1、機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計設計方法：作圖法設計方法：作圖法 解析法解析法1、凸輪機構設計的基本任務：凸輪機構設計的基本任務： 選定合適的凸輪機構型式；選定合適的凸輪機構型式； 合理選擇有關的結構尺寸；合理選擇有關的結構尺寸； 選定推桿的運動規律；選定推桿的運動規律； 設計凸輪輪廓曲線。設計凸輪輪廓曲線。機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計2、用作圖法設計凸輪廓線、用作圖法設計凸輪廓線(1) 對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構已知：基圓半徑已知：基圓半徑r0，凸輪逆時針轉動，凸輪逆時針轉動w w，推桿的運動規律推桿的

2、運動規律s=s(d d)w ws0s01s02s012345678-w-w注意：長度比例尺注意：長度比例尺r0機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(2) 對心直動滾子推桿盤形凸輪機構對心直動滾子推桿盤形凸輪機構已知：基圓半徑已知：基圓半徑r0，凸輪逆時針轉動，凸輪逆時針轉動w w，推桿的運動規律推桿的運動規律s=s(d d)， 滾子半徑滾子半徑rr以滾子中心為尖頂，按尖頂推桿以滾子中心為尖頂，按尖頂推桿設計凸輪廓線，得到理論廓線。設計凸輪廓線，得到理論廓線。以理論廓線上的各點為圓心，滾子半以理論廓線上的各點為圓心，滾子半徑為半徑，畫一系列小圓，這些小圓徑為半徑，畫一系列

3、小圓，這些小圓的包絡線即為實際廓線。的包絡線即為實際廓線。注意：注意：1.長度比例尺；長度比例尺； 2.理論廓線與實際廓線是等距線；理論廓線與實際廓線是等距線； 3.基圓半徑對應理論廓線；基圓半徑對應理論廓線； 4.凸輪轉角凸輪轉角:CD廓線對應的凸輪轉角。廓線對應的凸輪轉角。機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(3) 對心直動平底推桿盤形凸輪機構對心直動平底推桿盤形凸輪機構已知：基圓半徑已知：基圓半徑r0，凸輪逆時針轉動，凸輪逆時針轉動w w，推桿的運動規律，推桿的運動規律s=s(d d)，以平底中心以平底中心A為尖頂，按尖頂推桿設為尖頂，按尖頂推桿設計凸輪廓線，得到

4、理論廓線。計凸輪廓線，得到理論廓線。以理論廓線上的各點為平底中心，以理論廓線上的各點為平底中心，畫一系列平底，這些平底的包絡畫一系列平底，這些平底的包絡線即為實際廓線。線即為實際廓線。注意：注意：1. 長度比例尺；推桿反轉；長度比例尺；推桿反轉； 2. 平底長度平底長度l=2lmax+57mm； 3. 基圓半徑對應理論廓線；基圓半徑對應理論廓線； 4. 凸輪轉角凸輪轉角:CD廓線對應的凸輪轉角。廓線對應的凸輪轉角。機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(4) 偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機偏置直動尖頂推桿盤形凸輪機構構已知：基圓半徑已知：基圓半徑r0，凸輪逆時針，凸輪逆時針轉

5、動轉動w w，推桿的運動規律，推桿的運動規律s=s(d d),偏距為偏距為e，推桿在凸輪，推桿在凸輪回轉中心右側回轉中心右側作偏距圓、基圓、推桿的初始位置作偏距圓、基圓、推桿的初始位置將偏距圓瓜分將偏距圓瓜分將推程運動角等分，作偏距圓的切線將推程運動角等分，作偏距圓的切線從基圓向外量推桿的位移，得推程廓線從基圓向外量推桿的位移，得推程廓線注意：注意：1）長度比例尺；推桿初始位置；）長度比例尺；推桿初始位置； 2）凸輪轉角：）凸輪轉角： CD廓線對應的凸輪轉角廓線對應的凸輪轉角機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(5) 擺動推桿盤形凸輪機構擺動推桿盤形凸輪機構已知：基圓半

