凸輪機構(gòu)解說

1、4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 常用從動件的運動規(guī)律常用從動件的運動規(guī)律4.3 4.3 盤形凸輪輪廓的設計與加工方法盤形凸輪輪廓的設計與加工方法4.4 4.4 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定第四章第四章 凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)（一）教學要求（一）教學要求1 1、了解凸輪機構(gòu)的特點、類型及應用。、了解凸輪機構(gòu)的特點、類型及應用。2 2、掌握凸輪機構(gòu)的從動件的常用運動規(guī)律、掌握凸輪機構(gòu)的從動件的常用運動規(guī)律3 3、掌握凸輪輪廓曲線的設計。、掌握凸輪輪廓曲線的設計。4 4、熟悉凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。、熟悉凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。（二）教學的重點與難點（二）教學的重點與難點凸輪機構(gòu)的

2、從動件的常用運動規(guī)律及凸輪輪凸輪機構(gòu)的從動件的常用運動規(guī)律及凸輪輪廓曲線的設計。廓曲線的設計。4.1.1 4.1.1 凸輪機構(gòu)的應用凸輪機構(gòu)的應用 凸輪機構(gòu)由凸輪機構(gòu)由凸輪凸輪1 1、從動件、從動件2 2、機、機架架3 3三個基本構(gòu)件組成，是一種高三個基本構(gòu)件組成，是一種高副機構(gòu)。其中凸輪是一個具有曲線副機構(gòu)。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作連續(xù)等輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，從動件則在凸輪輪廓的控速轉(zhuǎn)動，從動件則在凸輪輪廓的控制下按預定的運動規(guī)律作往復移動制下按預定的運動規(guī)律作往復移動或擺動。或擺動。 4.1 4.1 概述概述1. 1. 組成組成2. 2. 特點：特點：

3、優(yōu)點優(yōu)點: :只要正確地設計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能實只要正確地設計和制造出凸輪的輪廓曲線，就能實現(xiàn)從動件所預期的復雜運動規(guī)律的運動；凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)現(xiàn)從動件所預期的復雜運動規(guī)律的運動；凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、運動可靠。簡單、緊湊、運動可靠。缺點缺點: :凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良凸輪與從動件之間為點或線接觸，故難以保持良好的潤滑，容易磨損。好的潤滑，容易磨損。 凸輪機構(gòu)通常適用于傳遞動力不大的機械中。尤其廣凸輪機構(gòu)通常適用于傳遞動力不大的機械中。尤其廣泛應用于自動機械、儀表和自動控制系統(tǒng)中。泛應用于自動機械、儀表和自動控制系統(tǒng)中。 3. 3. 應用：應用：內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)內(nèi)

4、燃機的配氣凸輪機構(gòu)，凸輪1作等速回轉(zhuǎn)，其輪廓將迫使推桿2作往復擺動，從而使氣門3開啟和關閉（關閉時借助于彈簧4的作用來實現(xiàn)的），以控制可燃物質(zhì)進入氣缸或廢氣的排出。 靠模車削機構(gòu)靠模車削機構(gòu)234 自動機床上的走刀機構(gòu)12刀具一個進給運動循環(huán)包括：刀具一個進給運動循環(huán)包括：1）刀具以較快的速度接）刀具以較快的速度接近工件；近工件；2）刀具等速前進來切削工件；）刀具等速前進來切削工件；3）完成切削動）完成切削動作后，刀具快速退回；作后，刀具快速退回；4）刀具復位后停留一段時間等）刀具復位后停留一段時間等待更換工件等動作。這樣一個復雜的運動規(guī)律是由一個待更換工件等動作。這樣一個復雜的運動規(guī)律是由一

