《第4章 凸轮机构B.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章 凸轮机构B.ppt（66页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第4 4章章 凸轮机构凸轮机构第第4 4章章 凸轮机构凸轮机构n4.1 概述概述4.2 凸轮从动件的常用运动规律凸轮从动件的常用运动规律 n4.3 凸轮轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线设计4.4 凸轮机构基本参数的确定凸轮机构基本参数的确定作业：作业：(4-3,4,10),14,17a,18*,19a*4.1 概述概述n一、凸轮机构的构成和应用一、凸轮机构的构成和应用n 构成构成 应用应用 特点特点n二、二、凸轮机构的分类凸轮机构的分类n三、三、凸轮机构的基本名词术语凸轮机构的基本名词术语一、凸轮机构的构成和应用一、凸轮机构的构成和应用n由凸轮、从动件、机架组成的高副机构由凸轮、从动件、机架组成的高
2、副机构n凸轮：凸轮：具有曲线状轮廓的构件具有曲线状轮廓的构件n从动件从动件：与凸轮保持接触的作往复移动或摆动的：与凸轮保持接触的作往复移动或摆动的构件。构件。n原动件连续运动而从动件间歇运动原动件连续运动而从动件间歇运动n特点特点n设计适当的凸轮轮廓就可实现任意预期的运设计适当的凸轮轮廓就可实现任意预期的运动规律动规律 (从动件精确实现预定的运动规律从动件精确实现预定的运动规律)n结构简单、紧凑、设计方便结构简单、紧凑、设计方便n点或线接触，易磨损，加工较复杂点或线接触，易磨损，加工较复杂n广泛用于各种机械，特广泛用于各种机械，特别是自动机械、自动控别是自动机械、自动控制装置和装配生产线。制装
3、置和装配生产线。凸轮机构的应用凸轮机构的应用盘形凸轮机构盘形凸轮机构在印刷机中的应用在印刷机中的应用圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构在机械加工中的应用在机械加工中的应用n自动机床进刀机构n内燃机配气机构 n 二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类n1按凸轮的形状分类按凸轮的形状分类n2按从动件形状和运动形式分类按从动件形状和运动形式分类n3按凸轮与从动件维持高副接触的按凸轮与从动件维持高副接触的 方式分类方式分类1 1按凸轮的形状分类按凸轮的形状分类盘状凸轮盘状凸轮移动凸轮移动凸轮圆柱凸轮圆柱凸轮2 2按从动件形状和运动形式分类按从动件形状和运动形式分类v 尖底从动件尖底从动件v 滚子从动件滚子从动件v
4、 平底从动件平底从动件v 曲底从动件曲底从动件直动从动件直动从动件摆动从动件摆动从动件按从动件形状和运动形式分类按从动件形状和运动形式分类对心式对心式偏置式偏置式直动从动件直动从动件摆动从动件摆动从动件3 3按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类v力封闭凸轮机构力封闭凸轮机构靠弹簧力或重力等维持凸轮与从动件的高副接触。靠弹簧力或重力等维持凸轮与从动件的高副接触。v形封闭凸轮机构形封闭凸轮机构等宽凸轮机构等宽凸轮机构凹槽凸轮机构凹槽凸轮机构等径凸轮机构等径凸轮机构共轭凸轮机构共轭凸轮机构槽凸轮机构槽两侧面的距离等于滚子直径。优点：锁和方式结构简单缺点：加大了凸轮
5、的尺寸和重量等径凸轮机构 两滚子中心间的距离始终保持不变。缺点：缺点：从动件运动规律的选择受到一定的限制从动件运动规律的选择受到一定的限制等宽凸轮机构 凸轮廓线上任意两条平行切线间的距离都等于框架内侧的宽度。缺点：从从动动件件的的运运动动规规律律的的选选择择受受到到一一定定的的限限制制，当当180180 范范围围内内的的凸凸轮轮廓廓线线根根据据从从动动件件运运动动规规律律确确定定后，其余后，其余180180 内的凸轮廓线必须符合等宽原则内的凸轮廓线必须符合等宽原则主回凸轮机构(共轭凸轮机构)优点：克服了等宽、等径凸轮的缺点克服了等宽、等径凸轮的缺点缺点：结构复杂，制造精度要求高结构复杂，制造精