6、徑已知：基圓半徑r0，凸輪逆時針，凸輪逆時針轉動轉動w w，推桿的運動規律，推桿的運動規律j j=j j(d d)，L LOAOA、L LABAB確定基圓、確定基圓、A點所在圓、點所在圓、AB初始位置初始位置將將A點所在圓瓜分點所在圓瓜分確定推程廓線確定推程廓線確定遠休、回程、近休廓線確定遠休、回程、近休廓線注意：注意：1）角度比例尺）角度比例尺 2）凸輪轉角：）凸輪轉角： 1) 擺動尖頂推桿盤形凸輪機構擺動尖頂推桿盤形凸輪機構機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(6) 直動滾子推桿圓柱凸輪機構直動滾子推桿圓柱凸輪機構機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構

7、及其設計3、用解析法設計凸輪的輪廓曲線、用解析法設計凸輪的輪廓曲線已知：基圓半徑已知：基圓半徑r r0 0、偏心距、偏心距e e、s=s(s=s(d d) )、凸、凸輪轉動角速度輪轉動角速度w w、滾子半徑、滾子半徑r rr r。建立圖示坐標系，當凸輪轉過建立圖示坐標系，當凸輪轉過d d角，推桿產角，推桿產生位移生位移s s，用反轉法作圖，此時滾子中，用反轉法作圖，此時滾子中心在心在B B點，其坐標：點，其坐標：220000sincos)(cossin)(ersessyessx- - - - d dd dd dd d d dd d cossin - - - - ddyddxdydxtg理論廓線

8、方程式：理論廓線方程式：實際廓線方程式：實際廓線方程式：“-”內等距線，內等距線，“+”外等距線外等距線當當e=0則為對心直動；則為對心直動；當當rr=0則為尖頂推桿。則為尖頂推桿。(1) 偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構曲線上任意點的法線斜率與切點的切線斜率互為負倒數曲線上任意點的法線斜率與切點的切線斜率互為負倒數機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計222200)()(cos)()(sinsin)(cos)(cos)(sin)(d dd dd d d dd dd d d dd dd dd dd dd dd dd dddyddxddyddyddx

9、ddxsseddsddysseddxdds - - - - - - - 220000sincos)(cossin)(ersessyessx- - - - d dd dd dd d d dd d cossin - - - - ddyddxdydxtg機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(2) 對心平底推桿盤形凸輪機構對心平底推桿盤形凸輪機構已知：基圓半徑已知：基圓半徑r0、s=s(d d)、凸輪轉動角速、凸輪轉動角速度度w w。建立圖示坐標系，當凸輪轉過建立圖示坐標系，當凸輪轉過d d角，推桿產角，推桿產生位移生位移s，用反轉法作圖，此時平底與，用反轉法作圖，此時平底與凸

10、輪在凸輪在B點相切，由瞬心法知點相切，由瞬心法知P為凸輪與為凸輪與推桿的相對瞬心，推桿的相對瞬心， S0=r0機械原理機械原理第第9章章 凸輪機構及其設計凸輪機構及其設計(3) 擺動滾子推桿盤形凸輪機構擺動滾子推桿盤形凸輪機構已知擺動推桿的軸心已知擺動推桿的軸心A與凸輪軸心與凸輪軸心O的的距離為距離為a，擺桿長為，擺桿長為l，擺桿擺動角，擺桿擺動角位移位移j j=j j（s s），），凸輪以凸輪以w w勻速旋轉。勻速旋轉。擺桿初始位置擺桿初始位置A0B0，擺角，擺角j j 0，當凸輪轉當凸輪轉過過s s，擺桿位于擺桿位于AB,擺桿擺角擺桿擺角j j（s s）,B點坐標點坐標B(x,y)為：為：)cos(cos)si