機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件第四章

1、國(guó)家級(jí)精品課程教材國(guó)家級(jí)精品課程教材電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社主編：唐林虎主編：唐林虎副主編：張亞萍等副主編：張亞萍等第四章第四章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)第四章第四章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu) 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)1 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律24.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 34.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題46 課后習(xí)題答案課后習(xí)題答案第四章第四章 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué)要求教學(xué)要求（1）了解凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)方法；）了解凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用及分類(lèi)方法；（2）對(duì)從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇原則、機(jī)構(gòu)壓力角等有）對(duì)從動(dòng)件常

2、用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其選擇原則、機(jī)構(gòu)壓力角等有明確的概念；明確的概念；（3）掌握用圖解法設(shè)計(jì)盤(pán)形凸輪輪廓的方法和確定基本尺寸的）掌握用圖解法設(shè)計(jì)盤(pán)形凸輪輪廓的方法和確定基本尺寸的主要主要原則。原則。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)：從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律，盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)，凸從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律，盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)，凸輪的基圓半徑與壓力角及自鎖問(wèn)題。輪的基圓半徑與壓力角及自鎖問(wèn)題。難點(diǎn)難點(diǎn)：盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)、凸輪基本尺寸的確定。盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)、凸輪基本尺寸的確定。 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 凸輪機(jī)構(gòu)由主動(dòng)凸輪、從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)由主動(dòng)凸輪、從動(dòng)件（也稱(chēng)推

3、桿）和機(jī)架組成。（也稱(chēng)推桿）和機(jī)架組成。 （1）凸輪）凸輪: 原動(dòng)件，可作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，原動(dòng)件，可作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，也可作往復(fù)移動(dòng)。也可作往復(fù)移動(dòng)。 （2）從動(dòng)件）從動(dòng)件:被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件，被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件，可作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也可作往復(fù)擺動(dòng)，可作往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也可作往復(fù)擺動(dòng)，并通過(guò)重力、彈簧力或凹槽始終保持與并通過(guò)重力、彈簧力或凹槽始終保持與凸輪接觸。凸輪接觸。 （3）機(jī)架）機(jī)架:支承凸輪和從動(dòng)件的固定支承凸輪和從動(dòng)件的固定構(gòu)件。構(gòu)件。 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)4.1.14.1.1應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例內(nèi)燃機(jī)氣閥機(jī)構(gòu)圖內(nèi)燃機(jī)氣閥機(jī)構(gòu)圖 造型機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)造型機(jī)凸輪機(jī)構(gòu) 1凸

4、輪；凸輪；2氣閥氣閥 1凸輪；凸輪；2滾子；滾子；3工作臺(tái)工作臺(tái)動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 變速操縱機(jī)構(gòu)變速操縱機(jī)構(gòu) 1圓柱齒輪；圓柱齒輪；2撥叉；撥叉； 3三聯(lián)滑移齒輪三聯(lián)滑移齒輪 橫刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu)橫刀架進(jìn)給機(jī)構(gòu) 1凸輪；凸輪；2擺桿；擺桿； 3扇形齒輪；扇形齒輪；4橫刀架橫刀架 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 繞線(xiàn)機(jī)構(gòu)繞線(xiàn)機(jī)構(gòu) 1盤(pán)形凸輪；盤(pán)形凸輪；2引線(xiàn)桿；引線(xiàn)桿；3繞線(xiàn)軸繞線(xiàn)軸 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi) 由以上的例子可知，凸輪機(jī)構(gòu)有如下基本特性：由以上的例子可知，凸輪機(jī)構(gòu)有如下基本特

5、性： 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，借助于本身的曲線(xiàn)輪廓或凹槽迫使從動(dòng)當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，借助于本身的曲線(xiàn)輪廓或凹槽迫使從動(dòng)桿作一定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，即從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪桿作一定規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，即從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線(xiàn)或凹槽曲線(xiàn)的形狀。廓曲線(xiàn)或凹槽曲線(xiàn)的形狀。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 只需設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞憧墒箯膭?dòng)件得到任意的預(yù)只需設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。期運(yùn)動(dòng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 凸輪與從動(dòng)件間為點(diǎn)或線(xiàn)接觸，易磨損，只可用于傳力不凸輪與從動(dòng)件間為點(diǎn)或線(xiàn)接觸，易磨損，只可用于傳力不大的場(chǎng)合；凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機(jī)床進(jìn)

