机械原理凸轮课件

掌握凸轮机构的概念、组成及类型掌握凸轮机构的概念、组成及类型;了解推杆常用的运动规律；了解推杆常用的运动规律；掌握凸轮机构设计的基本知识，掌握凸轮机构设计的基本知识，根根据据选选定定的的运运动动规规律律设设计计出出凸凸轮轮的的轮轮廓曲线；廓曲线；了解凸轮机构基本尺寸确定的原则。了解凸轮机构基本尺寸确定的原则。本章教学目的本章教学目的第九章第九章 凸轮机构凸轮机构一、凸轮机构的组成与应用一、凸轮机构的组成与应用 9-1 9-1凸轮机构的组成、应用和分类凸轮机构的组成、应用和分类1 1、组成、组成:凸轮、从动件（推杆、摆杆）凸轮、从动件（推杆、摆杆）、机架。、机架。O1凸轮凸轮1机架机架3 31从动件从动件22 2、应用、应用:广泛用于自动机械、自动控制装置中广泛用于自动机械、自动控制装置中（1 1）配气机构）配气机构（2）车床进刀机构）车床进刀机构优点优点:结构简单、紧凑；结构简单、紧凑；可以使推杆实现各种预期运动规律。可以使推杆实现各种预期运动规律。缺点缺点:接触为高副，易于磨损；接触为高副，易于磨损；多用于传力不大的场合。多用于传力不大的场合。二二.凸轮机构的特点凸轮机构的特点1.1.按凸轮的形状分类按凸轮的形状分类三、凸轮机构的分类三、凸轮机构的分类盘形凸轮机构盘形凸轮机构移动凸轮机构移动凸轮机构圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构三种凸轮形状特点：三种凸轮形状特点：盘形凸轮盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应最基本的形式，结构简单，应用最为广泛；用最为广泛；移动凸轮移动凸轮：是盘形的展开，凸轮相对机架：是盘形的展开，凸轮相对机架做直线运动（直线做直线运动（直线-直线）；直线）；圆柱凸轮圆柱凸轮：移动凸轮卷制而成，属于空间：移动凸轮卷制而成，属于空间凸轮机构。凸轮机构。2.2.按推杆（从动件）形状分类按推杆（从动件）形状分类尖顶推杆尖顶推杆滚子推杆滚子推杆平底推杆平底推杆平底接触面间容易形成油膜，润滑较平底接触面间容易形成油膜，润滑较好，所以常用于高速传动中。好，所以常用于高速传动中。滚动摩擦，所以磨损较小，故可用滚动摩擦，所以磨损较小，故可用来传递较大的动力。来传递较大的动力。易磨损，所以只适用于作用力不大和易磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合。速度较低的场合。三种推杆形状三种推杆形状尖顶推杆尖顶推杆滚子推杆滚子推杆平平底底推推杆杆3.3.按从动件的运动方式分按从动件的运动方式分 从动件绕某一固定轴摆动从动件绕某一固定轴摆动从从动动件件沿沿某某一一导导路路做做往往复复移动移动摆动从动件摆动从动件直动从动件直动从动件利用推杆的重力、弹簧力或其它外力使推利用推杆的重力、弹簧力或其它外力使推杆始终与凸轮保持接触杆始终与凸轮保持接触4.4.按凸轮与从动件保持接触的方法分类按凸轮与从动件保持接触的方法分类（1 1）力封闭方法）力封闭方法利用凸轮与推杆构成的几何结构使二者始终保持接触。利用凸轮与推杆构成的几何结构使二者始终保持接触。槽槽凸凸轮轮等宽凸轮等宽凸轮等等 径径 凸凸 轮轮共轭凸轮：共轭凸轮：用用2个固结个固结在一起的凸在一起的凸轮控制同一轮控制同一推杆。推杆。（2 2）几何封闭法）几何封闭法一、基本概念一、基本概念*9-2 9-2 推杆的运动规律推杆的运动规律 以凸轮最小向径以凸轮最小向径r r0 0所作的圆，所作的圆，r r0 0称为凸轮的基圆半径。称为凸轮的基圆半径。推程运动角：推程运动角：0 04.4.推杆的运动规律：推杆的运动规律：s s远休止角远休止角：回程运动角回程运动角：近休止角近休止角：3.3.行程：行程：h h1.1.基圆：基圆：r r0 0(rb)2.2.