6、度要求高 一一个个凸凸轮轮推推动动从从动动件件完完成成正正行行程程运运动动，另另一一个个凸凸轮轮推推动动从从动动件完成反行程的运动件完成反行程的运动按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类按凸轮与从动件维持高副接触的方式分类反凸轮机构反凸轮机构摆杆为主动件，凸轮为从动件摆杆为主动件，凸轮为从动件rb三、凸轮机构的基本名词术语三、凸轮机构的基本名词术语h s s s s DD0B0B sO,t360基圆基圆 基圆半径基圆半径rb推程推程推程运动角推程运动角 行程或升距行程或升距h远休止远休止远休止角远休止角 s回程回程回程运动角回程运动角 近休止近休止近休止角近休止角 s B 位移曲线位移曲线 从动
7、件的从动件的运动线图运动线图 位位移移曲曲线线反反映映了了从从动动件件的的位位移移s随随时时间间t或或凸凸轮轮转角转角 变化变化的规律。的规律。速速度度曲曲线线反反映映了了从从动动件件的的速速度度v 随随时时间间t或或凸凸轮转角轮转角 变化变化的规律。的规律。加加速速度度曲曲线线反反映映了了从从动动件件的的加加速速度度a随随时时间间t或或凸轮转角凸轮转角 变化变化的规律。的规律。凸凸轮轮轮轮廓廓曲曲线线的的形形状状决决定定了了从从动动件件的的运运动动规规律律。要要使使从从动动件件实实现现某某种种运运动动规规律律，就就要要设设计计出出与与其其相相应的凸轮轮廓曲线。应的凸轮轮廓曲线。4.2 4.2
8、 凸轮从动件的运动规律凸轮从动件的运动规律n一、引言一、引言n二、二、从动件常用运动规律从动件常用运动规律n三、组合三、组合运动规律运动规律n四、从动件运动规律的选择四、从动件运动规律的选择数学方程式数学方程式 位移方程位移方程s=s(s=s()从动件运动规律的表示从动件运动规律的表示运动线图运动线图一、引言一、引言n 所谓从动件运动规律，是指从动件的位移所谓从动件运动规律，是指从动件的位移S S、速度速度v v、加速度加速度a a随时间随时间 t t 或凸轮转角或凸轮转角变化的变化的规律。这种变化的规律可以用线图来表示，是凸规律。这种变化的规律可以用线图来表示，是凸轮设计的依据。轮设计的依据
9、。正正确确选选择择和和设设计计从从动动件件的的运运动动规规律律，是是凸凸轮轮机构设计的重要环节。机构设计的重要环节。生产中对工作构件的运动要求是多种多样的。生产中对工作构件的运动要求是多种多样的。速度要求：速度要求：例如自动机床中用来控制刀具进给例如自动机床中用来控制刀具进给运动的凸轮机构，要求刀具（从动件）在工作行程运动的凸轮机构，要求刀具（从动件）在工作行程时作等速运动。时作等速运动。加速度要求：加速度要求：如内燃机配气凸轮机构，则要求如内燃机配气凸轮机构，则要求凸轮具有良好的动力学性能。凸轮具有良好的动力学性能。位移要求：位移要求：在某些控制机构中则只有简单的升在某些控制机构中则只有简单
10、的升距要求。距要求。人们经过长期的理论研究和生产实践，已经人们经过长期的理论研究和生产实践，已经积累了能适应多种工作要求的从动件典型运动特积累了能适应多种工作要求的从动件典型运动特性的运动曲线，即所谓性的运动曲线，即所谓“常用运动规律常用运动规律”。设计凸轮机构时，通常只需根据工作要求，设计凸轮机构时，通常只需根据工作要求，从常用运动规律中选择适当的运动曲线。在一般从常用运动规律中选择适当的运动曲线。在一般情况下，推程是工作行程，要求比较严格，需要情况下，推程是工作行程，要求比较严格，需要进行仔细研究。回程一般要求较低，受力情况也进行仔细研究。回程一般要求较低，受力情况也比推程阶段有利。比推程
