機械原理凸輪機構(gòu)

1、會計學(xué)1機械原理凸輪機構(gòu)機械原理凸輪機構(gòu)第1頁/共88頁2第一節(jié)第一節(jié) 凸輪機構(gòu)的類型凸輪機構(gòu)的類型一、凸輪機構(gòu)的組成一、凸輪機構(gòu)的組成內(nèi)內(nèi)燃燃機機的的配配氣氣凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)第2頁/共88頁3自自動動機機床床的的進(jìn)進(jìn)刀刀凸凸輪輪機機構(gòu)構(gòu)凸輪凸輪從動件從動件機架機架高副機構(gòu)高副機構(gòu)凸輪機構(gòu)的組成凸輪機構(gòu)的組成第3頁/共88頁4二、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用二、凸輪機構(gòu)的應(yīng)用1-1-凸輪凸輪 2-2-擺動從動件擺動從動件3-3-線軸線軸繞線機構(gòu)繞線機構(gòu)第4頁/共88頁51-1-圓柱凸輪圓柱凸輪2-2-直動從動件直動從動件3-3-毛坯毛坯自動送料機構(gòu)自動送料機構(gòu)第5頁/共88頁6內(nèi)燃機配氣機構(gòu)內(nèi)燃機配氣機構(gòu)

2、第6頁/共88頁7三、凸輪機構(gòu)的類型三、凸輪機構(gòu)的類型1.1.按凸輪的形狀分按凸輪的形狀分盤形凸輪盤形凸輪移動凸輪移動凸輪圓柱凸輪圓柱凸輪第7頁/共88頁82.2.按從動件的結(jié)構(gòu)形式分按從動件的結(jié)構(gòu)形式分（1 1）尖底從動件）尖底從動件 這種從動件可實現(xiàn)任意這種從動件可實現(xiàn)任意的運動規(guī)律。結(jié)構(gòu)簡單，但的運動規(guī)律。結(jié)構(gòu)簡單，但尖底處極易磨損，只適用于尖底處極易磨損，只適用于低速場合。低速場合。第8頁/共88頁9（2 2）滾子從動件）滾子從動件 凸輪與從動件之間為滾動凸輪與從動件之間為滾動摩擦，因此磨損較小，可用于摩擦，因此磨損較小，可用于傳遞較大的動力，應(yīng)用廣泛。傳遞較大的動力，應(yīng)用廣泛。第9頁

3、/共88頁10（3 3）平底從動件）平底從動件 受力平穩(wěn)，傳動效受力平穩(wěn)，傳動效率高，常用于高速場合。率高，常用于高速場合。但與之相配合的凸輪輪但與之相配合的凸輪輪廓須全部外凸。廓須全部外凸。第10頁/共88頁113.3.按從動件的運動形式分按從動件的運動形式分（1 1）直動從動件）直動從動件對心直動從動件對心直動從動件偏置直動從動件偏置直動從動件第11頁/共88頁12（2 2）擺動從動件）擺動從動件第12頁/共88頁134.4.按凸輪與從動件的接觸方式分按凸輪與從動件的接觸方式分（1 1）力封閉凸輪機構(gòu)）力封閉凸輪機構(gòu)彈彈簧簧力力封封閉閉利用從動件自身重力、回復(fù)彈利用從動件自身重力、回復(fù)彈簧

4、力或其它外力，使從動件與凸輪簧力或其它外力，使從動件與凸輪廓線始終保持接觸。廓線始終保持接觸。第13頁/共88頁14（2 2）幾何封閉凸輪機構(gòu)）幾何封閉凸輪機構(gòu)槽型凸輪機構(gòu)槽型凸輪機構(gòu)利用構(gòu)成高副元素本身的利用構(gòu)成高副元素本身的幾何形狀，使從動件與凸輪始幾何形狀，使從動件與凸輪始終接觸。終接觸。 通過其溝槽兩側(cè)的廓線通過其溝槽兩側(cè)的廓線始終保持與從動件接觸。始終保持與從動件接觸。第14頁/共88頁15等寬凸輪機構(gòu)等寬凸輪機構(gòu) 凸輪廓線上任意兩條凸輪廓線上任意兩條平行切線間的距離都等于平行切線間的距離都等于從動件矩形框架內(nèi)側(cè)兩個從動件矩形框架內(nèi)側(cè)兩個平底之間的距離。平底之間的距離。第15頁/共8