凸轮转角凸轮转角hS(A)BCD(,S)S ShSABO eCDBOrb 基圆基圆推程运动角推程运动角远休止角远休止角近休止角近休止角回程运动角回程运动角二、从动件常用运动规律二、从动件常用运动规律（自学）（自学）多项式运动规律多项式运动规律 一次多项式运动一次多项式运动等速运动等速运动 二次多项式运动二次多项式运动等加速等减速运动等加速等减速运动 五次多项式运动五次多项式运动三角函数运动规律三角函数运动规律 余弦加速度运动余弦加速度运动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凸轮一般为等速运动，有凸轮一般为等速运动，有 推杆运推杆运动规律常表示为推杆运动参数随凸轮转角动规律常表示为推杆运动参数随凸轮转角变化的规律。变化的规律。1.1.一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运动方程式一般表达式：运动方程式一般表达式：得推程运动方程：得推程运动方程：运动始点：运动始点：d d=0,s=0运动终点：运动终点：由边界条件由边界条件推程运动线图推程运动线图刚性冲击刚性冲击多项式运动规律多项式运动规律注意注意起始和终止点速度有突变，起始和终止点速度有突变，使瞬时使瞬时加速度趋于无穷大加速度趋于无穷大，从而产生无穷大惯性力，从而产生无穷大惯性力，引起引起 刚性冲击刚性冲击。推程运动线图推程运动线图为保证凸轮机构运动平稳性，常使推杆在一个行程为保证凸轮机构运动平稳性，常使推杆在一个行程h h中的中的前半段前半段作等作等加速运动，加速运动，后半段后半段作等减速运动，且加速度和减速度的绝对值相等。作等减速运动，且加速度和减速度的绝对值相等。2 2.二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规等加速等减速运动规律律运动方程式一般表达式：运动方程式一般表达式：等减速段：等减速段：推程运动方程推程运动方程等加速段等加速段在起点、中点和终点时，因加速度有突变而引起推杆在起点、中点和终点时，因加速度有突变而引起推杆惯性力的突变，且突变为有限值，在凸轮机构中由此会引惯性力的突变，且突变为有限值，在凸轮机构中由此会引起起。等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律回程运动方程回程运动方程等加速等减速运动规律运动特性：等加速等减速运动规律运动特性：回程加速段运动方程式：回程加速段运动方程式：回程减速段运动方程式：回程减速段运动方程式：柔性冲击柔性冲击3.3.五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：d d1=0,s1=0,v1=0,a1=0；在终点处：在终点处：d d2=d d0,s2=h,v2=0,a2=0；位移方程式为位移方程式为解得待定系数为解得待定系数为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三角函数运动规律三角函数运动规律1.1.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本运动规律的运动特性本运动规律的运动特性：推杆加速度在起点和终点有突推杆加速度在起点和终点有突变，且数值有限，故有变，且数值有限，故有柔性冲柔性冲击击。推杆推程运动方程式：推杆推程运动方程式：推杆回程运动方程式：推杆回程运动方程式：推程运动方程式为推程运动方程式为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回程运动方程为回程运动方程为摆线运动：一圆在直线上作纯滚动时，其上任一点在摆线运动：一圆在直线上作纯滚动时，其上任一点在直线上的投影运动为摆线运动。直线上的投影运动为摆线运动。本运动规律运动特性本运动规律运动特性：推杆作正弦加速度运动时，其推杆作正弦加速度运动时，其加速度没有突变，加速度没有突变，因而将不产生冲击。因而将不产生冲击。