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1、第三章,凸轮机构,3-1 凸轮机构的应用和类型,一、组成:,1、凸轮: 具有曲线轮廓或凹槽的构件, 是主动件, 通常等速转动。,2、从动件: 由凸轮控制按其运动规律作移动或摆动运动的构件。,3、机架:支承活动构件的构件。,可实现各种复杂的运动规律，由于是高副接触, 常用于传递动力 不大的场合。,二、应用:,三、分类:,1、按凸轮的形状分：,a)盘形凸轮:具有变化向径的盘形构件 b)移动凸轮:有曲线轮廓作往复移动的构件。 c)圆柱凸轮:在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件。,2、按从动件的形状分：,3、按接触形式分:,四、内容:,1.从动件运动规律 2.图解法设计凸轮机构 3.
2、解析法设计凸轮机构 4.凸轮机构的基本尺寸确定,一.名词概念:,3-2 从动件的常用运动规律,从动件运动形式：,1、等速运动规律,边界条件:,二、常用运动规律:,类速度:,类加速度:,等速运动规律方程和运动曲线:,2、等加速等减速运动规律,等加速等减速运动规律方程和运动曲线：,3、余弦加速度运动 (简谐运动规律),这种运动规律的加速度方程是半个周 期的余弦曲线, 根据质点在圆周上作简谐 运动如下图所示:,余弦加速度运动方程和运动曲线:,3-3 凸轮轮廓曲线的设计,一、设计方法的基本原理：,二.图解设计凸轮廓线：,1.偏置尖顶（滚子）直动从动件盘形凸轮廓线的设计,已知：从动件运动规律（如图示），
3、基 圆半径rmin,滚子半径rT, 偏距e (导路偏 在转轴左侧）， 顺时针转动。求：满足 上述要求的凸轮廓线。,2、平底从动件盘形凸轮廓线设计,已知:从动件运动规律,凸轮转向为顺时 针,基圆半径rmin。求:凸轮廓线。,3、摆动尖顶(滚子)从动件盘形凸轮廓线设计,理论廓线:滚子中心的轨迹线. 实际廓线:凸轮的可见轮廓线. 尖顶从动件:理论廓线与实际廓线重合。 滚子从动件:理论廓线与实际廓线在法线方向上互为等距曲线. 平底从动件:理论廓线与实际廓线是两条不同的曲线。,三、用解析法设计凸轮廓线,偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构,已知：从动件运动规 律s2,偏距e,滚子半径rT, 基圆半径rmin
4、,凸轮转 向为逆时针转。求：凸 轮的理论廓线坐标X,Y 和实际廓线坐标X,Y。,解：建立图示坐标系,B点理论廓线坐标为,实际廓线坐标为：,其中： “-”用于内等距曲线 “+”用于外等距曲线。,根据高等数学,B点的切线斜率为：,B点的法线斜率为：,对（A）求导得：,3-4 凸轮机构基本尺寸的确定,一、凸轮机构中的作用力与压力角,F驱动力；v2 从动件速度 a 压力角,F有用分力;F有害分力,当F一定a, F” ,机构效率低; 当a 时,机构将自锁.因此要控制机构中amaxa。一般(推程)：,二、压力角与凸轮机构尺寸的关系,凸轮基圆的尺寸和压力角有直接关系，如左图所示，从动件与凸轮 在任意一点接触
5、。,注:e前的符号确定.,此式中e前的符号判定：,1、滚子半径选择,三、滚子半径与平底尺寸的确定,2、平底长度尺寸的确定,平底从动件盘形凸轮机构，当rmin过小时也会产生“运动失真现象”，这时应将rmin 来避免运动失真现象。,例题： 图示为滚子从动 件盘形凸轮机构。试 用图解法作出：1）凸 轮的基圆；2）图示位 置的压力角a、 位移s（y）和 凸轮转角d； 3）从动件 的升程 h （ymax）和 凸轮的推 程运动 角d。,a),b),例2：已知图示凸轮机构，在图上标出以下各项： 1）标出基圆半径rmin；2)标出从动件从起始位置 上升位移s2=20mm时凸轮的转角d1；3）标出从动 件的升程h和推程运动角dt；4）标出图示位置的 压力角a。,w1,