5、個作等速回轉(zhuǎn)運動的圓柱凸輪通過擺動從動件來控制實現(xiàn)作等速回轉(zhuǎn)運動的圓柱凸輪通過擺動從動件來控制實現(xiàn)的。其運動規(guī)律完全取決于凸輪凹槽曲線形狀。的。其運動規(guī)律完全取決于凸輪凹槽曲線形狀。 n弧面凸輪式間歇運動機構(gòu)4.1.2 4.1.2 凸輪機構(gòu)的分類凸輪機構(gòu)的分類（1 1）盤形凸輪）盤形凸輪 1 1 、2 2、3 3盤形凸輪機構(gòu)簡單，應用廣泛，盤形凸輪機構(gòu)簡單，應用廣泛，但限于凸輪徑向尺寸不能變化太大，故從動件的行程較但限于凸輪徑向尺寸不能變化太大，故從動件的行程較短。短。（2 2）移動凸輪移動凸輪 其凸輪是具有曲線輪廓、作往復直線移其凸輪是具有曲線輪廓、作往復直線移動的構(gòu)件，可看成是轉(zhuǎn)動軸線位于

6、無窮遠處的盤形凸輪。動的構(gòu)件，可看成是轉(zhuǎn)動軸線位于無窮遠處的盤形凸輪。（3 3）圓柱凸輪圓柱凸輪 其凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，其凸輪是圓柱面上開有凹槽的圓柱體，可看成是繞卷在圓柱體上的移動凸輪，利用它可使從動可看成是繞卷在圓柱體上的移動凸輪，利用它可使從動件得到較大的行程件得到較大的行程。 1.1.按凸輪的形狀分按凸輪的形狀分（1 1）尖頂從動件尖頂從動件凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 實現(xiàn)預期的運動規(guī)律。但從實現(xiàn)預期的運動規(guī)律。但從動件尖頂易磨損，故只能用于輕載低速場合。動件尖頂易磨損，故只能用于輕載低速場合。（2 2）滾子從動件滾子從動件凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 其磨損顯著減少，能承受較其磨損顯著減少，能

7、承受較大載荷，應用較廣。但端部重量較大，又不易潤滑，故大載荷，應用較廣。但端部重量較大，又不易潤滑，故仍不宜用于高速，只能用于中低速。仍不宜用于高速，只能用于中低速。（3 3）平底從動件平底從動件凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 若不計摩擦，凸輪對從動件若不計摩擦，凸輪對從動件的作用力始終垂直于平底，傳力性能良好，且凸輪與平的作用力始終垂直于平底，傳力性能良好，且凸輪與平底接觸面間易形成潤滑油膜，摩擦磨損小、效率高，故底接觸面間易形成潤滑油膜，摩擦磨損小、效率高，故可用于高速，缺點是不能用于凸輪輪廓有內(nèi)凹的情況?？捎糜诟咚?，缺點是不能用于凸輪輪廓有內(nèi)凹的情況。 2.2.按從動件末端形狀分按從動件末端形狀分（1

8、 1）力鎖合力鎖合凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 依靠重力、彈簧力或其他外力來依靠重力、彈簧力或其他外力來保證鎖合，如內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)。保證鎖合，如內(nèi)燃機配氣凸輪機構(gòu)。（1 1）移動從動件凸輪機構(gòu)）移動從動件凸輪機構(gòu) 按其從動件導路是否通過凸按其從動件導路是否通過凸輪回轉(zhuǎn)中心分為對心移動從動件和偏置移動從動件凸輪輪回轉(zhuǎn)中心分為對心移動從動件和偏置移動從動件凸輪機構(gòu)。機構(gòu)。3.3.按鎖合方式分按鎖合方式分4.4.按從動件相對機架的運動方式分按從動件相對機架的運動方式分（2 2）擺動從動件凸輪機構(gòu)）擺動從動件凸輪機構(gòu)（2 2）形鎖合形鎖合凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu) 依靠凸輪和從動件幾何形狀來鎖合。依靠凸輪和從動件幾何形