适用于高速凸轮机构，适用于高速凸轮机构，推程运动线图推程运动线图采用目的：采用目的：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。构造原则：构造原则：组合运动规律组合运动规律组合示例组合示例例例1：改进梯形加速度运动规律改进梯形加速度运动规律、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；、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；、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：等速运动规律组合运动：等速运动的组合运动：等速运动的行程两端与正弦加速度行程两端与正弦加速度运动规律组合起来。运动规律组合起来。组合运动规律示例组合运动规律示例2：三、推杆运动规律的选择三、推杆运动规律的选择1 1）对运动规律无特殊要求；）对运动规律无特殊要求；2 2）选取应便于加工和具有良好动力特性；）选取应便于加工和具有良好动力特性；3 3）低速轻载凸轮机构：易于加工的曲线作为凸轮轮廓曲线；）低速轻载凸轮机构：易于加工的曲线作为凸轮轮廓曲线；4 4）高速凸轮机构：首先考虑动力特性，避免产生过大的冲击。）高速凸轮机构：首先考虑动力特性，避免产生过大的冲击。1.1.选择推杆运动规律的基本要求选择推杆运动规律的基本要求满足机器的工作要求；满足机器的工作要求；使凸轮机构具有良好的动力特性；使凸轮机构具有良好的动力特性；使所设计的凸轮便于加工。使所设计的凸轮便于加工。2.2.推杆运动规律几种常见情况推杆运动规律几种常见情况运动规律小结（自己记住）运动规律小结（自己记住）等速运动规律：等速运动规律：有刚性冲击有刚性冲击低速轻载低速轻载等加速等减速运动：等加速等减速运动：柔性冲击柔性冲击中速轻载中速轻载余弦加速度运动规律：余弦加速度运动规律：柔性冲击柔性冲击中低速重载中低速重载正弦加速度运动规律：正弦加速度运动规律：无冲击无冲击中高速轻载中高速轻载五次多项式运动规律：五次多项式运动规律：无冲击无冲击高速中载高速中载运动规律运动规律运动特性运动特性适用场合适用场合 9-3 9-3 凸轮轮廓曲线的设计凸轮轮廓曲线的设计*一、一、基本原理基本原理-反转法反转法反转法反转法:假想给整个机构加一公共角速假想给整个机构加一公共角速度度-w w,则则:凸轮便相对静止不动凸轮便相对静止不动;推杆推杆:一方面沿导轨作预期的往复一方面沿导轨作预期的往复移动移动;另一方面随导轨以另一方面随导轨以-w w 绕凸轮轴心绕凸轮轴心转动转动.因此，推杆因此，推杆尖顶的运动轨迹尖顶的运动轨迹即为凸轮轮即为凸轮轮廓曲线。推杆在反转运动中依次占据的廓曲线。推杆在反转运动中依次占据的位置（反转导路）通过回转中心位置（反转导路）通过回转中心(对心对心式）。式）。基本原理基本原理反转法反转法凸轮轮廓曲线设计的基本原理（反转法）凸轮轮廓曲线设计的基本原理（反转法）2 S 1123s1s2hOrb-332121 1s2s1h二、图解法设计凸轮轮廓曲线二、图解法设计凸轮轮廓曲线1.1.对心对心尖顶尖顶直动推杆直动推杆盘形盘形凸轮机构凸轮机构已知已知:凸轮基圆半径凸轮基圆半径r r0 0,凸轮等角速度凸轮等角速度回转（例逆时针）回转（例逆时针）,推杆运动规律（例如图）推杆运动规律（例如图）.oS120120601234 5 878 915h60 2.2.偏置偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构直动尖顶推杆盘形凸轮机构应注意的不同点：应注意的不同点：偏距圆：以凸轮轴心偏距圆：以凸轮轴心O O为圆心，为圆心，以偏距以偏距e e为半径作的圆。为半径作的圆。推杆在反转运动中依次占据推杆在反转运动中依次占据的位置（反转导路）不再通过回的位置（反转导路）不再通过回转中心，而是偏距圆的转中心，而是偏距圆的切线切线。