11、阶段有利。二、二、从动件常用运动规律从动件常用运动规律从动件的位移曲线为多项式类运动从动件的位移曲线为多项式类运动s c0 c1 c2 2 c3 3cn n（一）多项式运动规律（一）多项式运动规律常用的有一次、二次、五次等多项式类运动规律。常用的有一次、二次、五次等多项式类运动规律。1、等速运动规律、等速运动规律n（直线运动规律）（直线运动规律）n v=常数n S=v t 线性n a=0 n运动的开始和终了，运动的开始和终了，从动件的加速度为无从动件的加速度为无限大限大无限大的惯性无限大的惯性力力刚性冲击刚性冲击 n用于低速用于低速n不宜单独使用n 实际上，由于构件材料有弹性，加速实际上，由于
12、构件材料有弹性，加速度和惯性力不至于达到无穷大，但仍将造度和惯性力不至于达到无穷大，但仍将造成强烈冲击。当加速度为正时，它将增大成强烈冲击。当加速度为正时，它将增大凸轮压力，使凸轮轮廓严重磨损；加速度凸轮压力，使凸轮轮廓严重磨损；加速度为负时，可能会造成用力封闭的从动件与为负时，可能会造成用力封闭的从动件与凸轮轮廓瞬时脱离接触，并加大力封闭弹凸轮轮廓瞬时脱离接触，并加大力封闭弹簧的负荷。因此这种运动规律只适用于低簧的负荷。因此这种运动规律只适用于低速，如自动机床刀具进给机构以及在低速速，如自动机床刀具进给机构以及在低速下工作的一些凸轮控制机构。下工作的一些凸轮控制机构。2、等加速等减速运动规律
13、、等加速等减速运动规律（抛物线运动规律）（抛物线运动规律）na=常数常数 n起、中、终点加速度有起、中、终点加速度有限突变，有限惯性力引限突变，有限惯性力引起起柔性冲击柔性冲击nv=a t 两段斜直线两段斜直线n两段抛物线两段抛物线n用于用于低低中速中速149410h1423560sn两段抛物线nt=1:2:3:4nS=1:4:9:16n任一斜线 OO，以任意间距截取分点 5次次多多项项式式运运动动规规律律的的加加速速度度对对凸凸轮轮转转角角的的变变化化是是连连续续曲曲线线，因因而而没没有有惯惯性性力力引引起起的的冲冲击击现现象象，运运动动平平稳稳性好，可用于高速凸轮机构。性好，可用于高速凸轮
14、机构。3.3-4-53.3-4-5多项式运动规律多项式运动规律 (五次多项式运动规律五次多项式运动规律)位移方程式中位移方程式中5次多项式剩余项次多项式剩余项的次数为、，所以又称的次数为、，所以又称为为3-4-5多项式运动规律，多项式运动规律，无刚无刚性冲击，也无柔性冲击。性冲击，也无柔性冲击。（二）三角函数类基本运动规律（二）三角函数类基本运动规律1.余弦加速度运动规律余弦加速度运动规律（简谐运动规律）（简谐运动规律）1234560 s1 23456h 该运动规律在推程的开该运动规律在推程的开始和终止瞬时，从动件的始和终止瞬时，从动件的加速度仍有突变，故存在加速度仍有突变，故存在柔性冲击柔性
15、冲击。因此适用于中、。因此适用于中、低速场合。低速场合。vmaxa1 2 3456amax-amaxv1 23456，从动件的加速度按余弦规律从动件的加速度按余弦规律变化变化2.正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律（摆线运动规律）（摆线运动规律）12345678sohssS=S-S21346h/257s12345678ovvmax12345678oaamax-amax从动杆的加速度按正弦规律变化从动杆的加速度按正弦规律变化 速度及加速度曲速度及加速度曲线都是连续的，没有线都是连续的，没有任何突变，任何突变，既没有刚冲击、又没既没有刚冲击、又没有柔性冲击有柔性冲击，可适用于高速凸轮机可适用于高速
16、凸轮机构。构。n基本运动规律的数学表达式简单，便于分析，而基本运动规律的数学表达式简单，便于分析，而且按此设计出的凸轮，加工方便简单，曾被广泛且按此设计出的凸轮，加工方便简单，曾被广泛采用。采用。n但随着工业及科学技术的不断发展，对凸轮机构但随着工业及科学技术的不断发展，对凸轮机构的要求愈来愈高，工作要求也更加多样复杂。的要求愈来愈高，工作要求也更加多样复杂。n为了提高凸轮机构工作的可靠性和寿命，减小中、为了提高凸轮机构工作的可靠性和寿命，减小中、高速凸轮机构的振动噪音，适应中、高速重载的高速凸轮机构的振动噪音，适应中、高速重载的要求及满足机器对从动件运动特性的某些特殊要要求及满足机器对从动件
