★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。
★构造原则：
Ⅰ、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； Ⅱ、保证各段运动规律在衔接点上的运动参数是连续的； Ⅲ、 在运动始点和终点处，运动参数要满足边界条件。
3.行程：h
4.推杆的运动规律：s
B’
基圆
A O e
D
S h
S 远休止角 BC
近休止角
(,S)
O
Dh
(A) S ’
’ S
B
2π
回程运动角
C 推程运动角
二、从动件常用运动规律 （自学）
凸轮一般为等速运动，有 t,
推杆运
动规律常表示为推杆运动参数随凸轮转角δ变化的规律。
◆多项式运动规律 ★一次多项式运动——等速运动 ★二次多项式运动——等加速等减速运动 ★五次多项式运动
★运动方程式一般表达式：
s v
C0 ds
C1 C2 2 / dt C1 2C2
a dv / dt 2C2
★推程运动方程 等加速段
s
2h
2
/
2 0
v
4h
/
2 0
a
4h 2
/
2 0
等减速段：
s v
h 2h( 0 4h ( 0
)2 )/
/
2 0
2 0
a
4h
2
/
第九章 凸轮机构
本章教学目的
◆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； ◆掌握凸轮机构设计的基本知识， 根据选定的运动规律设计出凸轮的轮 廓曲线； ◆了解凸轮机构基本尺寸确定的原则。
§ 9-1凸轮机构的组成、应用和分类
一、凸轮机构的组成与应用
1、组成: 凸轮、从动件（推杆、摆 杆）、机架。
平底推杆
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。
三种推杆形状
尖顶推杆
滚子推杆
平 底 推 杆
3. 按从动件的运动方式分
从动件沿某一导路做往复 移动
从动件绕某一固定轴摆动
直动从动件
摆动从动件
4.按凸轮与从动件保持接触的方法分类 （1）力封闭方法
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
（2）几何封闭法
利用凸轮与推杆构成的几何结构使二者始终保持接触。
槽
等
凸
径
轮
凸
轮
等宽凸轮
共轭凸轮： 用2个固结 在一起的凸 轮控制同一 推杆。。。
§ 9-2 推杆的运动规律
一、基本概念**
1.基圆：r0 (rb)
以凸轮最小向径r0所作的圆， r0称为凸轮的基圆半径。
2.凸轮转角δ
★推程运动角： δ 0 ★远休止角： 01 ★回程运动角： 0 ★近休止角： 02
2
s
2h
02
( 0
)2
v
4h 02
( 0
)
a
4h 2 02
3. 五次多项式运动规律
★五次多项式的一般表达式为
s v
C0 ds
C1
/ dt
C2 C1
2 C3 2C2
3
C4 4 3C3
C5 5 2 4C4
3
5C5
4
a dv / dt 2C2 2 6C3 2 12C4 2 2 20C5 2 3
0
推杆回程运动方程式：
s
h 2
1
cos
0
v
h 2 0
sin
0
a
2 h 2 0
2
cos
0
2. 正弦加速度运动规律——摆线运动规律
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。
推程运动方程式为
s
h 0
1
2
sin
2 0
v
h 0
1
cos
2 0
a
2 h
2 0
2
sin
2 0
回程运动方程为
s
பைடு நூலகம்
h1
0
1
2
sin
2 0
v
h 0
cos
2 0
1
a
2 h 02
2
sin
2 0
本运动规律运动特性： 推杆作正弦加速度运动时，其 加速度没有突变， 因而将不产生冲击。 适用于高速凸轮机构，
推程运动线图
◆组合运动规律
机架3
从动件2
1 O1
凸轮1
2、应用: 广泛用于自动机械、自动控制装置中 （1）配气机构
（2）车床进刀机构
二. 凸轮机构的特点
优点: 结构简单、紧凑； 可以使推杆实现各种预期运动规律。
缺点: 接触为高副，易于磨损； 多用于传力不大的场合。
三、凸轮机构的分类
1. 按凸轮的形状分类
盘形凸轮机构
移动凸轮机构
2 0
★等加速等减速运动规律运动特性：
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
起 柔性冲击 。
★等加速等减速运动规律——回程运动方程
回程加速段运动方程式：
回程减速段运动方程式：
s h 2h 2
2 0
v 4h 02
a
4h 02
★推程边界条件
在始点处：1=0, s1=0, v1=0, a1=0；
在终点处：2=0, s2=h, v2=0, a2=0；
★解得待定系数为
C0
0,C1
0,C2
0,C3
10h
/
3 0
,C4
15h
/
4 0
,C5
6h
/
5 0
★位移方程式为
s
10h
3 0
3
15h
4 0
4
6h
5 0
5
★五次多项式运动规律的运动线图
◆三角函数运动规律 ★余弦加速度运动——简谐运动规律 ★正弦加速度运动——摆线运动规律
◆组合运动规律
◆多项式运动规律
1. 一次多项式运动规律——等速运动
运动方程式一般表达式：
s v
C0 ds
C1 / dt C1
a dv / dt 0
由边界条件
运动始点：=0, s=0
运动终点： 0 , s h
★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
◆三角函数运动规律
1. 余弦加速度运动规律——简谐运动规律
本运动规律的运动特性： 推杆加速度在起点和终点有突
变，且数值有限，故有柔性冲 击。
推杆推程运动方程式：
s
h 2
1
cos
0
v
h 2 0
sin
0
a
2 h
2
2 0
2
cos
圆柱凸轮机构
三种凸轮形状特点：
盘形凸轮：最基本的形式，结构简单，应
用最为广泛；
移动凸轮：是盘形的展开，凸轮相对机架
做直线运动（直线--直线）；
圆柱凸轮：移动凸轮卷制而成，属于空间
凸轮机构。
2.按推杆（从动件）形状分类
尖顶推杆
易磨损，所以只适用于作用力不大和 速度较低的场合。
滚子推杆
滚动摩擦，所以磨损较小，故可用 来传递较大的动力。
得推程运动方程：
s v
h h
/0 /0
a0
刚性冲击
推程运动线图
注意
起始和终止点速度有突变， 使瞬时加速度趋于无穷大， 从而产生无穷大惯性力，
引起 刚性冲击。
推程运动线图
2. 二次多项式运动规律——等加速等减速运动规 律
为保证凸轮机构运动平稳性，常使推杆在一个行程h中的前半段作等
加速运动，后半段作等减速运动，且加速度和减速度的绝对值相等。