练习练习1 1、凸轮机构、凸轮机构按凸轮的形状分按凸轮的形状分、三类；按从动件形状分三类；按从动件形状分、三类；三类；按从动件运动方式分按从动件运动方式分、两类。两类。2 2、何谓凸轮机构的基圆？、何谓凸轮机构的基圆？3 3、图解法设计凸轮机构的已知条件是什么？、图解法设计凸轮机构的已知条件是什么？一般采用什么方法？一般采用什么方法？偏置偏置直动尖顶推杆直动尖顶推杆盘形凸轮机构盘形凸轮机构（1 1）按已知运动规律作出位移线图按已知运动规律作出位移线图；-（2 2）按基本尺寸（比例）作出凸轮机构的初按基本尺寸（比例）作出凸轮机构的初始位置始位置基圆、偏距圆基圆、偏距圆；（3 3）按按-方向等分偏距圆得方向等分偏距圆得 c c0 0、c c1 1、c c2 2等点；并过这些点作等点；并过这些点作偏距圆的切线，即偏距圆的切线，即为反转导路线；为反转导路线；c1c2c3c4c5c6c7c0er0O180B1B3B4B2B5B8（4 4）在各反转导路路线上量取与位移图相应的位在各反转导路路线上量取与位移图相应的位移，得移，得B B1 1、B B2 2、等点，即为凸轮轮廓上的点。连等点，即为凸轮轮廓上的点。连成光滑曲线即为。成光滑曲线即为。oS1801206012 3 4 5 67 8 910hB6c10c8c9B7120B9B1060B0图解法例图解法例Orb-732154 1s2s1h60 2 S 1124s1s2h3567 S (0)0设计说明：设计说明：1)1)将滚子中心看作尖顶，然后按尖将滚子中心看作尖顶，然后按尖顶推杆凸轮廓线的设计方法确定滚顶推杆凸轮廓线的设计方法确定滚子子中心的轨迹中心的轨迹（理论廓线理论廓线细实线）；细实线）；3.3.对心直动对心直动滚子滚子推杆盘形凸轮机构推杆盘形凸轮机构注意：基圆半径指注意：基圆半径指理论廓线理论廓线的最的最小半径小半径2)2)以理论廓线上各点为圆心，以滚以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径子半径r rr r为半径，作一系列圆；为半径，作一系列圆；3)3)再作此圆族的包络线，即为凸再作此圆族的包络线，即为凸轮轮工作廓线工作廓线（实际廓线（实际廓线-粗实线）。粗实线）。滚子从动件盘形凸轮设计例题滚子从动件盘形凸轮设计例题xyr0B0理论轮廓曲线理论轮廓曲线实际轮廓曲线实际轮廓曲线（1 1）求滚子中心的轨迹求滚子中心的轨迹（理论廓线理论廓线）方法同前；方法同前；（2 2）求理论廓线的包络曲线，即求理论廓线的包络曲线，即凸轮的工作轮廓曲线（凸轮的工作轮廓曲线（实际廓线实际廓线）。）。rr注意注意：（1 1）理论轮廓与实际轮廓互为等）理论轮廓与实际轮廓互为等距曲线；距曲线；（2 2）凸轮的基圆半径是指理论轮）凸轮的基圆半径是指理论轮廓曲线的最小向径。廓曲线的最小向径。直动从动件盘形凸轮设计小结直动从动件盘形凸轮设计小结1 1，反转法：给整个机构加一公共角速度，反转法：给整个机构加一公共角速度-w w,则凸轮相则凸轮相对静止不动对静止不动;2 2，推杆的移动方向：通过回转中心或与偏距圆相切；，推杆的移动方向：通过回转中心或与偏距圆相切；3 3，尖点位置：按照相应的等分点在运动规律曲线上量，尖点位置：按照相应的等分点在运动规律曲线上量取；取；4 4，尖点轨迹，尖点轨迹轮廓曲线；轮廓曲线；5 5，滚子从动件：滚子中心是尖点，滚子从动件：滚子中心是尖点理论轮廓（基圆）理论轮廓（基圆）；包络曲线（等距曲线）包络曲线（等距曲线）实际廓线；实际廓线；6 6，平底？，平底？特点：特点：1 1、推杆与平底垂直；、推杆与平底垂直；2 2、平底与轮廓曲线始终、平底与轮廓曲线始终相切；相切；3 3、找到相应位移点后怎、找到相应位移点后怎么做？么做？4.4.直动直动平底平底推杆盘形凸轮机构推杆盘形凸轮机构设计步骤：设计步骤：1.1.将平底与推杆的交点将平底与推杆的交点A A视视为推杆为推杆尖顶尖顶,然后确定出点然后确定出点A A在反转中各位置在反转中各位置1 1、2 2、（同前。