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1、第五章 凸轮机构见视频应用配气机构绕线机构靠模机构进刀机构凸轮机构由凸轮1、从动件2、 机架3三个基本构件及锁合装 置组成。是一种高副机构。其 中凸轮是一个具有曲线轮廓或 凹槽的构件，通常作连续等速 转动，从动件则在凸轮轮廓的 控制下按预定的运动规律作往 复移动或摆动。 组成优点:只要正确地设计和制造出凸轮的 轮廓曲线， 就能把凸轮的回转运动准确可靠地转变为从动件所 预期的复杂运动规律的运动，而且设计简单;凸轮 机构结构简单、紧凑、运动可靠。缺点:凸轮与从动件之间为点或线接触，故难以保 持良好的润滑，容易磨损。凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛 应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。
2、 特点连杆机构和凸轮机构对比：平面连杆机构虽然应用广泛，但它只能近似地 实现给定的运动规律，且设计比较复杂。当从 动件须精确地按预定运动规律尤其是复杂运动 规律工作时，则常采用凸轮机构。 分类1. 按凸轮的形状分：2. 按从动杆运动形式分:3. 按从动杆形状分：盘形、移动、圆柱移动（直动）、摆动尖顶、滚子、平底凸轮机构12.avi移动凸轮圆柱凸轮2、推程及推程运动角dt，尖底偏置直动推杆 盘形凸轮机构1、基圆：凸轮轮廓上最小向径r0为半径的圆轮廓及从动件运动规律 基本术语6、偏距e，偏距圆4、回程及回程运动角dh3、远休止角ds5、近休止角ds行程：h(最大位移)推杆位移 s=f (t) 特别
3、，当凸轮匀速转动时：s = s (d)；v =v (d)； a =a (d)一般规律：上升停降停推杆位移线图推杆的运动分析刚性冲击：由于加速度发生无穷大突度 而引起的冲击称为刚性冲击, 适用于低速凸轮机构 。1、一次多项式运动规律（匀速运动规律）等加速等减速柔性冲击 ： 加速度发生有限值的突变 适用于中、低速凸轮机构 2、二次多项式运动规律（等加速等减速运动规律）3、五次多项式运动规律3-4-5多项式 ：既无刚性冲击亦无柔性冲击应用于高速凸轮在运动始末点（A、E点），加速度有变化柔性冲击，只 适于中速；当从动件作连续升-降循环运动时，加速度曲线连续，无冲击，可用于高速凸轮机构。4、余弦加速度运
4、动规律（简谐运动规律）运动特征：没有冲击 6、组合运动规律 为了获得更好的运动特 征，可以把上述几种运 动规律组合起来应用， 组合时，两条曲线在拼 接处必须保持连续。5、正弦加速度运动规律（摆线运动规律）设计方法：作图法，解析法已知 转向。 作图法设计凸轮轮廓反转法原理：设想凸轮固定不动 ，从动件一方面随导路绕凸轮轴 心反方向转动，同时又按给定的 运动规律在导路中作相对运动， 从动 件尖底的运动轨迹就是凸轮 的轮廓曲线。凸轮廓线设计4.3.2图解法1.尖底对心移动推杆盘形凸轮轮廓设计如图所示，已知凸轮基圆半径rb、从动件运动规律及角速度 ， 凸轮顺时针转动。则凸轮轮廓曲线设计步骤如下： 1）选
