第4章凸轮2013版.pptx

4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型第第4章章 凸凸轮轮机机构构具有曲线轮廓或凹槽的构件，运动时，通过高副接触使从具有曲线轮廓或凹槽的构件，运动时，通过高副接触使从动件获得连续或不连续的任意动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。预期往复运动。凸轮凸轮从动件从动件机架机架三个构件、盘三个构件、盘(柱柱)状曲线轮廓、从状曲线轮廓、从动件呈杆状动件呈杆状2、凸轮机构的组成和特征、凸轮机构的组成和特征3、凸轮机构的作用、凸轮机构的作用将连续回转转变成从动件直线将连续回转转变成从动件直线移动或摆动，并具有精确的位移、速度和加速度移动或摆动，并具有精确的位移、速度和加速度4、凸轮机构的优缺点、凸轮机构的优缺点可精确实现任意运动规律，简单紧凑可精确实现任意运动规律，简单紧凑高副，线接触，易磨损，传力不大，从动件行程不大高副，线接触，易磨损，传力不大，从动件行程不大一、凸一、凸 轮轮 机机 构构1、凸轮、凸轮4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型一、凸一、凸 轮轮 机机 构构4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型一、凸一、凸 轮轮 机机 构构4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型一、凸一、凸 轮轮 机机 构构4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型一、凸一、凸 轮轮 机机 构构4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型送纸机送纸机折页机折页机一、凸一、凸 轮轮 机机 构构4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类1 1、按凸轮的形状分类、按凸轮的形状分类盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型圆柱凸轮圆柱凸轮1圆柱凸轮圆柱凸轮2二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类1 1、按凸轮的形状分类、按凸轮的形状分类盘形凸轮盘形凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型2 2、按从动件分类、按从动件分类按从动件运动形式分按从动件运动形式分直动从动件直动从动件对心对心直动从动件直动从动件偏置偏置直动从动件直动从动件摆动从动件摆动从动件二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类对心对心直动从动件直动从动件偏置偏置直动从动件直动从动件摆动从动件摆动从动件4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型按从动件接触形式分按从动件接触形式分尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类2 2、按从动件分类、按从动件分类尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类按从动件接触形式分按从动件接触形式分尖顶从动件尖顶从动件滚子从动件滚子从动件平底从动件平底从动件2 2、按从动件分类、按从动件分类4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型3 3、按凸轮与从动件保持接触的方法、按凸轮与从动件保持接触的方法1）力封闭：重力、弹簧力）力封闭：重力、弹簧力重力封闭重力封闭弹簧力封闭弹簧力封闭二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型2）几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回）几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回凹槽凸轮凹槽凸轮二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类3 3、按凸轮与从动件保持接触的方法、按凸轮与从动件保持接触的方法4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型B等等宽宽凸凸轮轮B2)几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型3 3、按凸轮与从动件保持接触的方法、按凸轮与从动件保持接触的方法等等径径凸凸轮轮r1r2r1+r2=const2)几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型3 