（同前。但不连成曲线但不连成曲线）；）；2.2.过过1 1、2 2、作一系列作一系列代表推杆平底的代表推杆平底的直线直线（即与（即与O O 1 1等垂直的直线）；等垂直的直线）；3.3.作出该直线族的作出该直线族的包络线包络线，即为凸轮的即为凸轮的实际轮廓曲线。实际轮廓曲线。-sO180120601 2 3 4 5 67891021180120平底凸轮机构直动平底推杆盘形凸轮机构例题直动平底推杆盘形凸轮机构例题5.5.摆动推杆盘形凸轮机构摆动推杆盘形凸轮机构已知：摆杆运动规律、基圆已知：摆杆运动规律、基圆半径、半径、2个回转中心距离。个回转中心距离。设计要求：运动规律与直动设计要求：运动规律与直动推杆的运动规律表示相同，推杆的运动规律表示相同，所不同的是将从动件的位移所不同的是将从动件的位移改为角位移改为角位移自学。自学。为了保证在所有位置从动件平底都能与凸轮轮廓为了保证在所有位置从动件平底都能与凸轮轮廓曲线相切，凸轮廓线必须是外凸的。曲线相切，凸轮廓线必须是外凸的。ABCDO1O2aB1rb maxl摆动推杆盘形凸轮机构设计摆动推杆盘形凸轮机构设计作图步骤（尖顶）：作图步骤（尖顶）：1.1.以以O O为圆心，为圆心，AOAO为半径画为半径画圆圆,并将摆杆中心并将摆杆中心A A 沿反转方沿反转方向等分，得出点向等分，得出点A A点点在反转中在反转中各位置各位置A A1 1、A A2 2、。2.2.分别以分别以 A A1 1、A A2 2、为圆心为圆心,杆长杆长ABAB为半径画弧，得与基为半径画弧，得与基圆交点圆交点B B1 1,B,B2 2,。3.3.以以AiAi为顶点为顶点,i i（运动规（运动规律曲线得出）为顶角做等腰律曲线得出）为顶角做等腰三角形三角形Ai Bi BiAi Bi Bi”,得得 B B1 1”,B,B2 2”,一系列点一系列点 ；4.4.作出该作出该B B1 1”,B,B2 2”,连线族的连线族的包络线，即为凸轮的实际轮包络线，即为凸轮的实际轮廓曲线。廓曲线。摆动从动件盘形凸轮机构摆动从动件盘形凸轮机构 B7 S S A6B5A4A3A2A1A0A9A8A7B6A5B4B3B8B9B2B1B0 0C3C2C4C5C6C7C8C1C0C9O-2 2 S S 91122334455667788 2如果是平底？如果是平底？1 1）确定运动规律曲线以及基圆和推杆的起始位置；）确定运动规律曲线以及基圆和推杆的起始位置；2 2）作出推杆在反转运动中依次占据的各位置线；）作出推杆在反转运动中依次占据的各位置线；3 3）根据推杆运动规律，确定推杆在反转所占据的各位）根据推杆运动规律，确定推杆在反转所占据的各位置线中的尖顶位置，即复合运动后的位置；置线中的尖顶位置，即复合运动后的位置；4 4）在所占据的各尖顶位置作出推杆所形成的曲线族）在所占据的各尖顶位置作出推杆所形成的曲线族（或为凸轮轮廓曲线，或为理论廓线）；（或为凸轮轮廓曲线，或为理论廓线）；5 5）作曲线族的包络线，即是所求的凸轮轮廓曲线。）作曲线族的包络线，即是所求的凸轮轮廓曲线。用图解法设计凸轮轮廓曲线小结用图解法设计凸轮轮廓曲线小结：滚子中心在初始点B0(x，y)处坐标：廓线方程式廓线方程式三、用解析法设计凸轮的轮廓曲线（后面介绍）三、用解析法设计凸轮的轮廓曲线（后面介绍）1.1.偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构滚子中心到达B点时：凸轮转过d 角，推杆产生位移s，理论廓线上 B(x，y)点坐标为：凸轮理论廓线方程式凸轮理论廓线方程式实际廓线与理论廓线在法线方向的实际廓线与理论廓线在法线方向的距离处处相等，且等于滚子半径距离处处相等，且等于滚子半径r rr r。若已知理论廓线任一点B(x,y)工作廓线上相应点工作廓线上相应点沿理论廓线取该点法向距离rr凸轮工作廓线方程式凸轮工作廓线方程式凸轮工作轮廓线方程式凸轮工作轮廓线方程式“”号用于内等距曲线，号用于内等距曲线，“+”号为外等距曲线。