī)律，

5/8/202425凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類1、基本運動規(guī)律(1)等速運動規(guī)律從動件在運動過程中速度為常數(shù)，而在運動的始、末點處速度產(chǎn)生突變，理論上加速度為無窮大，產(chǎn)生無窮大的慣性力，機構(gòu)將產(chǎn)生極大的沖擊，稱為剛性沖擊，此類運動規(guī)律只適用于低速運動的場合。5/8/202426凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(2)等加速等減速運動規(guī)律從動件在運動過程中加速度為常數(shù)。而在運動的始末點處加速度有突變，產(chǎn)生較大的加速度和慣性力，由此而引起的沖擊稱為柔性沖擊，這種運動規(guī)律只適用于中速運動的場合。5/8/202427凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(3)余弦加速度(簡諧)運動規(guī)律又名簡諧運動規(guī)律。從動件在整個運動過程中速度皆連續(xù)，但在運動的始、末點處加速度有突變，產(chǎn)生柔性沖擊，因而也只適用于中速運動的場合。5/8/202428凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(4)正弦加速度(擺線)運動規(guī)律又名擺線運動規(guī)律。從動件在整個運動過程中速度和加速度皆連續(xù)無突變，避免了剛性沖擊和柔性沖擊，可以用于高速運動的場合。5/8/202429凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(5)3-4-5多項式運動規(guī)律它與正弦加速度運動規(guī)律一樣避免了剛性沖擊和柔性沖擊，故亦可用于高速運動的場合。5/8/202430凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2、組合運動規(guī)律在工程實際中，為使凸輪機構(gòu)獲得更好的工作性能，經(jīng)常采用以某種基本運動規(guī)律為基礎(chǔ)，輔之以其他運動規(guī)律與其組合，從而獲得組合運動規(guī)律。當采用不同的運動規(guī)律組合成改進型運動規(guī)律時，它們在連接點處的位移、速度和加速度應(yīng)分別相等；這就是兩運動規(guī)律組合時必須滿足的邊界條件。常用的組合運動規(guī)律有：改進型等速運動規(guī)律，改進型正弦加速度運動規(guī)律和改進型梯形加速度運動規(guī)律等。5/8/202431凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類例4-1直動從動件凸輪機構(gòu)已知：從動件行程h=20mm，推程運動角Φ0＝1500，遠休止角Φs＝600，回程運動角Φ0’＝1200，近休止角Φs’＝300；從動件推程、回程分別采用余弦加速度和正弦加速度運動規(guī)律；試寫出從動件一個運動循環(huán)的位移、速度和加速度方程。5/8/202432凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類三、從動件運動規(guī)律的選擇在選擇從動件運動規(guī)律時，除要考慮剛性沖擊與柔性沖擊外，還應(yīng)對各種運動規(guī)律的速度幅值vmax、加速度幅值amax及其影響加以分析和比較。vmax越大，則從動件動量幅值mvmax越大；為安全和緩和沖擊起見，vmax值愈小愈好。amax值越大，則從動件慣性力幅值mamax越大；從減小凸輪副的動壓力、振動和磨損等方面考慮，amax值愈小愈好。所以，對于重載凸輪機構(gòu)，考慮到從動件質(zhì)量m較大，應(yīng)選擇vmax值較小的運動規(guī)律；對于高速凸輪機構(gòu)，為減小從動件慣性力，宜選擇amax值較小的運動規(guī)律。5/8/202433凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類當根據(jù)工作要求和結(jié)構(gòu)條件選定凸輪機構(gòu)型式、從動件運動規(guī)律和凸輪轉(zhuǎn)角，并確定凸輪基圓半徑等基本尺寸之后，就可以進行凸輪輪廓設(shè)計了。凸輪輪廓設(shè)計的方法有圖解法和解析法，其基本原理都是相同的。5/8/202434凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類一、凸輪輪廓設(shè)計基本原理