9、狀來鎖合。移動從動件移動從動件擺動從動件擺動從動件 一對心直動尖頂從動件盤一對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪上有一最小形凸輪機構(gòu)，凸輪上有一最小向徑，以最小向徑向徑，以最小向徑r r。為半徑為半徑所作的圓稱凸輪基圓，所作的圓稱凸輪基圓，r r。稱。稱基圓半徑，凸輪以等角速度基圓半徑，凸輪以等角速度 1 1逆時針轉(zhuǎn)動。凸輪機構(gòu)運動過逆時針轉(zhuǎn)動。凸輪機構(gòu)運動過程如下：程如下：4.2 4.2 凸輪機構(gòu)的運動特性凸輪機構(gòu)的運動特性4.2.1 4.2.1 平面凸輪機構(gòu)的基本尺寸及運動參數(shù)平面凸輪機構(gòu)的基本尺寸及運動參數(shù)1推程、推程、2遠休止、遠休止、3回程、回程、4近休止近休止當凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時，從動

10、件將重復上述運動過程。當凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動時，從動件將重復上述運動過程。 一、一、凸輪機構(gòu)的工作過程凸輪機構(gòu)的工作過程 從動件的運動規(guī)律：是指其位移從動件的運動規(guī)律：是指其位移s s、速度、速度v v和加速度和加速度a a等隨凸輪轉(zhuǎn)角等隨凸輪轉(zhuǎn)角 而變化的規(guī)律。常用的從動件運動規(guī)律而變化的規(guī)律。常用的從動件運動規(guī)律有等速運動規(guī)律、等加速有等速運動規(guī)律、等加速- -等減速運動規(guī)律、余弦加速度等減速運動規(guī)律、余弦加速度運動規(guī)律、正弦加速度運動規(guī)律等。運動規(guī)律、正弦加速度運動規(guī)律等。 凸輪機構(gòu)中，凸輪的輪廓形狀決定了從動件的運動規(guī)凸輪機構(gòu)中，凸輪的輪廓形狀決定了從動件的運動規(guī)律，反之，從動件的不同運動規(guī)律

11、要求凸輪具有不同形狀律，反之，從動件的不同運動規(guī)律要求凸輪具有不同形狀的輪廓。因此，設計凸輪機構(gòu)時，應首先根據(jù)工作要求確的輪廓。因此，設計凸輪機構(gòu)時，應首先根據(jù)工作要求確定從動件的運動規(guī)律，再據(jù)此來設計凸輪的輪廓曲線。定從動件的運動規(guī)律，再據(jù)此來設計凸輪的輪廓曲線。 4.2.2 4.2.2 常用的從動件運動規(guī)律常用的從動件運動規(guī)律 從動件在推程始末兩處，速度從動件在推程始末兩處，速度有突變，瞬時加速度理論上為無有突變，瞬時加速度理論上為無窮大，因而產(chǎn)生理論上無窮大的窮大，因而產(chǎn)生理論上無窮大的慣性力，對機構(gòu)造成強烈的沖擊，慣性力，對機構(gòu)造成強烈的沖擊，這種沖擊稱為這種沖擊稱為“剛性沖擊剛性沖擊

12、”。因。因此，等速運動規(guī)律只能用于低速此，等速運動規(guī)律只能用于低速輕載的場合。輕載的場合。 從動件在推從動件在推程或回程過程程或回程過程中的運動速度中的運動速度為常數(shù)的運動為常數(shù)的運動規(guī)律。規(guī)律。1.1.等速運動規(guī)律：等速運動規(guī)律：000ahvhs 在推程的始末點和前、后在推程的始末點和前、后半程的交接處，產(chǎn)生半程的交接處，產(chǎn)生“柔性柔性沖擊沖擊”或或“軟沖軟沖”。因此這。因此這種運動規(guī)律只適用于種運動規(guī)律只適用于中速、中速、中載的場合。中載的場合。 從動件在一個行程中，前半從動件在一個行程中，前半行程作等加速運動，后半行程行程作等加速運動，后半行程作等減速運動的運動規(guī)律。作等減速運動的運動規(guī)