5、8頁16等徑凸輪機構(gòu)等徑凸輪機構(gòu) 過凸輪軸心所作任一徑過凸輪軸心所作任一徑向線上與凸輪相接觸的兩滾向線上與凸輪相接觸的兩滾子中心間的距離處處相等。子中心間的距離處處相等。 從動件運動規(guī)律的選從動件運動規(guī)律的選擇受到一定的限制。擇受到一定的限制。第16頁/共88頁17共軛凸輪機構(gòu)共軛凸輪機構(gòu) 一個凸輪推動從動件完一個凸輪推動從動件完成正行程運動，另一個凸輪成正行程運動，另一個凸輪推動從動件完成反行程的運推動從動件完成反行程的運動。這種凸輪機構(gòu)又稱為動。這種凸輪機構(gòu)又稱為主主回凸輪機構(gòu)。回凸輪機構(gòu)。第17頁/共88頁18反凸輪機構(gòu)反凸輪機構(gòu)擺桿為主動件，擺桿為主動件，凸輪為從動件凸輪為從動件第18

6、頁/共88頁19四、凸輪機構(gòu)的特點四、凸輪機構(gòu)的特點u優(yōu)點：優(yōu)點：u缺點：缺點：u結(jié)構(gòu)簡單，緊湊；結(jié)構(gòu)簡單，緊湊；u應(yīng)用靈活；應(yīng)用靈活；u設(shè)計方便。設(shè)計方便。u高副接觸，易于磨損，多用于傳力不大的場合高副接觸，易于磨損，多用于傳力不大的場合; ;u凸輪加工比較困難凸輪加工比較困難; ;u從動件行程不宜過大，否則會使凸輪尺寸過大。從動件行程不宜過大，否則會使凸輪尺寸過大。第19頁/共88頁20凸輪機構(gòu)的命名凸輪機構(gòu)的命名從動件的結(jié)構(gòu)形式從動件的結(jié)構(gòu)形式+ +從動件的運動形式從動件的運動形式+ +凸輪的形狀凸輪的形狀對心尖底直動對心尖底直動從動件盤形凸從動件盤形凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)偏置滾子直動偏置滾子直

7、動從動件盤形凸從動件盤形凸輪機構(gòu)輪機構(gòu)尖底擺動從動尖底擺動從動件盤形凸輪機件盤形凸輪機構(gòu)構(gòu)第20頁/共88頁21第二節(jié)第二節(jié) 凸輪機構(gòu)的基本名詞術(shù)語凸輪機構(gòu)的基本名詞術(shù)語1.1.基圓和偏距圓基圓和偏距圓 基圓半徑基圓半徑r r0 0 偏距偏距 e e2.2.推程和推程運動角（推程和推程運動角（）3.3.遠(yuǎn)休止和遠(yuǎn)休止角（遠(yuǎn)休止和遠(yuǎn)休止角（s ）4.4.回程和回程運動角（回程和回程運動角（ ）5.5.近休止和近休止角（近休止和近休止角（s ）6.6.凸輪轉(zhuǎn)角凸輪轉(zhuǎn)角7.7.從動件位移從動件位移 s8.8.從動件行程從動件行程 h第21頁/共88頁22從動件的運動規(guī)律從動件的運動規(guī)律從動件從動件的

8、位移、速度和加速度與時間的位移、速度和加速度與時間或凸輪轉(zhuǎn)角間的關(guān)系?；蛲馆嗈D(zhuǎn)角間的關(guān)系。9.9.從動件的運動線圖從動件的運動線圖s = f()ddddddddvststs22222ddddddddddastvtvts位移方程位移方程速度方程速度方程加速度方程加速度方程第22頁/共88頁23mm)(度mmmmss11MM1Ms11s1第23頁/共88頁24mm)(度mmmms第24頁/共88頁25一、從動件常用運動規(guī)律一、從動件常用運動規(guī)律1.1.多項式運動規(guī)律多項式運動規(guī)律nnCCCCs2210多項式運動規(guī)律的一般表達(dá)式為多項式運動規(guī)律的一般表達(dá)式為工程中常用：工程中常用：n1、2、5第三節(jié)