3、按凸轮与从动件保持接触的方法、按凸轮与从动件保持接触的方法主回凸轮主回凸轮2)几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回几何封闭：凹槽、等宽、等径、主回三、按凸轮与从动件保持接触的方法三、按凸轮与从动件保持接触的方法二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类4-1 4-1 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型主、回凸轮分别主、回凸轮分别控制推程和回程控制推程和回程4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律第第4章章 凸凸轮轮机机构构1、基圆半径、基圆半径r0一、名词术语一、名词术语r0凸轮转动中心到轮凸轮转动中心到轮廓曲线的最短距离廓曲线的最短距离4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律1）从动件和凸轮外廓上与基圆）从动件和凸轮外廓上与基圆重合的点接触时，位移为零；重合的点接触时，位移为零；2）从动件运动规律相同时，基）从动件运动规律相同时，基圆决定凸轮的尺寸大小。圆决定凸轮的尺寸大小。2、行程、行程h（或（或 max）一、名词术语一、名词术语r0从动件的最大位移（或角位移）从动件的最大位移（或角位移）4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律从动件与凸轮外廓上向径从动件与凸轮外廓上向径最大的点接触时，产生最最大的点接触时，产生最大位移。大位移。3、偏置距、偏置距e偏距圆偏距圆一、名词术语一、名词术语r0r04-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律直动从动件导路直动从动件导路线与凸轮转动中线与凸轮转动中心的距离心的距离以凸轮转动中心以凸轮转动中心为圆心，以偏距为圆心，以偏距为半径的圆为半径的圆1）相同的凸轮外廓但不同偏距时，从动件行程不同；）相同的凸轮外廓但不同偏距时，从动件行程不同；比较两凸轮机构的行程比较两凸轮机构的行程2）凸轮转动时，从动件导路延长线始终和偏距圆相切。）凸轮转动时，从动件导路延长线始终和偏距圆相切。4 4、有关运动过程的名称术语、有关运动过程的名称术语凸轮转角凸轮转角廓线廓线从动件从动件行程行程推推 程程推程运动角推程运动角升升h远休止程远休止程远休止角远休止角停止停止回回 程程回程运动角回程运动角降降h近休止程近休止程近休止角近休止角停止停止位移线图位移线图一、名词术语一、名词术语4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律二、从动件常用运动规律（凸轮匀速转动，转速二、从动件常用运动规律（凸轮匀速转动，转速）对某凸轮机构，从动件的运动规律决定于凸轮的外廓对某凸轮机构，从动件的运动规律决定于凸轮的外廓设计凸轮时，凸轮外廓取决于从动件的运动规律设计凸轮时，凸轮外廓取决于从动件的运动规律从动件的运动规律从动件的运动规律从动件的运动（位移、速度和加从动件的运动（位移、速度和加速度）与时间或凸轮转角间的关系。速度）与时间或凸轮转角间的关系。从动件的运动规律既可以用线图表示，也可以用数学方从动件的运动规律既可以用线图表示，也可以用数学方程式表示。若从动件的位移方程为程式表示。若从动件的位移方程为s=f()，则，则速度方程速度方程加速度方程加速度方程4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律多项式运动规律多项式运动规律 一次多项式运动规律一次多项式运动规律等速运动等速运动 二次多项式运动规律二次多项式运动规律等加速等减速运动等加速等减速运动 五次多项式运动规律五次多项式运动规律三角函数运动规律三角函数运动规律 余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律简谐运动规律简谐运动规律 正弦加速度运动正弦加速度运动摆线运动规律摆线运动规律组合运动规律组合运动规律说明：凸轮一般为等速运动，有说明：凸轮一般为等速运动，有=t，从动件运动规律常表从动件运动规律常表示为从动件运动参数随凸轮转角示为从动件运动参数随凸轮转角 变化的规律。变化的规律。重点：重点：掌握各种掌握各种运动规律运动规律的特性的特性二、从动件常用运动规律（凸轮匀速转动，转速二、从动件常用运动规律（凸轮匀速转动，转速）4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律多项式运动规律多项式运动规律 s=C0+C1 +C2 2+Cn n1、n=1运动方程式一般表达式：运动方程式一般表达式：推程运动方程：推程运动方程：等速运动规律等速运动规律等速运动规律等速运动规律边边界界条条件件运动始点：运动始点：=0,s=0运动终点运动终点：=，s=hc0=0c1=h/推程运动方程式：推程运动方程式：三、多项式运动规律三、多项式运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律作推程运动线图作推程运动线图h s Ov O(h/)a O+-从动件在起始和终止点速度有突变，从动件在起始和终止点速度有突变，使瞬时加速度趋于无穷大，从而产使瞬时加速度趋于无穷大，从而产生无限值惯性力，并由此对凸轮产生无限值惯性力，并由此对凸轮产生冲击生冲击 