13、律。2.2.等加速等減速運動規(guī)律等加速等減速運動規(guī)律 在推程始末點處仍存在在推程始末點處仍存在“軟軟沖沖”，因此只適用于因此只適用于中、低速中、低速。 但若從動件作無停歇的升但若從動件作無停歇的升降降升型連續(xù)運動，則加速度曲升型連續(xù)運動，則加速度曲線為光滑連續(xù)的余弦曲線，消除線為光滑連續(xù)的余弦曲線，消除了了“軟沖軟沖”，故可用于高速。，故可用于高速。 從動件加速度按余弦規(guī)律變從動件加速度按余弦規(guī)律變化的運動規(guī)律?；倪\動規(guī)律。3.3.余弦加速度運動規(guī)律余弦加速度運動規(guī)律 ,tsva ,t ,th654321rsBAA04 4、正弦加速度運動規(guī)律、正弦加速度運動規(guī)律運動特征：沒有沖擊，運動特征：

14、沒有沖擊，故可用于高速。故可用于高速。從動件加速度按正從動件加速度按正弦規(guī)律變化的運動規(guī)律。弦規(guī)律變化的運動規(guī)律。三、從動件運動規(guī)律的選擇三、從動件運動規(guī)律的選擇1、在選擇從動件的運動規(guī)律時，應根據(jù)機器工作時的運動要求、在選擇從動件的運動規(guī)律時，應根據(jù)機器工作時的運動要求來確定。來確定。2、對無一定運動要求，只需要從動件有一定位移量的凸輪機構(gòu)。、對無一定運動要求，只需要從動件有一定位移量的凸輪機構(gòu)。3、對于高速機構(gòu)，應減小慣性力、改善動力性能，可選用正弦、對于高速機構(gòu)，應減小慣性力、改善動力性能，可選用正弦加速度運動規(guī)律或其他改進型的運動規(guī)律。加速度運動規(guī)律或其他改進型的運動規(guī)律。1-2 1-

15、2 從動件常用運動規(guī)律從動件常用運動規(guī)律4.3 4.3 盤形凸輪輪廓的設計盤形凸輪輪廓的設計 設計一般精度凸輪時常被采用圖解法。而設計高精設計一般精度凸輪時常被采用圖解法。而設計高精度凸輪，則必須用解析法，但計算復雜。本節(jié)主要討論度凸輪，則必須用解析法，但計算復雜。本節(jié)主要討論圖解法。圖解法。 設計方法：設計方法：1.1.圖解法圖解法 2.2.解析法解析法基本原理：基本原理：反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理 4.3.14.3.1圖解法設計盤形凸輪輪廓圖解法設計盤形凸輪輪廓圖解法繪制凸輪輪廓曲線是利用圖解法繪制凸輪輪廓曲線是利用反轉(zhuǎn)法原理反轉(zhuǎn)法原理完成的。完成的。加角速度加角速度- ( (與凸輪角速度大小相

16、等、方向相反與凸輪角速度大小相等、方向相反) )從動件與導路繞角速度從動件與導路繞角速度- 以以凸輪轉(zhuǎn)動凸輪轉(zhuǎn)動凸輪靜止不動凸輪靜止不動從動件尖頂?shù)倪\動軌跡就是凸輪輪廓曲線從動件尖頂?shù)倪\動軌跡就是凸輪輪廓曲線從動件相對導路移動從動件相對導路移動4.3.2 4.3.2 作圖法設計凸輪輪廓曲線作圖法設計凸輪輪廓曲線已知基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)向、從動件位移曲線已知基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)向、從動件位移曲線1.1.對心尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計對心尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計設計凸輪的輪廓曲線設計凸輪的輪廓曲線4.4.光滑連接各點即為所求光滑連接各點即為所求的凸輪輪廓。的凸輪輪廓。作圖步驟如下作圖