9、第三節(jié) 從動件的常用運動規(guī)律從動件的常用運動規(guī)律第25頁/共88頁26（1 1）一次多項式運動規(guī)律（）一次多項式運動規(guī)律（n n1 1）（推程）（推程）10CCs位移方程的一般表達(dá)式位移方程的一般表達(dá)式等速運動規(guī)律等速運動規(guī)律0a加速度方程：加速度方程：位移方程：位移方程：hs速度方程：速度方程：vhsOvO-aO+第26頁/共88頁27u應(yīng)用：低速、輕載應(yīng)用：低速、輕載u特點：有剛性沖擊特點：有剛性沖擊剛性沖擊剛性沖擊：由理論上趨于無：由理論上趨于無窮大的加速度產(chǎn)生的慣性力窮大的加速度產(chǎn)生的慣性力引起的沖擊。引起的沖擊。回程運動方程：回程運動方程：0 a - - hv)1(- - hs hs

10、OvO-aO+（1 1）一次多項式運動規(guī)律（）一次多項式運動規(guī)律（n n1 1）（推程）（推程）第27頁/共88頁28（2 2）二次多項式運動規(guī)律（）二次多項式運動規(guī)律（n n2 2）（推程）（推程）等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律2012sCCC0/222222244hshvha/2222222()4()4hshhvha- -第28頁/共88頁29u應(yīng)用：中速、輕載應(yīng)用：中速、輕載u特點：有柔性沖擊特點：有柔性沖擊柔性沖擊柔性沖擊：由有限的加速度：由有限的加速度產(chǎn)生的慣性力引起的沖擊。產(chǎn)生的慣性力引起的沖擊。回程位移曲線圖繪制回程位移曲線圖繪制: :（2 2）二次多項式運動規(guī)律（）二

11、次多項式運動規(guī)律（n n2 2）（推程）（推程）第29頁/共88頁30（3 3）五次多項式運動規(guī)律（）五次多項式運動規(guī)律（n n5 5）（推程）（推程）345234223210()15()6() 30()60()30() 60()180()120() shhvha-位移方程：位移方程：速度方程：速度方程：加速度方程：加速度方程：3-4-5多項式運動規(guī)律多項式運動規(guī)律2345012345sCCCCCC第30頁/共88頁31avsavs3-4-5運動規(guī)律運動規(guī)律應(yīng)用：高速、中載應(yīng)用：高速、中載特點：無沖擊特點：無沖擊第31頁/共88頁322.2.三角函數(shù)運動規(guī)律三角函數(shù)運動規(guī)律（1 1）簡諧運動規(guī)

12、律（推程）簡諧運動規(guī)律（推程）余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律cossRR-)cos(2)sin(2)cos(12222-hahvhs位移方程：位移方程：速度方程：速度方程：加速度方程：加速度方程：第32頁/共88頁33u應(yīng)用：中速、中載應(yīng)用：中速、中載u特點：有柔性沖擊特點：有柔性沖擊（1 1）簡諧運動規(guī)律（推程）簡諧運動規(guī)律（推程）第33頁/共88頁34h/2123456781235678sOh 1cos2hs-位移曲線圖繪制位移曲線圖繪制: : 4第34頁/共88頁35（2 2）擺線運動規(guī)律（推程）擺線運動規(guī)律（推程）位移方程：位移方程：)2sin(2)2cos(1)2sin(212

13、2-hahvhs正弦加速度運動規(guī)律正弦加速度運動規(guī)律sinsRR-2hR第35頁/共88頁36u應(yīng)用：高速、輕載應(yīng)用：高速、輕載u特點：無沖擊特點：無沖擊（2 2）擺線運動規(guī)律（推程）擺線運動規(guī)律（推程）第36頁/共88頁37s123456r=h/2=2=2/h位移曲線圖繪制位移曲線圖繪制: :-2sin21hs第37頁/共88頁38vsahooou組合運動規(guī)律組合運動規(guī)律（1 1）改進(jìn)等速運動規(guī)律）改進(jìn)等速運動規(guī)律主運動：等速運動規(guī)律主運動：等速運動規(guī)律組合運動：組合運動： 等速運動的行程兩端與正等速運動的行程兩端與正弦加速度運動規(guī)律組合起來。弦加速度運動規(guī)律組合起來。+-第38頁/共88頁