17、运动特性的某些特殊要求，只用某种基本运动规律往往难以满足。求，只用某种基本运动规律往往难以满足。n为此，提出了改进型运动规律。通过把基本运动为此，提出了改进型运动规律。通过把基本运动规律合理地加以组合得到所要求的运动规律。规律合理地加以组合得到所要求的运动规律。n凸轮机构的要求愈来愈高，工作要求也更凸轮机构的要求愈来愈高，工作要求也更加多样复杂。单一的运动规律不能满足运加多样复杂。单一的运动规律不能满足运动要求时，可以把基本运动规律合理地加动要求时，可以把基本运动规律合理地加以组合得到所要求的运动规律。以组合得到所要求的运动规律。n组合后的从动件运动规律应满足：组合后的从动件运动规律应满足：n
18、1 1）工作对从动件特殊的运动要求；）工作对从动件特殊的运动要求；n2 2）能避免刚性冲击、柔性冲击；）能避免刚性冲击、柔性冲击；n3 3）使最大速度和最大加速度尽可能小。）使最大速度和最大加速度尽可能小。改进型等速运动规律改进型等速运动规律Oa正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律等速运动规律等速运动规律aos12avn消除了刚性冲击。消除了刚性冲击。修正梯形组合运动规律修正梯形组合运动规律a1 2 3 45 6 7 8oa0等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律正弦加速度运动规律正弦加速度运动规律a=10.1250.50.875j=10.1250.50.875修正梯形组合运动规律修正梯形组
19、合运动规律n改进型梯形加速度运动规律改进型梯形加速度运动规律n 等加速等减速运动规律，在加速度突变处等加速等减速运动规律，在加速度突变处以正弦加速度曲线过渡而组成，这样，既具有以正弦加速度曲线过渡而组成，这样，既具有等加速等减速运动其理论最大加速度最小的优等加速等减速运动其理论最大加速度最小的优点，有消除了柔形冲击。点，有消除了柔形冲击。这些因素又往往是互相制约的。因此，在选择这些因素又往往是互相制约的。因此，在选择或设计从动件运动规律时，必须根据使用场合、工或设计从动件运动规律时，必须根据使用场合、工作条件等分清主次综合考虑，确定选择或设计运动作条件等分清主次综合考虑，确定选择或设计运动规律
20、的主要根据。规律的主要根据。在选择或设计从动件运动规律时，应考虑：在选择或设计从动件运动规律时，应考虑：a.a.是否满足机械的具体工作要求？是否满足机械的具体工作要求？b.b.凸轮机构是否具有良好的动力特性？凸轮机构是否具有良好的动力特性？c.c.所设计的凸轮廓线是否便于加工？所设计的凸轮廓线是否便于加工？从动件运动规律的选择从动件运动规律的选择一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理 二、二、凸轮轮廓曲线的凸轮轮廓曲线的图解法图解法 三、三、凸轮轮廓曲线的解析法（自学）凸轮轮廓曲线的解析法（自学）4.3 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计无论是采用作图法还是解析法设计凸
21、轮廓无论是采用作图法还是解析法设计凸轮廓线，所依据的基本原理都是线，所依据的基本原理都是反转法原理反转法原理。一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理一、凸轮轮廓曲线设计的基本原理n凸轮以角速度凸轮以角速度 转动，转动，从动件以要求的运动规从动件以要求的运动规律作上下往复运动律作上下往复运动n反转原理反转原理：n给整个机构加给整个机构加 -运动运动n凸轮不动，凸轮不动，n机架反转，机架反转，n推杆作复合运动推杆作复合运动 随机架绕以随机架绕以-反转反转相对机架以给定的运动规律运动。相对机架以给定的运动规律运动。n从动件的尖顶画出一条曲线从动件的尖顶画出一条曲线凸轮的轮廓曲线。凸轮的轮廓曲线。二、凸轮轮廓