刚性冲击刚性冲击4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律回程运动方程回程运动方程边边界界条条件件运动始点：运动始点：=0,s=h运动终点运动终点：=s ，s=0c0=hc1=h/s等速运动规律运动特性等速运动规律运动特性从动件在运动起始和终止点存在从动件在运动起始和终止点存在刚性冲击刚性冲击适用于低速轻载场合适用于低速轻载场合4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律回程运动方程式回程运动方程式2、n=2运动方程式一般表达式：运动方程式一般表达式：s=C0+C1 +C2 2v=ds/dt=C1 +2C2 a=dv/dt=2C2 2等加速等减速运动规律亦称为等加速等减速运动规律亦称为抛物线运动规律抛物线运动规律抛物线运动规律抛物线运动规律注意：注意：为为保保证证凸凸轮轮机机构构运运动动平平稳稳性性，常常使使推推杆杆在在一一个个行行程程h中中的的前前半半段段作作等等加加速速运运动动，后后半半段段作作等等减减速速运运动动，且且加加速速度度和和减速度的绝对值相等。减速度的绝对值相等。例如：将推程例如：将推程0，划分为两个区段：划分为两个区段：加速段加速段0，/2减速段减速段 /2，等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律推程运动方程推程运动方程推程等加速段：推程等加速段：运动始点：运动始点：=0,s=0，v=0运动终点：运动终点：=/2，s=h/2C0=C1=0C2=2h/2加速段运动方程式为：加速段运动方程式为：4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律s=C0+C1 +C2 2v=ds/dt=C1 +2C2 a=dv/dt=2C2 2边界条件边界条件三、多项式运动规律三、多项式运动规律推程等减速段：推程等减速段：运动始点运动始点：=/2，s=h/2运动终点运动终点：=,s=h，v=0C0=h，C1=4h/C2=2h/2减速段运动方程式为：减速段运动方程式为：4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律作推程运动线图作推程运动线图 1234s14916s Oh /2h/2作位移曲线作位移曲线v O /22h/a O/24h 2/2 4h 2/2作速度曲线作速度曲线作加速度曲线作加速度曲线4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律从动件在起点、中点和终从动件在起点、中点和终点，因加速度有有限值突点，因加速度有有限值突变而引起推杆惯性力的有变而引起推杆惯性力的有限值突变，并由此对凸轮限值突变，并由此对凸轮产生有限值冲击产生有限值冲击柔性冲击柔性冲击等加速等减速运动规律运等加速等减速运动规律运动特性：动特性：从动件在运动起始、中从动件在运动起始、中点和终止点存在点和终止点存在柔性冲击柔性冲击适用于适用于中速轻载中速轻载场合场合s Oh /2h/2v O /22h/a O/24h 2/2 4h 2/24-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律3、n=5五次多项式运动规律五次多项式运动规律五次多项式的一般表达式为五次多项式的一般表达式为推程边界条件推程边界条件 在始点处：在始点处：1=0,s1=0,v1=0,a1=0；在终点处：在终点处：2=,s2=h,v2=0,a2=0；解得待定系数为解得待定系数为位移方程式为位移方程式为4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律五次多项式运动规律的运动线图五次多项式运动规律的运动线图五次多项式运动规律的运动特性五次多项式运动规律的运动特性即无刚性冲击也无柔性冲击即无刚性冲击也无柔性冲击适用于高速中载场合适用于高速中载场合avsavs 4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律三、多项式运动规律三、多项式运动规律1、余弦加速度运动规律、余弦加速度运动规律（简谐运动）（简谐运动）四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律推程运动方程推程运动方程因：因：:=:=(/)h/212345678s O h回程运动方程回程运动方程h/21234567812356784推程运动线图推程运动线图s Oh /2 四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律速度线图速度线图567812356784 h/2 /2 v O12340=(/)四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律123456780加速度线图加速度线图a O12356784 /2 R=2 2 h/2 2=(/)四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律s Oh /2 h/2 /2v Oa O /2 2 2 h/2 2-2 2 h/2 