14、39（2 2）改進(jìn)梯形運動規(guī)律）改進(jìn)梯形運動規(guī)律主運動：等加速等減速運動規(guī)律主運動：等加速等減速運動規(guī)律組合運動：在加速度突變處以正弦加速度曲線過渡。組合運動：在加速度突變處以正弦加速度曲線過渡。第39頁/共88頁40二、從動件運動規(guī)律的選擇二、從動件運動規(guī)律的選擇1.1.機器的工作過程只要求凸輪轉(zhuǎn)過一角度時，推桿完成機器的工作過程只要求凸輪轉(zhuǎn)過一角度時，推桿完成一行程一行程h h或或，對運動規(guī)律并無嚴(yán)格要求。，對運動規(guī)律并無嚴(yán)格要求。 則應(yīng)選擇直線或圓弧等易加工曲線作為凸輪的輪廓則應(yīng)選擇直線或圓弧等易加工曲線作為凸輪的輪廓曲線。如夾緊凸輪。曲線。如夾緊凸輪。工件工件工件工件第40頁/共88頁

15、41 h 2. 2. 機器的工作過程對推桿運動有要求，則應(yīng)嚴(yán)格按工作機器的工作過程對推桿運動有要求，則應(yīng)嚴(yán)格按工作要求的運動規(guī)律來設(shè)計凸輪廓線。如刀架進(jìn)給凸輪。要求的運動規(guī)律來設(shè)計凸輪廓線。如刀架進(jìn)給凸輪。第41頁/共88頁42表表5 51 1 從動件常用運動規(guī)律的特性比較從動件常用運動規(guī)律的特性比較等加速等減速等加速等減速 2.0 4.02.0 4.0 柔性柔性 中速輕載中速輕載五次多項式五次多項式 1.88 5.771.88 5.77 無無 高速中載高速中載余弦加速度余弦加速度 1.57 4.931.57 4.93 柔性柔性 中速中載中速中載正弦加速度正弦加速度 2.0 6.282.0 6

16、.28 無無 高速輕載高速輕載改進(jìn)正弦加速度改進(jìn)正弦加速度 1.76 5.531.76 5.53 無無 高速重載高速重載100分鐘運動規(guī)律運動規(guī)律 V Vmaxmax a amaxmax 沖擊沖擊 適用場合適用場合 (h/)(h/) (h/(h/2 2) )等等 速速 1.0 1.0 剛性剛性 低速輕載低速輕載3. 3. 對高速凸輪，還應(yīng)當(dāng)考慮對高速凸輪，還應(yīng)當(dāng)考慮V Vmaxmax和和a amaxmax。 a amaxmax慣性力慣性力F=-mF=-ma a對強度和耐磨性要求對強度和耐磨性要求。對高速。對高速凸輪，希望凸輪，希望a amaxmax 愈小愈好。愈小愈好。動量動量mv,mv,對重

17、載凸輪，則對重載凸輪，則V Vmaxmax越小越好。越小越好。V Vmaxmax第42頁/共88頁43第四節(jié)第四節(jié) 凸輪機構(gòu)的輪廓設(shè)計凸輪機構(gòu)的輪廓設(shè)計一、凸輪輪廓設(shè)計方法的基本原理一、凸輪輪廓設(shè)計方法的基本原理反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法給整個機構(gòu)加一給整個機構(gòu)加一個公共角速度個公共角速度-, -, 各構(gòu)件各構(gòu)件的相對運動關(guān)系并不改變。的相對運動關(guān)系并不改變。-原機構(gòu)原機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu)轉(zhuǎn)化機構(gòu) - =0V V凸輪凸輪從動件從動件機架機架00 - = - 第43頁/共88頁44r0os-11011222233 33第44頁/共88頁45二、用圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線二、用圖解法設(shè)計凸輪輪廓曲線1.1.直

18、動從動件盤形凸輪機構(gòu)直動從動件盤形凸輪機構(gòu)（1 1）對心尖底直動從動件盤形凸輪輪廓曲線）對心尖底直動從動件盤形凸輪輪廓曲線已知：凸輪的基圓半徑已知：凸輪的基圓半徑r r0 0，從動，從動件件的運動規(guī)律的運動規(guī)律和從動件的和從動件的行程行程h h，凸輪以凸輪以角速度角速度逆逆時針轉(zhuǎn)動。時針轉(zhuǎn)動。設(shè)計設(shè)計：凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓曲線。第45頁/共88頁4612345678A609090120-s12345 67 8 60120909013578911 13 1591113121418765432s（ ）mm/mm取適當(dāng)?shù)谋壤呷∵m當(dāng)?shù)谋壤遧s（ ）/mm12131411109r0o1413121