—反轉(zhuǎn)法如圖所示當凸輪以角速度ω1等速轉(zhuǎn)動時，從動件將按預(yù)定的運動規(guī)律運動。假設(shè)給整個機構(gòu)加上一個公共的角速度“－ω1”，使其繞凸輪軸心O作反向轉(zhuǎn)動。這樣一來，凸輪靜止不動，而從動件一方面隨其導(dǎo)路以角速度“－ω1”繞O轉(zhuǎn)動，另一方面還在其導(dǎo)路內(nèi)按預(yù)定的運動規(guī)律移動。從動件在這種復(fù)合運動中，其尖頂仍然始終與凸輪輪廓保持接觸，因此，在此運動過程中，尖頂?shù)倪\動軌跡即為凸輪輪廓。5/8/202435凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類1、對心尖頂直動從動件凸輪因此，若凸輪以ω1順時針方向轉(zhuǎn)動時，則令從動件沿逆時針方向（即以-ω1）繞凸輪軸心O轉(zhuǎn)動，如圖a所示。同時再令從動件相對其導(dǎo)路按圖d中給定的運動規(guī)律運動，即凸輪轉(zhuǎn)過φ1角時，相應(yīng)地從動件反轉(zhuǎn)φ1角并移動到達1’點；凸輪轉(zhuǎn)過ω2角時，相應(yīng)地從動件反轉(zhuǎn)ω2角并移動到達2’點；……。從動件尖頂在反轉(zhuǎn)運動中到達的點1’、2’、3’、…等點即為所求的凸輪輪廓。5/8/202436凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2、偏心尖頂直動從動件凸輪圖b所示，反轉(zhuǎn)運動中，從動件移動導(dǎo)路中心線總應(yīng)切于半徑為e的偏距圓，同時從動件還應(yīng)按圖d所示的運動規(guī)律相對于導(dǎo)路移動，在此過程中，從動件尖頂依次到達1’、2’、3’、…等點位置，這些點連成的光滑曲線即為所求的凸輪輪廓。

5/8/202437凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類注意：凸輪轉(zhuǎn)過的角度與OB所轉(zhuǎn)的角度是不同的5/8/202438凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類3、尖頂擺動從動件凸輪圖c所示。若凸輪以ω1順時針轉(zhuǎn)動時，則令擺動從動件回轉(zhuǎn)中心A1以-ω1繞凸輪軸心O轉(zhuǎn)動（逆時針方向），依次到達A1、A2、A3、…等點位置，同時，擺動從動件還應(yīng)按圖4－10d中給定的運動規(guī)律擺動，使其擺桿尖頂依次到達1’、2’…等點位置，這些點連成光滑曲線即為所求的凸輪輪廓。

5/8/202439凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類4、平底從動件凸輪如圖所示，設(shè)計平底從動件盤形凸輪時，首先在平底上選一固定點A0視為尖頂，按照尖頂從動件凸輪輪廓的繪制方法，求出理論輪廓上一系列點A1、A2、A3、…，其次，過這些點畫出一系列平底A1B1、A2B2、A3B3、…，然后作這些平底的包絡(luò)線，便得到凸輪的實際輪廓曲線。圖中位置1、6是平底分別與凸輪輪廓相切于平底的最左位置和最右位置。為了保證平底始終與輪廓接觸，平底左側(cè)長度應(yīng)大于m，右側(cè)長度應(yīng)大于l。5/8/202440凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類二、尖頂、滾子從動件盤形凸輪輪廓設(shè)計1、直動從動件盤形凸輪輪廓設(shè)計(1)尖頂直動從動件盤形凸輪當已知凸輪機構(gòu)的基圓半徑r0，偏心距e和從動件運動規(guī)律s=s(φ)時，設(shè)計凸輪輪廓。5/8/202441凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類理論輪廓曲線：B0點為凸輪輪廓上推程起始點。當凸輪轉(zhuǎn)過φ角時，尖頂直動從動件將自點B0外移s=s(φ)至點B’(x’,y’)。將點B’沿凸輪轉(zhuǎn)動之相反方向繞原點（凸輪軸心）O轉(zhuǎn)過φ角，即得直動從動件尖頂?shù)膶?yīng)點B（x，y），它也是凸輪輪廓上的一點，這相當于矢量OB’沿逆時針轉(zhuǎn)φ角到達OB位置，可得凸輪輪廓坐標為B’點的坐標(x’,y’)5/8/202442凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類式（4-1）即為偏置尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓方程。固有：即：（4-1）式中：5/8/202443凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類(2)滾子直動從動件盤形凸輪理論輪廓：尖頂從動件凸輪輪廓即為滾子從動件凸輪的理論輪廓。工作輪廓：以理論輪廓上各點為圓心，以滾子半徑為半徑的圓族的包絡(luò)線，即為滾子從動件凸輪的工作輪廓，或稱實際輪廓。5/8/202444凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類理論廓線上各點的坐標為（x,y），其包絡(luò)線上各點的坐標為（X、Y）。以φ為單參數(shù)的平面曲線族的包絡(luò)線方程為：其中，f(X,Y,φ)是曲線族的方程，即為滾子圓族的方程，當滾子圓半徑為rr時，有

5/8/202445凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類式4-2即為凸輪工作輪廓方程。式中，上面一組減、加號表示內(nèi)包絡(luò)輪廓，下面一組加、減號表示外包絡(luò)輪廓。