2余弦加速度运动规律的运动特性：余弦加速度运动规律的运动特性：从从动动件件加加速速度度在在起起点点和和终终点点存存在在有限值突变，故有有限值突变，故有柔性冲击柔性冲击若若从从动动件件作作无无停停歇歇的的升升降降升升连连续续往往复复运运动动，加加速速度度曲曲线线变变为为连续曲线，可以避免柔性冲击连续曲线，可以避免柔性冲击适用于适用于中速中载中速中载场合场合四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律2 2、正弦加速度正弦加速度(摆线摆线)运动规律运动规律四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律推程段的运动线图推程段的运动线图推程运动方程：推程运动方程：回程运动方程：回程运动方程：sva正弦运动规律运动特性正弦运动规律运动特性u从动件加速度没有突变，从动件加速度没有突变，因而将不产生任何冲击因而将不产生任何冲击u适用于高速轻载场合适用于高速轻载场合四、三角函数运动规律四、三角函数运动规律4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律四、组合运动规律四、组合运动规律1、采用组合运动规律的目的：采用组合运动规律的目的：避免有些运动规律引起的冲击，改善推杆其运动特性。避免有些运动规律引起的冲击，改善推杆其运动特性。2、构造组合运动规律的原则：构造组合运动规律的原则：根据工作要求选择主体运动规律，然后用其它运动规律组根据工作要求选择主体运动规律，然后用其它运动规律组合；合；保证各段运动规律在衔接点上的运动参数是连续的；保证各段运动规律在衔接点上的运动参数是连续的；在运动始点和终点处，运动参数要满足边界条件。在运动始点和终点处，运动参数要满足边界条件。组合运动规律示例组合运动规律示例例例1：改进梯形加速度运动规律：改进梯形加速度运动规律主主 运运 动：等加等减运动规律动：等加等减运动规律组合运动：在加速度突变处以组合运动：在加速度突变处以正弦加速度曲线过渡。正弦加速度曲线过渡。4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律例例2：等速运动规律的改进：等速运动规律的改进组合方式：组合方式：主运动：等速运动规律主运动：等速运动规律组组合合运运动动：等等速速运运动动的的行行程程两两端端与与正正弦弦加加速速度度运运动规律组合起来。动规律组合起来。4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律四、组合运动规律四、组合运动规律小小 结结运动规律运动规律 运动特性运动特性 适用场合适用场合等速运动规律等速运动规律等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律五次多项式运动规律五次多项式运动规律余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律刚性冲击刚性冲击柔性冲击柔性冲击无冲击无冲击柔性冲击柔性冲击无冲击无冲击低速轻载低速轻载中速轻载中速轻载高速中载高速中载中低速中载中低速中载中高速轻载中高速轻载4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律4-3 4-3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓第第4章章 凸凸轮轮机机构构一、凸轮廓线设计方法（反转法）一、凸轮廓线设计方法（反转法）基本方法：基本方法：反转法，反转法，即给整个凸轮机构施以即给整个凸轮机构施以“-”基本问题：基本问题：已知：已知：r0、（方向）、（方向）、e（大小、方向），从动（大小、方向），从动件的类型及运动规律，求凸轮廓线。件的类型及运动规律，求凸轮廓线。4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓凸轮凸轮-静止静止机架机架-以以“-”绕绕O点转动点转动从动件从动件随机架以随机架以“-”反转反转相对机架按相对机架按s=f()运动运动 0 -=00-=-原机构原机构 转化机构转化机构凸轮凸轮从动件从动件机架机架O O反转后尖顶的轨迹即是凸轮的轮廓线。反转后尖顶的轨迹即是凸轮的轮廓线。一、凸轮廓线设计方法（反转法）一、凸轮廓线设计方法（反转法）4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线1.对心直动尖端从动件盘形凸轮机构对心直动尖端从动件盘形凸轮机构已知：已知：从动件运动规律、升程从动件运动规律、升程 h；凸轮；凸轮的的 及方向、基圆半径及方向、基圆半径r0设计：设计：凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线hs O /2h/22 5 /47 /4 从动件位移从动件位移凸轮在从动件导路方向上，基圆以外的尺寸凸轮在从动件导路方向上，基圆以外的尺寸4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓 12345678hs O /2h/22 5 /47 /4910111312取长度比例取长度比例尺尺 l绘图绘图1234567 14910 111312141)将位移曲线若干等分；将位移曲线若干等分；2)沿沿-方向将方向将基圆基圆作相应等分；作相应等分；3)沿沿导导路路方方向向解解曲曲相相应应的的位位移移，得到一系列点；得到一系列点；4)光滑联接。