19、110915第46頁/共88頁47按給定從動件的運動規(guī)律繪制從動件的位移線圖。按給定從動件的運動規(guī)律繪制從動件的位移線圖。確定從動件尖底的初始位置。確定從動件尖底的初始位置。確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。繪制凸輪廓線。繪制凸輪廓線。設(shè)計步驟：設(shè)計步驟：第47頁/共88頁48（2 2）滾子直動從動件盤形凸輪輪廓曲線）滾子直動從動件盤形凸輪輪廓曲線已知：滾子半徑已知：滾子半徑r rT T，凸輪的基圓半徑，凸輪的基圓半徑r r0 0，從動件，從動件的運動的運動規(guī)律規(guī)律和從動件的行程和從動件的行程

20、h h，凸輪以凸輪以角速度角速度逆時針逆時針轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。設(shè)計設(shè)計：凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓曲線。第48頁/共88頁49r0609090120-1234567891011121314A1876543214131211109理論廓線理論廓線實際廓線實際廓線注：注：n從動件端部的滾從動件端部的滾子與凸輪實際廓線子與凸輪實際廓線的接觸點會隨凸輪的接觸點會隨凸輪的轉(zhuǎn)動而不斷變化。的轉(zhuǎn)動而不斷變化。n基圓是指凸輪理基圓是指凸輪理論廓線上由最小半論廓線上由最小半徑所作的圓。徑所作的圓。取長度比例尺取長度比例尺 l lo第49頁/共88頁5012345678151413121110987654321910111

21、21314（3 3）平底直動從動件盤形凸輪輪廓曲線）平底直動從動件盤形凸輪輪廓曲線取長度比例尺取長度比例尺 l l第50頁/共88頁51（4 4）偏置直動從動件盤形凸輪輪廓曲線）偏置直動從動件盤形凸輪輪廓曲線已知：凸輪的基圓半徑已知：凸輪的基圓半徑r r0 0，偏距，偏距e e，從動件，從動件的運動規(guī)的運動規(guī)律律和從動件的行程和從動件的行程h h，凸輪以凸輪以角速度角速度逆時針逆時針轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。設(shè)計設(shè)計：凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓曲線。第51頁/共88頁52eA A-O Os 601209090135781 3 5 7 8911 13 159111312141514131211109k9k10k1

22、1k12k13k14k15123456781514131211109取長度比例尺取長度比例尺 l l12345678k1k2k3k5k4k6k7k8第52頁/共88頁53按給定從動件的運動規(guī)律繪制從動件的位移線圖。按給定從動件的運動規(guī)律繪制從動件的位移線圖。確定從動件尖底的初始位置。確定從動件尖底的初始位置。確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。繪制凸輪廓線。繪制凸輪廓線。l設(shè)計步驟：設(shè)計步驟：第53頁/共88頁542.2.擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)已知：凸輪以等角速度已知：凸輪

23、以等角速度逆時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪軸與擺桿逆時針方向轉(zhuǎn)動，凸輪軸與擺桿回轉(zhuǎn)中心的距離為回轉(zhuǎn)中心的距離為a a，凸輪基圓半徑，凸輪基圓半徑r ro o，擺桿長度，擺桿長度l l和擺桿的運動規(guī)律。和擺桿的運動規(guī)律。設(shè)計設(shè)計：凸輪輪廓曲線。凸輪輪廓曲線。 第54頁/共88頁55A1A2A3A4A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B812060 90 B11 1B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7-r0ABla 60120909012341 2 3 45 67 85768（ ）/mm（ ）/mmo第55頁/共88頁56作從動件的角位移線圖。作從動件的角位移線圖。確定擺桿的初

24、始位置。確定擺桿的初始位置。 確定擺桿軸心在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定擺桿軸心在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置。確定擺桿尖底的一系列位置。確定擺桿尖底的一系列位置。 繪制凸輪廓線。繪制凸輪廓線。 l設(shè)計步驟：設(shè)計步驟：第56頁/共88頁57mm)(度3.3.擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)rm 平均圓柱面半徑；平均圓柱面半徑； l 從動桿長度；從動桿長度； max 從動件最大擺角。從動件最大擺角。 第57頁/共88頁58第58頁/共88頁5959 第59頁/共88頁602RV=RvRV直動推桿圓柱凸輪機構(gòu)直動推桿圓柱凸輪機構(gòu)思路：思路：將圓柱外表面展開，得一長度為將圓柱外表面展開，得一長