求解上式，得:（4-2）5/8/202446凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類當在數(shù)控銑床或磨床上加工凸輪時，需要知道刀具中心運動軌跡的方程式。如果rc不等于rr，由于刀具的外圓總與凸輪的工作輪廓相切，因而刀具中心運動軌跡應(yīng)是凸輪工作輪廓的等距曲線，這樣，只要把式（4－2）中的rr換成（rr－rc）即得到刀具中心運動軌跡方程，加工時，刀具中心沿此軌跡運動即可加工出要求的凸輪工作輪廓曲線了。5/8/202447凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2、擺動從動件盤形凸輪輪廓設(shè)計擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)可分為兩種，即推擺式——擺動從動件推程與凸輪轉(zhuǎn)向相同（圖a）和拉擺式——擺動從動件推程與凸輪轉(zhuǎn)向相反（圖b）。（推擺式：推程受推力；拉擺式：推程受拉力）已知：擺動從動件運動規(guī)律ψ=ψ(φ)，從動件長度l，中心距a，凸輪基圓半徑r0及凸輪沿順時針轉(zhuǎn)動；要求：設(shè)計凸輪輪廓。(1)尖頂擺動從動件盤形凸輪5/8/202448凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類B0點為推程起始點。當凸輪轉(zhuǎn)過φ時，擺動從動件尖頂將自點B0被凸輪外擺ψ=ψ(φ)至點B’(x’,y’)。根據(jù)“反轉(zhuǎn)法”，將點B’沿凸輪轉(zhuǎn)動之相反方向繞原點O轉(zhuǎn)過φ角，到達B（x,y）點位置，該點也應(yīng)是凸輪輪廓上的一點，其坐標為5/8/202449凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類根據(jù)圖4－13，B’點坐標分別為：推擺式（圖4－13a）拉擺式（圖4－13b）5/8/202450凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類所以推擺式拉擺式式中，ψ0為擺動從動件初始擺角，其值為此即為尖頂擺動從動件凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓方程。（4－3）（4－4）5/8/202451凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類（2）滾子擺動從動件盤形凸輪

l）理論輪廓方程。2）工作輪廓方程。仍用式（4－2）計算，5/8/202452凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類三、平底直動從動件盤形凸輪平底從動件盤形凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓實際上是“反轉(zhuǎn)”過程中從動件平底一系列位置（一族直線）的包絡(luò)線。已知：從動件運動規(guī)律s＝s(φ)，從動件平底導(dǎo)路相對于凸輪軸心O的偏距為e，從動件平底與導(dǎo)路的夾角β=900，凸輪基圓半徑r0及凸輪沿順時針轉(zhuǎn)動；要求：設(shè)計凸輪輪廓。

5/8/202453凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類如圖所示，B0點位置為凸輪輪廓上推程起始位置。當凸輪轉(zhuǎn)過中φ時，平底直動從動件將自點B0位置外移s＝s(φ)至點B’(x’,y’)位置。根據(jù)“反轉(zhuǎn)法”，將處于B’位置的從動件沿凸輪轉(zhuǎn)動之相反方向繞原點（凸輪軸心）O轉(zhuǎn)過φ角，即得平底直動從動件的對應(yīng)位置B(x,y)，其坐標為5/8/202454凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類平底從動件凸輪輪廓為從動件平底直線族的包絡(luò)線，平底直線族的方程為：即又5/8/202455凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類聯(lián)立兩式解得：（4－5）式（4－5）即為平底直動從動件凸輪輪廓方程。由式（4－5）可見，平底直動從動作盤形凸輪的輪廓形狀與偏距e無關(guān)，如無結(jié)構(gòu)上的需要，不必采用偏置從動件。5/8/202456凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類一、凸輪機構(gòu)的壓力角及其許用值F12為凸輪對從動件的作用力；G為從動件所受的載荷（包括生產(chǎn)阻力、從動件自重以及彈簧壓力等）；FR1、FR2分別為導(dǎo)軌兩側(cè)作用于從動件上的總反力；φ1、φ2為摩擦角。5/8/202457凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類選從動件2為示力體，據(jù)力的平衡條件，可得:5/8/202458凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類由以上三式消去FR1、FR2，整理后得式中，α為壓力角，它是從動件在與凸輪輪廓接觸點B處所受正壓力的方向（即凸輪輪廓在該點法線n－n的方向）與從動件上點B的速度方向之間所夾的銳角。

壓力角α是表征、反映凸輪機構(gòu)受力情況的一個重要參數(shù)