22、曲线的二、凸轮轮廓曲线的图解法图解法1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮廓线设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮廓线设计 已知凸轮的基圆半径，凸轮已知凸轮的基圆半径，凸轮角速度角速度 和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线曲线。设计步骤设计步骤n选比例尺，作位移曲线和基圆，选比例尺，作位移曲线和基圆，确定确定从动件尖顶的初始位置从动件尖顶的初始位置n将将位移曲线位移曲线S-和基圆的推、回和基圆的推、回程各运动角作相同的若干等分程各运动角作相同的若干等分n(基圆基圆反向反向等分等分)n从从基圆圆周沿以上导路截取对应基圆圆周沿以上导路截取对应的位移量的位移量n用光滑曲线将各点
23、联接起来，即用光滑曲线将各点联接起来，即得到所求凸轮的轮廓曲线得到所求凸轮的轮廓曲线rbOs 1 3 5 7 8 60 120 90 90 60 120 1 2 90 A90 9 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 对心直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，凸轮凸轮角速角速度度 和从动件的运动规律，设计该凸和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线轮轮廓曲线。3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915注意：注意：位移曲线纵坐标比例尺与基圆比
24、例尺位移曲线纵坐标比例尺与基圆比例尺一致；一致；位移曲线横坐标与基圆等分数相等，位移曲线横坐标与基圆等分数相等，且排序号码一一对应。且排序号码一一对应。rbOA 2.对心直动滚子从动件盘形凸轮廓线的设计对心直动滚子从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，滚子半滚子半径径rr、凸轮凸轮角速度角速度 和从动件的运动规和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。律，设计该凸轮轮廓曲线。以以滚滚子子中中心心作作为为从从动动件件尖尖顶顶，作理论轮廓曲线。作理论轮廓曲线。设计步骤设计步骤以以理理论论轮轮廓廓曲曲线线上上各各点点为为圆圆心心，作作滚滚子子圆圆族族及及滚滚子子圆圆族族的的
25、内内包包络络线线，得实际轮廓曲线。得实际轮廓曲线。理论轮廓曲线理论轮廓曲线实际轮廓曲线实际轮廓曲线s 1 3 5 7 8 60 120 90 90 9 1113151 3 5 7 8 9 11 13 12 14 10 60 120 1 2 90 90 3 4 5 6 7 8 1876543210 11 9 12 13 14 1413121110915n 思考：理论理论廓线廓线实际实际廓线廓线滚滚子子n实际轮廓实际轮廓凸轮与从凸轮与从动件直接接触的廓线，动件直接接触的廓线，为凸轮的工作廓线。为凸轮的工作廓线。n理论轮廓理论轮廓对于滚子对于滚子从动件，把滚子圆心看从动件，把滚子圆心看作从动件的尖点
26、，该点作从动件的尖点，该点的运动轨迹称为凸轮的的运动轨迹称为凸轮的理论廓线。理论廓线。n实际廓线与理论廓线是法向等距曲线。实际廓线与理论廓线是法向等距曲线。n基圆基圆以凸轮以凸轮理论轮廓曲线理论轮廓曲线理论轮廓曲线理论轮廓曲线上的最小半径为上的最小半径为半径所画的圆。半径所画的圆。n对于尖顶从动件来说，凸轮的理论轮廓和实际对于尖顶从动件来说，凸轮的理论轮廓和实际轮廓重合。轮廓重合。3.3.对心直动平底从动件盘形凸轮廓线的设计对心直动平底从动件盘形凸轮廓线的设计n凸轮实际轮廓为凸轮实际轮廓为 直线族的包络线直线族的包络线 4.4.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线