光滑联接。二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓已知：已知：从动件运动规律、升程从动件运动规律、升程 h；凸轮的；凸轮的 及方向、基圆半径及方向、基圆半径r0设计：设计：凸轮轮廓曲线凸轮轮廓曲线2、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓 理论轮廓线：理论轮廓线：对滚子从动件凸轮机对滚子从动件凸轮机构，反转法设计凸轮时，以从动件构，反转法设计凸轮时，以从动件滚子中心为尖顶得到的凸轮轮廓。滚子中心为尖顶得到的凸轮轮廓。基圆：基圆：理论轮廓线最小向径决定的圆理论轮廓线最小向径决定的圆r0hs O /2h/22 5 /47 /41234567814910 111312平底从动件与滚子从动件相同平底从动件与滚子从动件相同取长度比例取长度比例尺尺 l绘图绘图9101113121234567 14理论理论廓线廓线实际实际廓线廓线二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓1、先取滚子中心作为尖顶，绘制、先取滚子中心作为尖顶，绘制出出理论轮廓线理论轮廓线2、在理论轮廓线的基础上作出、在理论轮廓线的基础上作出实际轮廓线实际轮廓线取长度比例尺取长度比例尺 l绘图绘图hs O /2h/22 5 /47 /41234567814910 1113129101113121234567 143、对心直动平底从动件盘形凸轮机构、对心直动平底从动件盘形凸轮机构理论理论廓线廓线实际实际廓线廓线二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓E1）偏距对）偏距对凸轮转角凸轮转角的影响的影响4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律关于偏距对直动尖端从动件盘形凸轮机构设计影响的讨论关于偏距对直动尖端从动件盘形凸轮机构设计影响的讨论3、不存在偏距的凸轮机构、不存在偏距的凸轮机构平底从动件平底从动件、摆动从动件摆动从动件4-2 4-2 从动件的运动规律从动件的运动规律2、偏距对从动件运动规律有影响：、偏距对从动件运动规律有影响：h?关于偏距对直动尖端从动件盘形凸轮机构设计影响的讨论关于偏距对直动尖端从动件盘形凸轮机构设计影响的讨论101113129取长度比例取长度比例尺尺 l绘图绘图hs O /2h/22 5 /47 /4 12345678910 11131214141)将位移曲线若干等分；将位移曲线若干等分；2)沿沿-方向将方向将偏置圆偏置圆作相应等分；作相应等分；3)沿沿导导路路方方向向解解曲曲相相应应的的位位移移，得到一系列点；得到一系列点；4)光滑联接。光滑联接。234758164、偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构、偏置直动尖端从动件盘形凸轮机构二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓取长度比例取长度比例尺尺 l绘图绘图hs O /2h/22 5 /47 /41234567814910 11131214234758 161011131295、偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构、偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓取长度比例尺取长度比例尺 l绘图绘图hs O /2h/22 5 /47 /41234567814910 1113126、偏置直动平底从动件盘形凸轮机构、偏置直动平底从动件盘形凸轮机构1423475816101113129 二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓偏偏置置直直动动从从动动件件盘形凸轮机构盘形凸轮机构在偏距圆或基圆上在偏距圆或基圆上O O凸轮反转角度的度量：凸轮反转角度的度量：推杆位移的度量：推杆位移的度量：自基园沿导路方向自基园沿导路方向!角不可角不可用用轮廓上轮廓上点点的向径的转角的向径的转角度量度量二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓7、摆动尖端从动件盘形凸轮机构、摆动尖端从动件盘形凸轮机构 已已知知：摆摆杆杆的的运运动动规规律律、角角升升程程、摆摆杆杆的的长长度度LAB、LAO，凸轮的凸轮的 及其方向、基及其方向、基 圆半径圆半径r0。设计：凸轮轮廓曲线设计：凸轮轮廓曲线18012060o12345678 910 max2 AOB二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓18012060o12 3 4 5 67 8 910（1）作出角位移线图；作出角位移线图；（2）作初始位置；作初始位置；（4）找从动件反转后的一系找从动件反转后的一系 列位置，列位置，得得 C1、C2、等点，即为凸轮轮廓等点，即为凸轮轮廓 上的点。上的点。