17、步驟如下1.1.選與位移線圖一致的比選與位移線圖一致的比例作凸輪的基圓例作凸輪的基圓 ；2.2.將基圓分成與位移線圖中將基圓分成與位移線圖中相對應的等份；相對應的等份；3.3.自基圓圓周向外量取位自基圓圓周向外量取位移線圖中相應位移量移線圖中相應位移量 ； 實實際際輪輪廓廓曲曲線線 理理論論輪輪廓廓曲曲線線 2.2.滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線的設計e3.3.偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線設計偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線設計已知偏距已知偏距e e、基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)、基圓半徑、凸輪轉(zhuǎn)向、從動件位移曲線向、從動件位移曲線偏置直動滾子從動件盤形凸輪輪廓的設計偏

18、置直動滾子從動件盤形凸輪輪廓的設計建立凸輪轉(zhuǎn)軸中心的坐標系建立凸輪轉(zhuǎn)軸中心的坐標系xOy根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，凸輪以根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，凸輪以 轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過 角；角；B點坐標為點坐標為sincos)(cossin)(00essyessx上式即為凸輪理論廓線方程上式即為凸輪理論廓線方程 實際廓線與理論廓線在法線上相距實際廓線與理論廓線在法線上相距滾子半徑滾子半徑rT，則推出，則推出sincosTTryyrxx式中取式中取“”號時為內(nèi)等距曲線，取號時為內(nèi)等距曲線，取“”號時為外等距曲線號時為外等距曲線4.3.3 4.3.3 用解析法設計凸輪機構(gòu)用解析法設計凸輪機構(gòu)凸輪輪廓的加工凸輪輪廓的加工凸輪輪廓的加工方法通

19、常有兩種凸輪輪廓的加工方法通常有兩種1.銑、銼削加工銑、銼削加工 對用于低速、輕載場合的凸輪，可以應用反轉(zhuǎn)法原理在未淬火凸對用于低速、輕載場合的凸輪，可以應用反轉(zhuǎn)法原理在未淬火凸輪輪坯上通過作圖法繪制輪廓曲線，采用銑床或用手工銼削辦法加工輪輪坯上通過作圖法繪制輪廓曲線，采用銑床或用手工銼削辦法加工而成。必要時可進行淬火處理，但用這種方法則凸輪的變形難以得到而成。必要時可進行淬火處理，但用這種方法則凸輪的變形難以得到修正。修正。2.數(shù)控加工數(shù)控加工 采用數(shù)控線切割機床對淬火凸輪進行加工，這是目前最常用的一采用數(shù)控線切割機床對淬火凸輪進行加工，這是目前最常用的一種凸輪加工方法。加工時應用解析法，求

20、出凸輪輪廓曲線的種凸輪加工方法。加工時應用解析法，求出凸輪輪廓曲線的x,y坐標，坐標，并將并將xOy坐標系的原點換算成切割時的起點，而滾子半徑相當于鉬絲坐標系的原點換算成切割時的起點，而滾子半徑相當于鉬絲半徑再加上放電間隙。半徑再加上放電間隙。 凸輪機構(gòu)的主要失效形式是磨損和疲勞點蝕，因此要凸輪機構(gòu)的主要失效形式是磨損和疲勞點蝕，因此要求凸輪和滾子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，求凸輪和滾子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韌性。心部有良好的韌性。4.4 凸輪和滾子的材料凸輪和滾子的材料 、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 低速、輕載時，可以選用鑄鐵。中速、中載時可以選低速、輕載時，可以選用鑄鐵。

21、中速、中載時可以選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼，并經(jīng)表面淬火或滲碳淬火，用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼，并經(jīng)表面淬火或滲碳淬火，達到一定硬度。高速、重載時可用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并經(jīng)表達到一定硬度。高速、重載時可用優(yōu)質(zhì)合金鋼，并經(jīng)表面淬火或滲氮處理。面淬火或滲氮處理。 滾子材料用合金鋼材料，經(jīng)滲碳淬火，達到較大表面滾子材料用合金鋼材料，經(jīng)滲碳淬火，達到較大表面硬度。硬度。 1.1.凸輪的材料凸輪的材料2.2.滾子的材料滾子的材料低速、輕載：低速、輕載：凸輪材料可選凸輪材料可選HT250、QT800-2、QT9002等，等，用球墨鑄鐵時，輪廓表面可進行淬火處理，以提高其耐磨性。從用球墨鑄鐵時，輪廓表面可進行淬火處