25、度為2R的平面移動凸輪機構(gòu)，的平面移動凸輪機構(gòu)，其移動速度為其移動速度為V=R，以以V反向移動平面凸輪，相對運動不變，反向移動平面凸輪，相對運動不變，滾子反向移動后其中心點的軌跡即為滾子反向移動后其中心點的軌跡即為理論輪廓理論輪廓，其，其內(nèi)外包絡(luò)線內(nèi)外包絡(luò)線為為實際輪廓實際輪廓。Bv第60頁/共88頁61123456787654321V=RV2Rs直動推桿圓柱凸輪機構(gòu)直動推桿圓柱凸輪機構(gòu)已知：已知：圓柱凸輪的半徑圓柱凸輪的半徑R ，從動，從動件的件的運動規(guī)律運動規(guī)律，設(shè)計該圓柱凸輪，設(shè)計該圓柱凸輪機構(gòu)。機構(gòu)。vRs s123456786543217第61頁/共88頁62AR擺動推桿圓柱凸輪機構(gòu)

26、擺動推桿圓柱凸輪機構(gòu)已知：已知：圓柱凸輪的半徑圓柱凸輪的半徑R R，滾子，滾子半徑半徑r rr r從動件的運動規(guī)律，設(shè)計從動件的運動規(guī)律，設(shè)計該凸輪機構(gòu)。該凸輪機構(gòu)。2” 3”4”5”6”7”8”9”0”0”- -V2 2R R2rr1”AV=RA5A6A7A8A9A2A3A4A1A050分鐘012345 6 7 8 9 02 2R RA0中線中線4,5,632 10879第62頁/共88頁63擺動從動件圓柱凸輪輪廓曲線設(shè)計說明：擺動從動件圓柱凸輪輪廓曲線設(shè)計說明：1.用這種方法設(shè)計是一種近似設(shè)計。用這種方法設(shè)計是一種近似設(shè)計。 2.減小設(shè)計誤差的方法：減小設(shè)計誤差的方法：（1 1）使?jié)L子中心

27、的各個位置盡可能接）使?jié)L子中心的各個位置盡可能接近以近以r rm m為半徑的圓柱面，即?。簽榘霃降膱A柱面，即?。?；)2cos1 (2maxla（3）減?。p小 。max（2）使從動件中間位置）使從動件中間位置AB與凸輪軸與凸輪軸線交錯垂直；線交錯垂直；第63頁/共88頁64理論輪廓曲線方程理論輪廓曲線方程 設(shè)計一偏置滾子直動從動件設(shè)計一偏置滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。已知偏距盤形凸輪機構(gòu)。已知偏距e e、基圓、基圓半經(jīng)半經(jīng)r r0 0、從動件運動規(guī)律、從動件運動規(guī)律s ss s ( () )、凸輪以角速度、凸輪以角速度轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。建立坐標(biāo)系如圖所示。建立坐標(biāo)系如圖所示。 三、用解析法設(shè)計凸輪

28、輪廓曲線三、用解析法設(shè)計凸輪輪廓曲線滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu) 第64頁/共88頁6565 -cos)(sinsin)(cos00sseyssex2200ers-式中-0cossinsincossseyx利用反轉(zhuǎn)法原理，可得到凸輪理論廓線上對應(yīng)點利用反轉(zhuǎn)法原理，可得到凸輪理論廓線上對應(yīng)點B B。 若從動件偏置于若從動件偏置于x x軸負(fù)側(cè)、且凸輪順時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪軸負(fù)側(cè)、且凸輪順時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過角，從動件滾子中心由角，從動件滾子中心由B Bo o上升到上升到B B點。點。則點則點B B的坐標(biāo)如下：的坐標(biāo)如下：第65頁/共88頁66cos)(sinsin)(cos

29、00sseyssex-0)cos()sin()sin()cos(sseyx 當(dāng)凸輪逆時針轉(zhuǎn)動、且從動件偏置于當(dāng)凸輪逆時針轉(zhuǎn)動、且從動件偏置于x x軸正側(cè)時，凸輪軸正側(cè)時，凸輪理論廓線上對應(yīng)點理論廓線上對應(yīng)點B B的坐標(biāo)為：的坐標(biāo)為：2200ers-式中式中第66頁/共88頁67-0)cos()sin()sin()cos(sseyx直動從動件盤形凸輪理論廓線直角坐標(biāo)參數(shù)方程。直動從動件盤形凸輪理論廓線直角坐標(biāo)參數(shù)方程。引入凸輪轉(zhuǎn)向系數(shù)引入凸輪轉(zhuǎn)向系數(shù)和從動件偏置方位系數(shù)和從動件偏置方位系數(shù)，且規(guī)定：且規(guī)定： 凸輪順時針轉(zhuǎn)動時凸輪順時針轉(zhuǎn)動時1 1， 逆時針轉(zhuǎn)動時逆時針轉(zhuǎn)動時1 1； 從動件偏置于