A1A2A3A5A6A7A8A9A10A40000000000（3）按按-方向划分圆方向划分圆R得得A0、A1、A2等点；即得机等点；即得机 架反转的一系列位置；架反转的一系列位置；0r0B0L18060120B1B2B3B4B5B6B7B8B9B101C12C23C3C4C5C6C7C8C9C10ROA0a-二图解法设计凸轮轮廓曲线二图解法设计凸轮轮廓曲线4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓曲线小结图解法设计凸轮轮廓曲线小结1）确定基圆和从动件的起始位置；）确定基圆和从动件的起始位置；2）作出从动件在反转运动中依次占据的各位置线；）作出从动件在反转运动中依次占据的各位置线；3）根根据据从从动动件件运运动动规规律律，确确定定从从动动件件在在反反转转所所占占据据的的各各位位置线中的尖顶位置置线中的尖顶位置光滑连接后即为理论廓线。光滑连接后即为理论廓线。4）在在所所占占据据的的各各尖尖顶顶位位置置作作出出从从动动件件高高副副元元素素所所形形成成的的曲曲线族；线族；5）作作从从动动件件高高副副元元素素所所形形成成的的曲曲线线族族的的包包络络线线，即即是是所所求求的凸轮轮廓曲线的凸轮轮廓曲线光滑连接后即为实际廓线。光滑连接后即为实际廓线。一等分，二反转，截位移，再连线。一等分，二反转，截位移，再连线。4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓4-4 4-4 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定第第4章章 凸凸轮轮机机构构一、凸轮机构中的压力角与自锁一、凸轮机构中的压力角与自锁1、压力角、压力角：不计摩擦时，从动件受力方向与速度方向所不计摩擦时，从动件受力方向与速度方向所夹的夹的锐角锐角。FFFF=Ftan 有害分力有害分力F一定，一定，F 2、自锁：、自锁：由于由于 增大，增大，F 引起的摩擦力引起的摩擦力超过超过F，致使凸轮无法推动从动件。，致使凸轮无法推动从动件。max=30直动直动=45 摆动摆动4 43 3 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定：转向系数，顺时针为：转向系数，顺时针为1，逆时针为，逆时针为1；：从动件偏置方向系数，：从动件偏置方向系数，P在在O点右侧时为点右侧时为1，左侧时为，左侧时为1，重合时为，重合时为0。二、凸轮机构中的压力角与基圆半径二、凸轮机构中的压力角与基圆半径r0的关系的关系4 43 3 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定讨论讨论当当s、ds/d、e一定时，一定时，二、凸轮机构中的压力角与基圆半径二、凸轮机构中的压力角与基圆半径r0的关系的关系4 43 3 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定 与与s有关，各点不同；有关，各点不同；三、滚子半径的确定三、滚子半径的确定设：设：当理论廓线内凹时，当理论廓线内凹时，当理论廓线外凸时，当理论廓线外凸时，轮廓变尖轮廓变尖轮廓失真轮廓失真4 43 3 凸轮机构基本尺寸的确定凸轮机构基本尺寸的确定1、图示凸轮机构中，从动件的起始上升点为、图示凸轮机构中，从动件的起始上升点为C0点，试标出从点，试标出从C0点到点到C点接触时，凸轮转过的角度点接触时，凸轮转过的角度 及从动件的位移及从动件的位移s和压和压力角力角 。基圆？基圆？位移？位移？nn压力角？压力角？4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓例题例题2、图示凸轮机构中，试标出、图示凸轮机构中，试标出图示图示位置位置从动件位移从动件位移s1和和压力角压力角 1；当凸轮由图示位置转过当凸轮由图示位置转过60 时，从时，从动件的位移动件的位移s2压力角压力角 2。理论廓线21nn4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓例题例题3 3、图示凸轮机构、图示凸轮机构中，试标出凸轮从中，试标出凸轮从图示位置转过图示位置转过6060 后从动件的角位移后从动件的角位移 和压力角和压力角。4 43 3 图解法设计凸轮轮廓图解法设计凸轮轮廓例题例题(+0)=(+)第五节第五节 解析法设计凸轮的轮廓解析法设计凸轮的轮廓结果：结果：求出轮廓曲线的解析表达式求出轮廓曲线的解析表达式已知条件：已知条件：e、rmin、rT、S=S()、及其方向及其方向理论轮廓的极坐标参数方程：理论轮廓的极坐标参数方程：原理：原理：反转法反转法其中：其中：tan0=e/S0tan=e/(S+S0)参数方程参数方程两对顶角相等 S S0 0B B0 0OB BS S0 0S S-r rT T 1e ermin0 0TTB0BO-nnT=2+r2T-2rTcosT=+实际轮廓上对应点的实际轮廓上对应点的 T 位置：位置：位于理论轮廓位于理论轮廓 B 点法线点法线 n-n 与滚子圆的交线上。与滚子圆的交线上。T=arctanT点的极坐标参数方程为：点的极坐标参数方程为：由图有：由图有：=+rT sin -rT cos 实际轮廓方程是理论轮廓的等距曲线实际轮廓方程是理论轮廓的等距曲线,由高等数学可知：由高等数学可知：等距线对应点具有公共的法线。等距线对应点具有公共的法线。x=T cos T y=T sin T 直角坐标参数方程为：直角坐标参数方程为：