27、的设计n凸轮的轮廓曲线与推杆的相对运动关系凸轮的轮廓曲线与推杆的相对运动关系n凸轮廓线设计的基本原理凸轮廓线设计的基本原理n偏置尖顶直动从动件移动中心线不通过凸轮轴心，偏置尖顶直动从动件移动中心线不通过凸轮轴心，反转后各移动中心线均与偏距圆相切，即偏距圆的反转后各移动中心线均与偏距圆相切，即偏距圆的切线就是反转各位置的方向线。切线就是反转各位置的方向线。n从动件位移沿着这些切线从基圆开始向外量取。从动件位移沿着这些切线从基圆开始向外量取。n偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计4.4.偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计n偏
28、置尖顶直动从动件移动中心偏置尖顶直动从动件移动中心线不通过凸轮轴心，反转后各线不通过凸轮轴心，反转后各移动中心线均与偏距圆相切，移动中心线均与偏距圆相切，即偏距圆的切线就是反转各位即偏距圆的切线就是反转各位置的方向线。置的方向线。n从动件位移沿着这些切线从基从动件位移沿着这些切线从基圆开始向外量取。圆开始向外量取。eA偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计已知凸轮的基圆半径已知凸轮的基圆半径rb，角速度角速度 和从动件的运动规律及偏心距和从动件的运动规律及偏心距e，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。选选比比例例尺尺 l，作作位位移移曲线、基圆曲线、基圆r
29、b和偏距圆和偏距圆e。设计步骤设计步骤 等等分分位位移移曲曲线线及及反反向向等等分分各各运运动动角角，确确定定反反转转后后对对应应于于各各等等分分点点的的从从动动件件的的位置。位置。O 6 1 2 3 4 5 7 8 1514 13 12 11 10 9 1514131211109k9k10k11k12k13k14k1512345678k1k2k3k5k4k6k7k8 s 1 3 5 7 8 60 120 90 90 9 1113151 3 5 7 8 9 11 1312 14 10 确确定定反反转转后后从从动动件件尖尖顶在各等分点占据的位置顶在各等分点占据的位置。将将各各尖尖顶顶点点连连接接
30、成成一一条光滑曲线。条光滑曲线。偏置直动滚子从动件盘形凸轮廓线的设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮廓线的设计5.5.摆动尖顶从动件盘形凸轮机构摆动尖顶从动件盘形凸轮机构n与直动尖顶从动件盘形凸轮与直动尖顶从动件盘形凸轮廓线的设计方法基本类似廓线的设计方法基本类似n所不同的是推杆的预期运动所不同的是推杆的预期运动规律及作图设计中都要用推规律及作图设计中都要用推杆的角位移杆的角位移 n将直动从动件的将直动从动件的n位移位移s 改为角位移改为角位移 n行程行程h 改为角行程改为角行程maxn摆动尖顶从动件盘形凸轮摆动尖顶从动件盘形凸轮n摆动滚子从动件盘形凸轮摆动滚子从动件盘形凸轮 作图法的缺点作图法的缺
31、点繁琐、误差较大。繁琐、误差较大。解析法的优点解析法的优点计计算算精精度度高高、速速度度快快，适适合合凸凸轮轮在在数数控控机机床床上上加工。加工。解析法的设计结果解析法的设计结果根根据据凸凸轮轮机机构构的的运运动动学学参参数数和和基基本本尺尺寸寸的的设设计计结结果果，求求出出凸凸轮轮轮轮廓廓曲曲线线的的方方程程，利利用用计计算算机机精精确确地计算出地计算出凸轮轮廓曲线上各点的坐标值凸轮轮廓曲线上各点的坐标值。4.4 凸轮机构基本参数的确定凸轮机构基本参数的确定 1、凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角 2、基圆半径的设计基圆半径的设计 3、滚子半径的设计滚子半径的设计、凸轮机构的压力角、凸轮机构的