号为外等距曲线。式中：式中：取坐标系的取坐标系的y y轴与推杆轴线重合；推杆反转与凸轮在轴与推杆轴线重合；推杆反转与凸轮在B B点相切：点相切：凸轮转过凸轮转过d d，推杆产生位移，推杆产生位移s s2.2.对心平底推杆对心平底推杆(平底与推杆轴线垂直平底与推杆轴线垂直)盘形凸轮机构盘形凸轮机构P P点为凸轮与推点为凸轮与推杆相对瞬心杆相对瞬心推杆的速度为推杆的速度为B点坐标点坐标为凸轮工作廓线方程式为凸轮工作廓线方程式取摆动推杆轴心取摆动推杆轴心A A0 0与凸轮轴心与凸轮轴心O O之连线为之连线为y y轴；轴；推杆反转处于推杆反转处于ABAB位置：凸轮转过位置：凸轮转过d d角，推杆角位移为角，推杆角位移为f f。3.3.摆动滚子推杆盘形凸轮机构摆动滚子推杆盘形凸轮机构则则点之坐标为点之坐标为为理论廓线方程式为理论廓线方程式凸轮工作廓线方程式凸轮工作廓线方程式一、凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角一、凸轮机构中的作用力与凸轮机构的压力角9-4 9-4 凸轮机构基本尺寸的确定（简介）凸轮机构基本尺寸的确定（简介）1.1.作用力作用力消去消去R1、R2 不不计计摩摩擦擦时时，凸凸轮轮与与从从动动件件在在某某瞬瞬时时接接触触点点处处的的公公法法线线方方向向(力力方方向向）与与从从动动件件运运动动方方向向之之间间所所夹夹的的锐角。锐角。压压力力角角设设计计要要求求：愈愈小愈好。小愈好。0ABFnPr0=rbFxFynntt2,压力角压力角凸轮机构要正常运转：凸轮机构要正常运转：a a maxmax a ac c.否则发生自锁否则发生自锁2-1 2-1 临界压力角临界压力角:凸轮机构出现自锁时的压力角凸轮机构出现自锁时的压力角2-2.2-2.许用压力角许用压力角aa推程时：推程时：对于直动推杆取对于直动推杆取 a 30300 0；对于摆动推杆对于摆动推杆aa35350 045450 0；回程时：通常取回程时：通常取70700 080800 0。压力角压力角a a力力P越大越大当当P P趋于无穷大时，趋于无穷大时，机构发生自锁机构发生自锁1.1.基圆半径和压力角的关系：基圆半径和压力角的关系：二、凸轮基圆半径的确定二、凸轮基圆半径的确定P P机构在该位置的相对瞬心机构在该位置的相对瞬心a机构在该位置的压力角机构在该位置的压力角BCP2.2.凸轮基圆半径的确定凸轮基圆半径的确定*基圆半径越大，压力角越小（好），但结构尺寸较大基圆半径越大，压力角越小（好），但结构尺寸较大;*基圆半径越小，结构紧凑，凸轮尺寸愈小，但压力角基圆半径越小，结构紧凑，凸轮尺寸愈小，但压力角越大（不好）。越大（不好）。*因此，在满足因此，在满足a amaxmaxaa条件下，应使基圆半径尽可能条件下，应使基圆半径尽可能小。但要满足结构和强度要求。小。但要满足结构和强度要求。作业练习作业练习三、推杆的滚子半径选择三、推杆的滚子半径选择1、外凸凸轮廓线、外凸凸轮廓线实线为实际廓线实线为实际廓线,虚线为理论廓线。虚线为理论廓线。图是表示两条曲线曲率半径与滚图是表示两条曲线曲率半径与滚子半径之间的关系。子半径之间的关系。实际廓线出现尖点实际廓线出现尖点实际廓线出现实际廓线出现交叉交叉，从动件不能准确地实现预，从动件不能准确地实现预期的运动规律期的运动规律运动失真运动失真。2、内凹凸轮廓线、内凹凸轮廓线无论滚子半径多大，总能由理论轮廓求出实际轮廓无论滚子半径多大，总能由理论轮廓求出实际轮廓。虚为实际曲线虚为实际曲线,实实为理论廓线。为理论廓线。图是表示两条曲图是表示两条曲线曲率半径与滚线曲率半径与滚子半径之间的关子半径之间的关系。系。实际廓线出现实际廓线出现交叉，加工时交叉，加工时交叉部分将被交叉部分将被切去，使推杆切去，使推杆不能准确实现不能准确实现预期运动规律，预期运动规律，出现运动出现运动失真失真现象。现象。