6、行加工；大的場(chǎng)合；凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工；從動(dòng)件的行程不能過(guò)大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。從動(dòng)件的行程不能過(guò)大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)4.1.24.1.2凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)1按凸輪形狀按凸輪形狀 （1）盤(pán)形凸輪）盤(pán)形凸輪 （2）移動(dòng)凸輪）移動(dòng)凸輪 （3）圓柱凸輪）圓柱凸輪移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu) 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu) 平面凸輪機(jī)構(gòu)平面凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)空間凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu) 動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)2按從動(dòng)件端

7、部形狀按從動(dòng)件端部形狀 （1）尖頂從動(dòng)件）尖頂從動(dòng)件 （2）滾子從動(dòng)件）滾子從動(dòng)件 （3）平底從動(dòng)件）平底從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件尖頂從動(dòng)件 滾子從動(dòng)件滾子從動(dòng)件 平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)3按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方式按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方式 （1）直動(dòng)從動(dòng)件）直動(dòng)從動(dòng)件 （2）擺動(dòng)從動(dòng)件）擺動(dòng)從動(dòng)件 4按對(duì)心方式按對(duì)心方式 （1）對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)）對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu) （2）偏置凸輪機(jī)構(gòu)）偏置凸輪機(jī)構(gòu) 直動(dòng)從動(dòng)件直動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件擺動(dòng)從動(dòng)件對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)偏置凸輪機(jī)構(gòu)偏置凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示 4.1 4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類(lèi)5按凸輪與從動(dòng)件

8、保持高副接觸的方法按凸輪與從動(dòng)件保持高副接觸的方法 （1）力鎖合）力鎖合 （2）形鎖合）形鎖合 力鎖合凸輪力鎖合凸輪 形鎖合凸輪形鎖合凸輪 動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.2.14.2.1凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程凸輪機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程（1）基圓（）基圓（rb）（2）推程、推程角（）推程、推程角（t）（3）行程（）行程（h）（4）遠(yuǎn)停程、遠(yuǎn)停程角（）遠(yuǎn)停程、遠(yuǎn)停程角（s） （5）回程、回程角（）回程、回程角（h）（6）近停程、近停程角（）近停程、近停程角（s） 名詞術(shù)語(yǔ)及符號(hào)名詞術(shù)語(yǔ)及符號(hào) 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)

9、律 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖（1）位移線(xiàn)圖：反映了從動(dòng)件的位移）位移線(xiàn)圖：反映了從動(dòng)件的位移s 隨時(shí)間隨時(shí)間t 或凸輪轉(zhuǎn)角或凸輪轉(zhuǎn)角 變變化的規(guī)律?；囊?guī)律。（2）速度線(xiàn)圖：反映了從動(dòng)件的速度）速度線(xiàn)圖：反映了從動(dòng)件的速度v 隨時(shí)間隨時(shí)間t 或凸輪轉(zhuǎn)角或凸輪轉(zhuǎn)角變變化的規(guī)律?；囊?guī)律。（3）加速度線(xiàn)圖：反映了從動(dòng)件的加速度）加速度線(xiàn)圖：反映了從動(dòng)件的加速度a 隨時(shí)間隨時(shí)間t 或凸輪轉(zhuǎn)或凸輪轉(zhuǎn)角角變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。 凸輪輪廓曲線(xiàn)的形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)凸輪輪廓曲線(xiàn)的形狀決定了從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。要使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出律。要使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)某種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要設(shè)計(jì)出與其相應(yīng)