(4-6)由式（3－62）可推得上面凸輪機構(gòu)的瞬時效率為:(4-7)5/8/202459凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類由式（4－6）知，在其他條件相同的情況下，壓力角α愈大，則作用力F12愈大；壓力角α大至使式（4－6）中的分母或式（4－7）中的分子等于零時，則作用力F12增至無窮大，而效率降為零；此時機構(gòu)發(fā)生自鎖。此時的壓力角記為臨界壓力角αc，其值為(4-6)5/8/202460凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類為保證凸輪機構(gòu)能正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)使最大壓力角αmax小于臨界壓力角αc。在工程實際中，通常規(guī)定凸輪機構(gòu)的最大壓力角αmax應(yīng)小于或等于某一許用壓力角[α]，即αmax≤[α]；而[α]之值小于臨界壓力角αc。根據(jù)實踐經(jīng)驗，推薦的許用壓力角取值為推程（工作行程）：直動從動件取[α]=300—400；擺動從動件取[α]=350—450；回程（空回行程）：考慮到此時從動件靠其他外力（如彈簧力）推動返回，故不會自鎖，許用壓力角的取值可以適當放寬。直動和擺動從動件薦取[α]’=700—800；

5/8/202461凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類二、按許用壓力角[α]確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸在圖4—15所示的尖頂直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，過接觸點B作公法線n－n，與過O點的導(dǎo)路垂線交于P12點，該點即為凸輪1與從動件2的相對速度瞬心。即從圖可得出凸輪機構(gòu)的壓力角稱為類速度5/8/202462凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類設(shè)以從動件的位移s為縱坐標（相當于從動件導(dǎo)路），以類速度為橫坐標。當給定一系列的凸輪轉(zhuǎn)角φ，則根據(jù)已知的運動規(guī)律，可求得相應(yīng)的s和ds/dφ值，從而作出如圖4－16所示的ds/dφ－s曲線。

5/8/202463凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類若將凸輪中心取在Dtdt右下方的O點，則凸輪基圓半徑r0＝OB0，從動件導(dǎo)路偏于凸輪中心左側(cè)，偏距為e0設(shè)O點與Dt點連線與縱坐標軸間的夾角為αt，則式中α

t為Dt點凸輪機構(gòu)的壓力角5/8/202464凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類在從動件推程起始點，s＝0，ds/dφ＝0時，按式（4－9）有tanα＝e/s0，壓力角位置？？為保證此時的α≤[α]，作直線B0d0”與縱坐標軸交角為[α]，凸輪軸心O只能在B0d0”線上或其左下方選取。5/8/202465凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類限制線B0d0”和Dtdt相交圍成的dtO1d0”下方角域（實陰影區(qū)域）為滿足α≤[α]的凸輪軸心的公共許用區(qū)域。這樣，只要在凸輪軸心的許用區(qū)域內(nèi)選定凸輪軸心O的位置，凸輪基圓半徑r0和偏距e就確定了5/8/202466凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類偏置凸輪機構(gòu)對于直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，為了改善其傳力性能或減小凸輪尺寸，經(jīng)常采用如圖4－17所示的偏置凸輪機構(gòu)。為了達到上述目的，其偏置必須隨凸輪轉(zhuǎn)向的不同而按圖示的方位確定，即應(yīng)使偏置與推程時的相對瞬心A位于凸輪軸心的同一側(cè)，若從動件導(dǎo)路位置與圖示相反配置時，反而會使凸輪機構(gòu)的推程壓力角增大，使機構(gòu)的傳力性能變壞。

5/8/202467凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類三、按凸輪輪廓全部外凸條件確定

凸輪基圓半徑r0對于圖4—14所示的平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，其壓力角恒等于零。因此，平底從動件盤形凸輪的基圓半徑r0不能按許用壓力角[α]確定，而應(yīng)按從動件運動不“失真”，即凸輪輪廓全部外凸的條件確定。

5/8/202468凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類據(jù)式（4－5）及高等數(shù)學(xué)中曲率半徑計算公式推演得到，平底直動從動件盤形凸輪輪廓的曲率半徑應(yīng)大于或等于最小曲率半徑ρmin。為保證凸輪輪廓全部外凸，平底直動從動件盤形凸輪的基圓半徑r0應(yīng)為：可見基圓半徑越大，最小曲率半徑越大5/8/202469凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類四、滾子半徑rr的選擇如圖4－18a所示，工作輪廓曲率半徑ρa、理論輪廓曲率半徑ρ與滾子半徑rr三者之間的關(guān)系為這時，工作輪廓曲率半徑恒大于理論輪廓曲率半徑，即ρa＞ρ。這樣，當理論輪廓作出后，不論選擇多大的滾子，都能作出工作輪廓。1．凸輪理論輪廓的內(nèi)凹部分5/8/202470凸輪機構(gòu)的應(yīng)用及分類2．凸輪理論輪廓的外凸部分如圖4－18b所示，工作輪廓曲率半徑ρa、理論輪廓曲率半徑ρ與滾子半徑rr三者之間的關(guān)系為:1）當ρ＞rr時，ρa＞0；這時，可以作出凸輪的工作輪廓（圖4－18b）；5/8/202471凸輪機構(gòu)的應(yīng)用