实际廓线将出现实际廓线将出现尖点现象尖点现象对于外凸廓线：对于外凸廓线：r rr r r rminmin，即滚子半径应小于理论廓线的最小曲率半径即滚子半径应小于理论廓线的最小曲率半径滚子半径的选择：滚子半径的选择：常取常取出现尖点或失真应采取的措施出现尖点或失真应采取的措施 *适当减小滚子半径或增大基圆半径；适当减小滚子半径或增大基圆半径；*修改推杆的运动规律，使廓线尖点处代以合适修改推杆的运动规律，使廓线尖点处代以合适的曲线。的曲线。1.1.推杆平底长度推杆平底长度L L经验公式：经验公式：四、平底推杆平底尺寸的确定四、平底推杆平底尺寸的确定2.2.失真现象失真现象*现象：凸轮实际廓线不能现象：凸轮实际廓线不能与平底所有位置相切，出现与平底所有位置相切，出现运动失真运动失真。*原因：基圆半径过小，从原因：基圆半径过小，从动件升程过大。动件升程过大。*措施：可适当增大凸轮的措施：可适当增大凸轮的基圆半径或减小升程。基圆半径或减小升程。凸轮基圆半径的选择需考虑到实际的结构条件、凸轮基圆半径的选择需考虑到实际的结构条件、压力角、凸轮的实际廓线是否会出现变尖和失真压力角、凸轮的实际廓线是否会出现变尖和失真等因素；等因素；当为直动推杆时，应在结构许可的条件下，尽当为直动推杆时，应在结构许可的条件下，尽可能取较大的导轨长度和较小的悬臂尺寸；可能取较大的导轨长度和较小的悬臂尺寸；当为滚子推杆时，应恰当地选取滚子的半径；当为滚子推杆时，应恰当地选取滚子的半径；当为平底推杆时，应正确地确定平底尺寸；当为平底推杆时，应正确地确定平底尺寸；还须考虑到强度和工艺等方面的要求。还须考虑到强度和工艺等方面的要求。小结小结作业作业 9-7,9-89-7,9-8，9-119-11 练习练习1 1，填空或简答题，填空或简答题（1 1）盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。A A、摆动尖顶推杆、摆动尖顶推杆 B B、直动滚子推杆、直动滚子推杆 C C、摆动平底推杆、摆动平底推杆 D D、摆动滚子推杆、摆动滚子推杆（2 2）与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是）与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是 。A A、惯性力难以平行、惯性力难以平行 B B、点、线接触易磨损、点、线接触易磨损 C C、设计较为复杂、设计较为复杂 D D、不能实现间歇运动、不能实现间歇运动（3 3）简答：凸轮机构滚子半径与平底长度分别取多少）简答：凸轮机构滚子半径与平底长度分别取多少？O RA练习练习2 2，如图凸轮机构。，如图凸轮机构。（1 1）给出图示机构名称；）给出图示机构名称；（2 2）标出图示位置压力角；）标出图示位置压力角；（3 3）分别画出基圆与偏置圆；）分别画出基圆与偏置圆；（4 4）标出最大行程）标出最大行程h h练习练习3 3，图示为一圆盘凸轮机构，凸轮的回转方向如图所示。，图示为一圆盘凸轮机构，凸轮的回转方向如图所示。（1 1）在图上画出凸轮的理论廓线；）在图上画出凸轮的理论廓线；（2 2）在图上画出凸轮的基圆；）在图上画出凸轮的基圆；（3 3）在图上标出从动件的位移以及从）在图上标出从动件的位移以及从A A到到B B位置时凸轮的转角；位置时凸轮的转角；（4 4）在图上标出从动件的行程）在图上标出从动件的行程h h。练习练习4 4，如图凸轮机构。，如图凸轮机构。（1 1）画出凸轮）画出凸轮1 1的理论廓线；的理论廓线；（2 2）画出凸轮）画出凸轮1 1基圆半径基圆半径r0r0；（3 3）画出从动件）画出从动件2 2的行程的行程h h。RCOABl练习练习5 5，如图凸轮机构。，如图凸轮机构。（1 1）标出图示位置压力角；）标出图示位置压力角；（2 2）分别画出理论廓线与基圆；）分别画出理论廓线与基圆；（3 3）标出从动件最大摆角。）标出从动件最大摆角。