10、的凸輪輪廓曲線(xiàn)。與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲線(xiàn)。 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.2.24.2.2從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律）（1）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：）運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 當(dāng)凸輪以等角速度當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升或下降過(guò)程中速度保持不變件上升或下降過(guò)程中速度保持不變。0t0ttahvvhths（2）運(yùn)動(dòng)方程：）運(yùn)動(dòng)方程： 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （3）動(dòng)力特性：）動(dòng)力特性： 在從動(dòng)件推程開(kāi)始位置和終止位在從動(dòng)件推程開(kāi)始位置和終止位置處，速度發(fā)生突變，瞬時(shí)加速度在置

11、處，速度發(fā)生突變，瞬時(shí)加速度在理論上趨于無(wú)窮大，產(chǎn)生極大的慣性理論上趨于無(wú)窮大，產(chǎn)生極大的慣性力，存在剛性沖擊。力，存在剛性沖擊。（4）適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合： 一般只用于低速和從動(dòng)件質(zhì)量較一般只用于低速和從動(dòng)件質(zhì)量較小的凸輪機(jī)構(gòu)中。小的凸輪機(jī)構(gòu)中。 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（拋物線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律）等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律（拋物線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律）（1）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：）運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 當(dāng)凸輪以等角速度當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件在推程或回程的前半行程作等加動(dòng)件在推程或回程的前半行程作等加速，后半行程作等減速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。速，后半行程作等減速的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2t2

12、02t022t2044221haahtavhtas（2）運(yùn)動(dòng)方程：）運(yùn)動(dòng)方程： 等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為等加速段的運(yùn)動(dòng)方程為: 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 根據(jù)運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖的對(duì)稱(chēng)性，可得等減速段的運(yùn)動(dòng)方程為根據(jù)運(yùn)動(dòng)線(xiàn)圖的對(duì)稱(chēng)性，可得等減速段的運(yùn)動(dòng)方程為2t20t2t2t2t4)(4)(2haahvhhs （3）動(dòng)力特性：）動(dòng)力特性： 在運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起始點(diǎn)、等加速等減在運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起始點(diǎn)、等加速等減速的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終止點(diǎn)，從動(dòng)件的加速度速的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終止點(diǎn)，從動(dòng)件的加速度有限值的突然變化，從而產(chǎn)生有限的慣有限值的突然變化，從而產(chǎn)生有限的慣性力引起柔性沖擊。性力引起柔性沖擊。（4）適用

13、場(chǎng)合：）適用場(chǎng)合： 適用于中速、輕載的場(chǎng)合。適用于中速、輕載的場(chǎng)合。 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）（1）運(yùn)動(dòng)規(guī)律：）運(yùn)動(dòng)規(guī)律： 質(zhì)點(diǎn)在圓周上作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它質(zhì)點(diǎn)在圓周上作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)。在該圓直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)。)cos(1 2ths)sin(2tthv )cos()(2t2t2ha （2）運(yùn)動(dòng)方程：）運(yùn)動(dòng)方程： 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 （3）動(dòng)力特性：）動(dòng)力特性： 從動(dòng)件作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，在行程的從動(dòng)件作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，在行程的始點(diǎn)

14、和終點(diǎn)也產(chǎn)生有限值的變化，故始點(diǎn)和終點(diǎn)也產(chǎn)生有限值的變化，故有柔性沖擊，但減少了沖擊次數(shù)。有柔性沖擊，但減少了沖擊次數(shù)。（4）適用場(chǎng)合：）適用場(chǎng)合： 適用于中速、中載場(chǎng)合。適用于中速、中載場(chǎng)合。 只有當(dāng)從動(dòng)件作無(wú)停留區(qū)間的升只有當(dāng)從動(dòng)件作無(wú)停留區(qū)間的升降降升連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能避免沖擊，升連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能避免沖擊，從而可用于高速運(yùn)動(dòng)。從而可用于高速運(yùn)動(dòng)。 4.2 4.2 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律4.2.34.2.3從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇 工作要求工作要求 當(dāng)機(jī)器的工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，而凸當(dāng)機(jī)器的工作過(guò)程對(duì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有特殊要求，而凸輪