32、压力角 不不计计摩摩擦擦时时，凸凸轮轮对对从从动动件件作作用用力力方方向向线线nn与与从从动动件件上上力力作作用用点点的的速速度度方方向之间所夹的锐角。向之间所夹的锐角。压力角压力角有效分力有效分力F 需需驱动力驱动力 磨磨损损 效率效率 F ，无无论论凸凸轮轮驱驱动动力力多多大大，都都无无法法使使从动件产生运动从动件产生运动自锁自锁 压力角压力角 注注注注意意意意：凸凸轮轮的的基基圆圆半半径径、压压力力角角定定义在理论轮廓曲线上。义在理论轮廓曲线上。压力角压力角 的取值的取值 设计基本尺寸时务必使设计基本尺寸时务必使 max 许用压力角的推荐值：许用压力角的推荐值：工作行程工作行程对于移动从
33、动件，对于移动从动件，=3040对于摆动从动件，对于摆动从动件，=4050非工作行程：可在非工作行程：可在7080之间选取之间选取 凸轮机构的压力角是凸轮设计的重要参数。凸轮机构的压力角是凸轮设计的重要参数。运动过程中，压力角的大小是变化的。运动过程中，压力角的大小是变化的。CnnO Bes0sDrb ds d 2、基圆半径的设计基圆半径的设计1）凸轮基圆与压力角的关系凸轮基圆与压力角的关系 压压力力角角对对凸凸轮轮机机构构的的受受力力状状况况有有直直接接影影响响，在在运运动动规规律律选选定定之之后后，它它主主要要取取决决于于凸凸轮轮机机构构的的基基本本结结构构尺寸尺寸。P为相对瞬心为相对瞬心
34、:由由 BCP得得vvP 对心移动从动件盘形凸轮机构对心移动从动件盘形凸轮机构e 0。结论结论移动从动件盘形凸轮机构的压力角移动从动件盘形凸轮机构的压力角 与基圆半径与基圆半径rb、从动件偏置方位和偏距从动件偏置方位和偏距e有关。有关。2）偏置方位的确定偏置方位的确定 偏置方位的选择应有利于减小凸轮机构推程时的压力角偏置方位的选择应有利于减小凸轮机构推程时的压力角应当使从动件偏置在推程时瞬心应当使从动件偏置在推程时瞬心P的位置的同一侧的位置的同一侧 正确偏置正确偏置 OB nnPe错误偏置错误偏置需要注意的是，若推程压力角减小，则回程压力角将增大需要注意的是，若推程压力角减小，则回程压力角将增
35、大BO nnPe3）基圆半径的确定基圆半径的确定 压力角和基圆半径的表达式为：压力角和基圆半径的表达式为：分析结果：分析结果：基基圆圆半半径径越越大大，压压力力角角越越小小。从从传传力力的的角角度度来来看看，基基圆圆半半径径越越大大越越好好；从从机机构构紧紧凑凑的的角角度度来来看看，基基圆圆半半径径越越小小越好。越好。在在设设计计时时，应应在在满满足足许许用用压压力力角角要要求求的的前前提提下下，选选取取最小的基圆半径。最小的基圆半径。3、滚子半径的设计滚子半径的设计 rr a rr 0结论结论对于外凸轮廓，要保证凸轮正常工作，应使对于外凸轮廓，要保证凸轮正常工作，应使 min rr。轮廓失真
36、轮廓失真 a rr rr arr 0轮廓正常轮廓正常轮廓变尖轮廓变尖内凹轮廓内凹轮廓 a rr rr a rr轮廓正常轮廓正常外凸轮廓外凸轮廓 a 理论轮廓曲线理论轮廓曲线 实际轮廓曲线实际轮廓曲线 rrrrrr 1.1.了解凸轮机构的组成、特点、类型及应用；了解凸轮机构的组成、特点、类型及应用；2.2.掌握从动件常用运动规律及其特点；掌握从动件常用运动规律及其特点；刚性冲击、柔性冲击刚性冲击、柔性冲击 3.3.理解凸轮设计反转原理，掌握常用盘形凸轮理解凸轮设计反转原理，掌握常用盘形凸轮轮廓曲线的设计；轮廓曲线的设计；4.4.学会学会确定凸轮机构的压力角、确定凸轮机构的压力角、基圆半径和滚基圆半径和滚子半径子半径等等基本尺寸。基本尺寸。本章基本要求本章基本要求