a
V
w1 n
d
第四节 凸轮机构基本尺寸的确定
一、压力角 a 与驱动力 P
a ↑→ P↑ 当 a 大于一定值, 将自锁.
Q
a
一般, 推程 [a ] = 30 (移动)
35 — 45 (摆动) 回程 [a' ] = 70— 80
Q
二、压力角 a 与效率 h
a ↑→ h↓
Байду номын сангаасa' 过大将 造成滑脱
三、偏置尖顶移动从动杆
例. 已知: R0、H、e 、 w 的方向、
S
H
从动杆运动规律和凸轮相应转角:
凸轮转角 0～180 180 ～210 210 ～300 300 ～360 从动杆运动规律 等速上升 H 上停程 等速下降 H 下停程
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1800 0 3000 3600 210
e
3. 偏置方向与压力角
凸轮逆时针转动, 从动杆应右偏置; 凸轮顺时针转动, 从动杆应左偏置.
w
四、滚子半径 rT
1. 外凸
rT r r 工
变尖
失真
r工= r - rT
2. 内凹
r工= r + rT
r工 r
3. rT 过大, 外凸时可能造成凸轮
r
T
工作廓线变尖或失真; rT 过小, 滚子销及滚子的强度会不够. 一般, rT < 0.4r0 , 且 rT < 0.8 rmin . 并使外凸时的 r工> 3～5 mm .
d
3000 w
9 8 7 6 5 4 10 0 1 2 3
解: 1. 以 mS = ¨¨ 作位移曲线. 2. 以同样的 mS 作凸轮廓线
四、偏置滚子移动从动杆
2100
1800
五、尖顶摆动从动杆
例. 已知: R0、L2、L3 、 w1 的方向、 从动杆运动规律和凸轮相应转角: 凸轮转角f 从动杆运动规律 0～1800 等速上升 ym 0 0 180 ～210 上停程 2100 ～3000 等速下降 ym 3000 ～3600 下停程 解: 1. 以 my = ¨¨ 作位移曲线.
凸轮机构及其设计
内 容
•应用与分类 •推杆的运动规律 •凸轮廓线曲线的设计 •凸轮机构基本尺寸的确 定 重 点
•几种常用运动规律的特点和应用 •压力角与机构尺寸、机构效率的关系 •盘形凸轮廓线曲线的设计
第一节 应用与分类 一、应用
绕线机构
配气机构
靠模机构
进刀机构
二、分类
1. 按凸轮的形状分： 盘形、移动、圆柱 2. 按从动杆运动形式分: 移动（直动）、摆动 3. 按从动杆形状分： 尖顶、滚子、平底
pHw 2d0
2 1 0 8 3 5
d0 2 3 4 5 6 7 8 d
6
7
d0
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
a
d0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
d
p2Hw2 2d02
3 4 5
2
1
d
6
7 8
五、几种常用运动规律的比较
S
H
V
等速 等加 余弦
d
d0
等速的 amax 最小, 省力.
a
d0
等速的 Vmax 最小, 安全. (动量 mVmax 最小) 式中m为从动件的质量
S H V 4Hw d0
a
4Hw2 d02 d d0 d0 d
d d0
1 4 9 4
S H
特点: amax 最小 → 惯性力小。
d
1 d0
起、中、末点有软性冲击. 适于中低速、中轻载.
四、余弦加速度运动规律
S
H
(简谐运动位移运动规律) 7 8 6 5 特点: 4 加速度变化连续平缓. 3 2 1 0 1 始、末点有软性冲击. V 适于中低速、中轻载. 4
d
a
同样大的移动距离 情况下!
d
压力角
等加速的 amax 最小，惯性小. 等速的 a →∞.
六、常用运动规律的选择
1. 没有任何要求、轻载、 小行程、手动, 可用圆弧或偏心圆. 2. 低速、轻载，要求等速、 等位移, 可用等速运动规律. 3. 中低速、中轻载, 可用等加减速或余弦加速度运动规律. 4. 较高速、轻载可用正弦加速度运动规律 , .
线上的最小向径 .
二、等速运动规律
(直线位移运动规律、 一次多项式运动规律)
S H V Hw d0 d d0 d
a
∞
d0 d
d0
特点：设计简单、匀速进给、amax 最小。 始点、末点有刚性冲击。
∞
适于低速、轻载、从动杆质量不大，以及要求匀速
的情况。
三、等加速等减速运动规律
(抛物线位移运动规律、二次多项式运动规律)
第二节 推杆的运动规律
S 从动件位移线图
一、概念
H
基圆
d02
0 d0
d 推程(过程)、升程(距 离) 、回程(过程) 推程运动角 回程运动角 远休止角 近休止角
r0
d01 d0'
偏置、偏距 e 、偏距圆 偏置凸轮的转角、从动杆的相对位置
d w
d0
w1
d
d0'
d01
工
e
理
理论廓线、工作廓线 基圆半径指的是理论廓
三、压力角 a 与基圆半径 r0
1. 凸轮副的瞬心(同速点) ①三心定理 运动平面平行的三个构件的 三个速度瞬心（同速点），必在 同一条直线上。 ② 高副接触, 速度瞬心在接触点 公法线上. ③据此, 接触点公法线与连心线的 交点 P 即为凸轮付 1、2 的瞬心. VP1 = VP2
VC1
1
O
2 3
5. 组合型.
a d
a d
6. 多项式运动规律 S = C0 + C1d + C2d2 + C3d3 + ¨¨ + Cndn .
第三节 凸轮廓线曲线的设计
一、对心尖顶移动从动杆
例: 已知 R0、H、w 的方向、从动杆运动规律和凸轮相应转角:
凸轮转角 从动杆运动规律 0～180 等速上升 H 180 ～210 上停程 210 ～300 等速下降 H 3000 300 ～360 下停程 w 解: 1. 以 mS = ¨¨ 作位移曲线.
P
1
C
VC2
2
P13 A
3
P12
B
P23
2. 压力角 a 与基圆半径 r0
CP tga = —— = OP - OC BC BC
S S0
a
B
2 3
V
1
其中：① 据三心定理 即: OP· w=V
② OC = e
VP1 = VP2
得: OP = V/w
O
P
C
w
r0
③ BC = S + S0 = S + r02 - e2 V/w - e 从而 tga = S + r02 - e2 显然, R0↑→ a ↓
y
w1
2
L2
3
ym
1
R0
L3
w1
ym
L2 y1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1800 0 3000 3600 210
d
5
y2 y3
4
3 2
1
2. 以 mL = ¨¨ 作凸轮廓线
六、滚子摆动从动杆 七、摆动从动杆盘形凸轮的压力角和从动杆的相对位置
八、平底直动从动杆盘形凸轮,P47
n
S H
0 10 9 8 7 6 4 5 1 2 3
2. 以同样的 mS 作凸轮廓线
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1800 0 3000 3600 210
d 2100 1800
二.对心滚子移动从动杆
已知: R0、H 、RT 、 w 的方向、 从动杆运动规律和凸轮相应转角.
工作廓线
理论廓线