15、的轉(zhuǎn)速不太高時(shí)，應(yīng)首先從滿(mǎn)足工作需要出發(fā)來(lái)選擇或設(shè)計(jì)輪的轉(zhuǎn)速不太高時(shí)，應(yīng)首先從滿(mǎn)足工作需要出發(fā)來(lái)選擇或設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 加工工藝加工工藝 當(dāng)機(jī)器的工作過(guò)程只需要從動(dòng)件有一定位移，而對(duì)其無(wú)一當(dāng)機(jī)器的工作過(guò)程只需要從動(dòng)件有一定位移，而對(duì)其無(wú)一定運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，如夾緊、送料等凸輪機(jī)構(gòu)，可只考慮加工方便，定運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，如夾緊、送料等凸輪機(jī)構(gòu)，可只考慮加工方便，一般采用圓弧、直線(xiàn)等組成的凸輪輪廓。一般采用圓弧、直線(xiàn)等組成的凸輪輪廓。運(yùn)動(dòng)性能運(yùn)動(dòng)性能 當(dāng)機(jī)器對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)性能有特殊要求，而凸輪的轉(zhuǎn)速又較當(dāng)機(jī)器對(duì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)性能有特殊要求，而凸輪的轉(zhuǎn)速又較高，并且只用一種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律又難于滿(mǎn)

16、足這些要求時(shí)，可考高，并且只用一種基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律又難于滿(mǎn)足這些要求時(shí)，可考慮采用滿(mǎn)足要求的組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。慮采用滿(mǎn)足要求的組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 在設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除了要考慮其沖擊特性之外，在設(shè)計(jì)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，除了要考慮其沖擊特性之外，還要考慮從動(dòng)件的最大速度還要考慮從動(dòng)件的最大速度vmax和最大加速度和最大加速度amax。 4.3 4.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法：設(shè)計(jì)方法： （1）圖解法圖解法: 簡(jiǎn)單、直觀(guān)，但精度有限，適用于低速或精簡(jiǎn)單、直觀(guān)，但精度有限，適用于低速或精度要求不高的場(chǎng)合。度要求不高的場(chǎng)合。 （2）解析法解析法: 精確度高，適用于高速或精度要求較高的場(chǎng)精確度

17、高，適用于高速或精度要求較高的場(chǎng)合，如高速凸輪、靠模凸輪、儀表中的凸輪等。合，如高速凸輪、靠模凸輪、儀表中的凸輪等。 本節(jié)主要介紹采用圖解法繪制盤(pán)形凸輪輪廓的基本原理和方法。本節(jié)主要介紹采用圖解法繪制盤(pán)形凸輪輪廓的基本原理和方法。 4.3 4.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 反轉(zhuǎn)法：反轉(zhuǎn)法： 給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加以繞凸輪軸心并給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加以繞凸輪軸心并與凸輪角速度與凸輪角速度等值反向的角速度等值反向的角速度-，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不改變，但凸輪已視為靜止。相對(duì)運(yùn)動(dòng)并不改變，但凸輪已視為靜止。而從動(dòng)件則被看成一方面隨機(jī)架和導(dǎo)路而從動(dòng)

18、件則被看成一方面隨機(jī)架和導(dǎo)路以角速度以角速度-繞繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面又在導(dǎo)路中按一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于導(dǎo)路中按一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由于從動(dòng)件的尖頂始終與凸輪廓線(xiàn)相接觸，從動(dòng)件的尖頂始終與凸輪廓線(xiàn)相接觸，所以反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡即為所以反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡即為凸輪輪廓。凸輪輪廓。 4.3.14.3.1繪制原理繪制原理動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示 4.3 4.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 1對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì) 已知某對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，已知某對(duì)心直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪按順時(shí)針