5、定适当的比例尺，作出从动件的位移曲线图 。2）以rb为半径作基圆 。3）在基圆上，依次取推程角、回程运动角及近程休止角。 4）量取从动件在各位置的位移量 5) 将 A0 、A1、A2 、A3 、连成光滑曲线，即得到所求的 凸轮轮廓 。2.尖底移动推杆盘形凸轮轮廓设计从动件导路与凸轮回转中心的偏距e 凸轮基圆半径rb 凸轮以等角速度逆时针方向转动 从动件的位移线图转向步骤： 以o为圆心作基圆和偏距圆 确定从动件起始位置C。使从动件中心线与偏距圆切于A点，并与基圆交于C点。 将运动线图分成若干等分，并将偏距圆自A点沿顺时针 方向分成对应的等分A1、 A2。erbCA O过过分点A1、A2作偏距圆圆
6、切线线，交基圆圆于B1、 B2等点。 从动动件尖底从B1点沿切线线方向移动动S1到C1点，从B2 移动动S2到C2点，用光滑曲线连线连 接C-C1-C2， 此曲线为线为 凸轮轮轮轮 廓曲线线。（3）在理论轮廓上画出一系列滚子，画出滚子的内包络线实际轮廓曲线。 注意： 设计滚子推杆凸轮机构时， 凸轮的基圆半径是指理论轮廓 曲线的基圆半径。（1）去掉滚子，以滚子中心为尖底。（2）按照上述方法作出轮廓曲线理论轮廓曲线3、滚子推杆r0（1）取平底与导路的交点B0为 参考点 （2）把B0看作尖底，运用上述 方法找到B1、B2 （3）过B1、B2点作出一系列 平底，得到一直线族。 作出直线族的包络线，便得
7、到凸 轮实际轮廓曲线。4、平底推杆已知：凸轮轴心与从动件的回转中心距a凸轮基圆半径rb，从动件长 L凸轮以等角速度逆时针方向转动 从动件的位移线图5、摆动推杆盘形凸轮机构步骤： 以凸轮中心o为圆心，以rb、a为半径作基圆及中心圆。 在中心圆上取一点o1为从动件转动中心的起始位置，以o1 为圆心以l为半径画弧交基圆于Ao，则o1Ao为摆动从动件的起始位置。 将运动线图的横坐标分成若干等分（如图）。以o1为起点 沿顺时针方向把中心圆分成与运动线图对应的等分o1、 o2。 以o1为圆心，以L为半径画弧，交基圆于C1，作 C1 o1A1=1，交弧于A1点，A1为凸轮廓线上一点。同理可求出 A2、A3等
8、点。平滑联结A0、A1、A2成曲线，此曲线为所求凸轮的轮廓曲线。一、凸轮机构压力角的确定 压力角：不考虑摩擦时， 凸轮对从动件的正压力（沿nn方向）与从动件上力作用点的速度方向所夹 的锐角。 压力角越小，推动从动件 的有效分力越大，机构受 力情况越好，效率越高。凸轮机构基本尺寸确定为改善凸轮受力情况，在结构允许条件下，尽可能导轨长度lb和悬臂尺寸la。 若其它条件不变， ，则推力F 。lim机构自锁， 许用压力角 lim 工作行程：移动从动件 30， 摆动从动件 45回 程： 7080二、基圆半径的确定知：rb rb三、滚子半径的确定滚子半径rr、实际廓线曲率半径c、理论廓线曲率半径 对于内凹
9、的理论轮廓曲线不论滚子半径多大，实际轮廓曲线总可以 作出来。 对于外凸的理论轮廓曲线1. rr0 ，实际轮廓曲线可以作出。2. rr= 、c =0 ，实际轮廓曲线出现一尖点， 易磨 损。c）图 3. rr 、c 0 ，产生交叉的实际轮廓曲线，得不到完整的轮廓曲线，从动件运动将会失真。d）图结论滚子半径rr必须小于凸轮理论轮廓线外凸部分的最小曲率半径可根据经验公式选取：作业一、设计尖底对心移动顶杆盘形凸轮轮廓 已知：凸轮基圆半径rb=20mm 凸轮以等角速度逆时针方向转动 从动件（顶杆）的位移线图如下90O90O90O90O8mmS二、设计滚子底移动顶杆盘形凸轮轮廓 已知：凸轮理论廓线基圆半径rb=25mm 凸轮以等角速度顺时针方向转动 从动件（顶杆）导路与凸轮回转中心的偏距e=5mm 从动件（顶杆）的位移线图如下90O90O90O90O8mmS作业
