CH四、凸輪機構（cams）應用及分類從動件的運動規律凸輪輪廓的設計凸輪設計應注意的問題從動件凸輪滾子機架典型的凸輪機構的工作原理應用實例：2）按照從動件的形狀尖頂從動件

滾子從動件平底從動件

曲底從動件

3）按照從動件的運動形式

直動從動件

擺動從動件

4）按照維持凸輪與從動件高副接觸的方式

力封閉型封閉

槽凸輪機構等寬凸輪機構等徑凸輪機構rbhssss

DD0B0B

sO,t360o基圓基圓半徑rb推程推程運動角升距h遠休止遠休止角s回程回程運動角近休止近休止角sB位移曲線3、凸輪機構的有關名詞

§2凸輪從動件的常用運動規律從動件的運動規律

直動從動件

擺動從動件

2)、等加速等減速運動規律（拋物線運動規律）a=常數起、中、終點加速度有限突變，有限慣性力引起柔性沖擊v=at兩段斜直線兩段拋物線用于低中速兩段拋物線t=1:2:3:4S=1:4:9:16149410149410h1423560s3）、3-4-5多項式運動規律滿足條件∶

時，s=0,v=0,a=0

時，s=h,v=0,a=0選取的多項式為2次時，其加速度有限的突變，稱為柔性沖擊。選用的多項式次數越高，滿足的要求也就越多，從動件的運動特性就越好。但是，次數過高時，對加工誤差的敏感性高。分析得到：2.三角函數類運動規律

加速度選用三角函數形式的運動規律.1)、余弦加速度運動規律(又稱簡諧運動規律)余弦加速度運動規律正弦加速度運動規律擺線運動規律即無剛性沖擊，也無柔性沖擊。3.運動規律的拼接

當單一的運動規律不能滿足運動要求時，可以將幾個運動規律拼接，得到要求的運動規律。

5次多項式和勻速運動規律拼接4.選擇從動件運動規律的原則

a)從動件的最大速度要盡量小，這樣，可減小從動件的最大動量。1)如果生產上對從動件有運動規律要求，則按照要求進行設計。2)如果生產上只有升程的要求，則應注意∶b)從動件的最大加速度要盡量小，且無突變，這樣，可減小從動件的最大慣性力，減少沖擊。c)從動件的最大躍度(加速度的導數)要盡量小，這樣，從動件的運轉平穩性提高。§3凸輪輪廓曲線設計

已知凸輪從動件的運動規律和基本參數后，可進行凸輪輪廓設計。設計方法

圖解法解析法

1、凸輪設計的基本原理

給整個凸輪機構加一個，這時，凸輪靜止不動，從動件作兩個運動：1）、繞O以反轉；2）、相對與機架以給定的運動規律運動。

2、凸輪輪廓設計

rbOs13578

60o120o90o90o60o120o1290oA90o91113151357

891113121410

對心尖頂移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪角速度和從動件的運動規律，設計該凸輪輪廓曲線。345

67

8187654321011912131414131211109151）、尖頂直動從動件盤形凸輪輪廓設計

eA

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動件的運動規律及偏心距e，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線、基圓rb和偏距圓e。

設計步驟

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位置。O6123457815141312111091514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8s13578

60o120o90o90o91113151357

891113121410

③確定反轉后從動件尖頂在各等分點占據的位置。④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。

尖頂移動從動件盤形凸輪廓線的設計偏置rbOA

已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑rr、凸輪角速度和從動件的運動規律，設計該凸輪輪廓曲線。

①以滾子中心作為從動件尖頂，作理論輪廓曲線。

設計步驟

②以理論輪廓曲線上各點為圓心，作滾子圓族及滾子圓族的內包絡線，得實際輪廓曲線。理論輪廓曲線實際輪廓曲線s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

2.滾子移動從動件盤形凸輪廓線的設計對心理論廓線實際廓線滾子實際輪廓——凸輪與從動件直接接觸的廓線，為凸輪的工作廓線。實際廓線與理論廓線是法向等距曲線。基圓——以凸輪理論輪廓曲線上的最小半徑為半徑所畫的圓。對于尖頂從動件來說，凸輪的理論輪廓和實際輪廓重合。理論輪廓——對于滾子從動件，把滾子圓心看作從動件的尖點，該點的運動軌跡稱為凸輪的理論廓線。3、平底從動件盤形凸輪輪廓設計4、擺動從動件盤形凸輪機構

已知：凸輪以等角速順時針回轉，已知凸輪基圓半徑，凸輪與擺動從動件的中心距a，從動件長度l，從動件最大擺角，以及從動件的運動規律，求作此凸輪的輪廓曲線。1）、取比例尺，畫出運動線圖、基圓、從動件初始位置和a為半徑，凸輪轉動中心為圓心的圓；設計步驟：2）、將線圖的推程部分和回程部分分為若干等分（圖中各為四等分）；3）、將以a為半徑的圓分成相應的等分；4）、在對應的位置上，畫出從動件相對與機架運動的角度，得到凸輪輪廓上的若干點；5)、這些點用一光滑曲線連接，便得到尖底擺動從動件盤形凸輪機構的凸輪輪廓曲線。4、解析法

1）、理論輪廓曲線方程

已知偏距e、基圓半徑、從動件的運動規律、凸輪轉向、從動件偏置方向，求該凸輪機構的理論輪廓、實際輪廓的解析表達式。其中：理論輪廓曲線方程實際輪廓的曲線方程§4凸輪機構基本參數的確定1、凸輪機構的壓力角

F自鎖限制：CnnOBes0sDrbdsdvvP2、壓力角與凸輪回轉中心位置和基圓半徑的關系3、滾子、平底從動件凸輪機構實際輪廓曲線的失真和變尖問題變尖失真rrarr0結論

對于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應使minrr。

輪廓失真arr

rrarr0輪廓正常輪廓變尖內凹輪廓a

rrrrarr輪廓正常外凸輪廓a理論輪廓曲線實際輪廓曲線

rrrrrr作業：4-10、4-