30、從動件偏置于x x軸正側(cè)時軸正側(cè)時1 1， 偏置于偏置于x x軸負(fù)側(cè)時軸負(fù)側(cè)時1 1 。 則凸輪上則凸輪上B B點直角坐標(biāo)方程的一般表達(dá)式為：點直角坐標(biāo)方程的一般表達(dá)式為：) 14(cos)(sinsin)(cos00-）（）（）（）（sseyssex第67頁/共88頁68-00)(2T22ddyy)(YddxxXryYxX）（）（)34(0),(f0),(f-YXYX 以以 rT為半徑、理論廓線上的點（為半徑、理論廓線上的點（x，y）為圓心的滾子圓）為圓心的滾子圓族的包絡(luò)線方程為：族的包絡(luò)線方程為：滾子從動件盤形凸輪實際輪廓曲線的參數(shù)方程。滾子從動件盤形凸輪實際輪廓曲線的參數(shù)方程。2.實際輪

31、廓曲線方程實際輪廓曲線方程以以 為參數(shù)的曲線族隱式包絡(luò)線方程為：為參數(shù)的曲線族隱式包絡(luò)線方程為： 第68頁/共88頁69)44(22T22T-ddyddxddxryYddyddxddyrxX 滾子從動件盤形凸輪實際輪廓曲線上點的直角坐標(biāo)參滾子從動件盤形凸輪實際輪廓曲線上點的直角坐標(biāo)參數(shù)方程：數(shù)方程：注：注：上邊一組符號（，）表示一條外包絡(luò)線上邊一組符號（，）表示一條外包絡(luò)線； 下邊一組符號（，）表示一條內(nèi)包絡(luò)線。下邊一組符號（，）表示一條內(nèi)包絡(luò)線。 第69頁/共88頁7070 3.刀具中心軌跡方程刀具中心軌跡方程22Tcc22Tccddyddxddx-rryYddyddxddy-rrxX 注：

32、注： “+ 、-”: rcrT “ -、+”: rcrT 第70頁/共88頁71第五節(jié)第五節(jié) 凸輪機構(gòu)的輪廓設(shè)計基本凸輪機構(gòu)的輪廓設(shè)計基本參數(shù)的確定參數(shù)的確定一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖一、凸輪機構(gòu)的壓力角和自鎖F F凸輪對從動件的作用力凸輪對從動件的作用力v v從動件的速度從動件的速度壓力角（銳角）壓力角（銳角）F F可分解可分解有效分力：有效分力：FFFcosFcos有害分力：有害分力：FFFsinFsin壓力角過大將使機構(gòu)出現(xiàn)壓力角過大將使機構(gòu)出現(xiàn)自鎖自鎖。第71頁/共88頁72許用壓力角許用壓力角 ：工程上要求：工程上要求：maxmax 直動從動件，推程：直動從動件，推程：3030383

33、8擺動從動件，推程：擺動從動件，推程：40405050回程：回程： 70708080思考：平底直動從動件思考：平底直動從動件？nnvOr r0 0第72頁/共88頁73二、按許用壓力角確定凸輪的基圓半徑二、按許用壓力角確定凸輪的基圓半徑如圖所示，點如圖所示，點P P為相對速度瞬心為相對速度瞬心OPvvp /sstdddd vOP/ 2200OPeOPetgssres-90 rr 輪廓正常輪廓正常外凸外凸rr第77頁/共88頁78 rr 0=00出現(xiàn)尖點或失真應(yīng)采取的措施：出現(xiàn)尖點或失真應(yīng)采取的措施： （1）適當(dāng)減少滾子半徑；適當(dāng)減少滾子半徑； （2）增大基圓半徑。增大基圓半徑。第78頁/共88頁792.2.滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇 rr min min ， rr 0.8min min rr （0.10.15） r0 （考慮結(jié)構(gòu)及強度的限制）（考慮結(jié)構(gòu)及強度的限制）第