22、理，以提高其耐磨性。從動件受彎曲應力大，不用脆性材料，可選中碳結(jié)構(gòu)鋼，高副端表動件受彎曲應力大，不用脆性材料，可選中碳結(jié)構(gòu)鋼，高副端表面淬火至面淬火至4050HRC。為減小沖擊，也可選用質(zhì)量小的尼龍作。為減小沖擊，也可選用質(zhì)量小的尼龍作為從動件材料。為從動件材料。中速、中載：中速、中載：凸輪常用凸輪常用45、45Cr、20Cr、20CrMn等材料，從動等材料，從動件可用件可用20CR等低碳合金鋼，并經(jīng)表面淬火，低碳合金鋼應滲碳等低碳合金鋼，并經(jīng)表面淬火，低碳合金鋼應滲碳淬火，滲碳層深淬火，滲碳層深0.8-1.5mm，使硬度達，使硬度達5662HRC。高速、重載：高速、重載：凸輪可用凸輪可用40

23、CR等中碳合金鋼。表面高頻淬火至等中碳合金鋼。表面高頻淬火至5660HRC，或用，或用38CrMoAl，經(jīng)滲氮處理至，經(jīng)滲氮處理至6067HRC，但滲，但滲氮表層脆而不宜受沖擊。從動件則可用氮表層脆而不宜受沖擊。從動件則可用T8、T10等碳素工具鋼，等碳素工具鋼，經(jīng)表面淬火處理。經(jīng)表面淬火處理。凸輪常用材料和結(jié)構(gòu)凸輪常用材料和結(jié)構(gòu)二、凸輪的結(jié)構(gòu) 整體式凸輪與輪轂可調(diào)整組成凸輪的部分可調(diào)整凸輪常用材料和結(jié)構(gòu)凸輪常用材料和結(jié)構(gòu)三、滾子從動件結(jié)構(gòu)專門制造的圓柱體滾動軸承銷軸聯(lián)接4.5 4.5 凸輪機構(gòu)設計應注意的問題凸輪機構(gòu)設計應注意的問題 設計凸輪機構(gòu)，不僅要保證從動件能實現(xiàn)預定的運動設計凸輪機構(gòu)

24、，不僅要保證從動件能實現(xiàn)預定的運動規(guī)律，還須使設計的機構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，滿規(guī)律，還須使設計的機構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，滿足強度和安裝等要求。為此，設計時應注意處理好下述足強度和安裝等要求。為此，設計時應注意處理好下述問題。問題。 1.1.滾子半徑的選擇滾子半徑的選擇 2.2.凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪機構(gòu)的壓力角 3. 3.凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定 4.5.1 4.5.1 凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪機構(gòu)的壓力角 壓力角：不計摩擦時，凸輪對壓力角：不計摩擦時，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點速度方向所夾的銳動件上受力點速度方向所夾的銳角。角。

25、將從動件所受力將從動件所受力F F分解為兩個分解為兩個力力 ：sincos12FFFF 凸輪機構(gòu)設計中的幾個問題凸輪機構(gòu)設計中的幾個問題壓力角壓力角：不計摩擦時，凸輪對從動件的作用不計摩擦時，凸輪對從動件的作用力（法向力）與從動件上受力點速度方向所力（法向力）與從動件上受力點速度方向所夾的銳角。該力可分解為兩個分力夾的銳角。該力可分解為兩個分力 ： 有效分力有效分力有害分力有害分力壓力角越小，有效分力越大，機構(gòu)傳力越好。壓力角越小，有效分力越大，機構(gòu)傳力越好。 sincosnxnyFFFF壓力角及校核壓力角及校核 F F1 1是推動從動件移動的有效分力，隨著是推動從動件移動的有效分力，隨著 的

26、增大而減??；的增大而減??；F F2 2是引起導路中摩擦阻力的有害分力，隨著的增大而增是引起導路中摩擦阻力的有害分力，隨著的增大而增大。當大。當 增大到一定值時，有引起的摩擦阻力超過有效分增大到一定值時，有引起的摩擦阻力超過有效分力，此時凸輪無法推動從動件運動，機構(gòu)發(fā)生自鎖?？闪?，此時凸輪無法推動從動件運動，機構(gòu)發(fā)生自鎖?？梢?，從傳力合理、提高傳動效率來看，壓力角越小越好。見，從傳力合理、提高傳動效率來看，壓力角越小越好。在設計凸輪機構(gòu)時在設計凸輪機構(gòu)時, , 應使最大壓力角應使最大壓力角 maxmax ( (許用壓力角許用壓力角)。凸輪機構(gòu)的許用壓力角凸輪機構(gòu)的許用壓力角 可取如下數(shù)值可取如下

27、數(shù)值: : 推程時，移動從動件推程時，移動從動件 =30=304040, , 擺動從動件擺動從動件 =45=455050；回程時，通常取回程時，通常取 =70=708080。 4.5.2 4.5.2 凸輪基圓半徑的確定凸輪基圓半徑的確定 基圓半徑愈小，壓力角愈大；反之，壓力角則愈小?；鶊A半徑愈小，壓力角愈大；反之，壓力角則愈小。因此，在選取基圓半徑時應注意：因此，在選取基圓半徑時應注意： 2.2.在結(jié)構(gòu)空間允許條件下，可在結(jié)構(gòu)空間允許條件下，可適當將基圓半徑取大些，以利適當將基圓半徑取大些，以利于改善機構(gòu)的傳力性能，減少于改善機構(gòu)的傳力性能，減少磨損和減少凸輪廓線的制造誤磨損和減少凸輪廓線的制

28、造誤差。差。 1.1.合理設計偏心距合理設計偏心距e e可減小壓力角?？蓽p小壓力角。在保證在保證max前提下，為了結(jié)前提下，為了結(jié)構(gòu)緊湊，盡可能小的基園半徑。構(gòu)緊湊，盡可能小的基園半徑。 凸輪機構(gòu)設計中的幾個問題凸輪機構(gòu)設計中的幾個問題3.5.3滾子半徑的確定滾子半徑的確定 凸輪輪廓曲線形狀與滾子半徑的關系凸輪輪廓曲線形狀與滾子半徑的關系r r = r r + rr當理論廓線內(nèi)凹時當理論廓線內(nèi)凹時此時，無論滾子半徑大小，凸輪工作輪廓總是光滑曲線此時，無論滾子半徑大小，凸輪工作輪廓總是光滑曲線(如圖如圖a)當理論廓線外凸時當理論廓線外凸時(可分為三種情況可分為三種情況)r r = r r - r

29、r1) r r rr時時 r r 0這時所得的凸輪實際輪廓為光滑的曲線這時所得的凸輪實際輪廓為光滑的曲線(如圖如圖b)2) r r = rr 時時r r = 0，實際輪廓線變尖，極易磨損，不能使用實際輪廓線變尖，極易磨損，不能使用(如圖如圖c)。3) r r rr 時時r r 0， ，即實際曲線出現(xiàn)交叉會出現(xiàn)失真即實際曲線出現(xiàn)交叉會出現(xiàn)失真(如圖如圖d)。1 1、凸輪機構(gòu)的特點和類型及應用。、凸輪機構(gòu)的特點和類型及應用。2 2、凸輪機構(gòu)的從動件的常用運動規(guī)律。、凸輪機構(gòu)的從動件的常用運動規(guī)律。3 3、凸輪輪廓曲線的設計。、凸輪輪廓曲線的設計。4 4、凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。、凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。1.1.從動件運動規(guī)律相同，基圓半徑