19、轉(zhuǎn)動(dòng)，升程升程h=20mm，rb=30mm；t=90，從動(dòng)件勻速上升；，從動(dòng)件勻速上升；s=90；h=180；從動(dòng)件勻速下降。；從動(dòng)件勻速下降。 試?yán)L制此凸輪輪廓曲線(xiàn)。試?yán)L制此凸輪輪廓曲線(xiàn)。4.3.24.3.2直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的設(shè)計(jì)直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的設(shè)計(jì) 根據(jù)根據(jù)“反轉(zhuǎn)法反轉(zhuǎn)法”原原理，設(shè)計(jì)步驟如下：理，設(shè)計(jì)步驟如下：（1）選取比例尺）選取比例尺L，繪制位移線(xiàn)圖。繪制位移線(xiàn)圖。（2）畫(huà)基圓并確定從）畫(huà)基圓并確定從動(dòng)件尖頂?shù)钠鹗嘉恢谩?dòng)件尖頂?shù)钠鹗嘉恢?。?）畫(huà)反轉(zhuǎn)過(guò)程中從）畫(huà)反轉(zhuǎn)過(guò)程中從動(dòng)件的導(dǎo)路位置。動(dòng)件的導(dǎo)路位置。（4）畫(huà)凸輪輪廓。）畫(huà)凸輪輪廓。 4.3 4.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)

20、計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 2對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì) 由于凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾子與凸輪的相由于凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾子與凸輪的相切點(diǎn)不一定在從動(dòng)件的位置線(xiàn)上，但切點(diǎn)不一定在從動(dòng)件的位置線(xiàn)上，但滾子中心位置始終處在該線(xiàn)，從動(dòng)件滾子中心位置始終處在該線(xiàn)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與滾子中心一致，設(shè)計(jì)步的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與滾子中心一致，設(shè)計(jì)步驟如下：驟如下： （1）把從動(dòng)件滾子中心作為從動(dòng)）把從動(dòng)件滾子中心作為從動(dòng)件的尖頂，按照尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪件的尖頂，按照尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓曲線(xiàn)的繪制方法，繪制出凸輪輪輪廓曲線(xiàn)的繪制方法，繪制出凸輪輪廓曲線(xiàn)廓曲線(xiàn)。 （2）以理論輪廓曲線(xiàn)上的各點(diǎn)為）以理論輪廓

21、曲線(xiàn)上的各點(diǎn)為圓心，以已知滾子半徑圓心，以已知滾子半徑rT為半徑作一為半徑作一系列圓，然后作這些圓的光滑內(nèi)切曲系列圓，然后作這些圓的光滑內(nèi)切曲線(xiàn)線(xiàn)，即得該滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪的，即得該滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪的實(shí)際輪廓曲線(xiàn)。實(shí)際輪廓曲線(xiàn)。 4.3 4.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 3. 對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì)對(duì)心直動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì) 從動(dòng)件端部為平底時(shí)，凸輪輪從動(dòng)件端部為平底時(shí)，凸輪輪廓的繪制方法也與尖頂從動(dòng)件時(shí)的廓的繪制方法也與尖頂從動(dòng)件時(shí)的繪制方法類(lèi)似，設(shè)計(jì)步驟如下：繪制方法類(lèi)似，設(shè)計(jì)步驟如下： （1）將從動(dòng)件的平底與導(dǎo)路中）將從動(dòng)件的平底與導(dǎo)路中心線(xiàn)的交點(diǎn)心線(xiàn)的交點(diǎn)

22、B看做從動(dòng)件的尖頂，看做從動(dòng)件的尖頂，用尖頂從動(dòng)件設(shè)計(jì)凸輪輪廓的方法，用尖頂從動(dòng)件設(shè)計(jì)凸輪輪廓的方法，求出尖頂從動(dòng)件反轉(zhuǎn)后的一系列位求出尖頂從動(dòng)件反轉(zhuǎn)后的一系列位置置B1、B2、。 （2）過(guò)這些點(diǎn)作這些射線(xiàn)的垂過(guò)這些點(diǎn)作這些射線(xiàn)的垂線(xiàn)（即一系列線(xiàn)（即一系列“平底平底”），得一直線(xiàn)），得一直線(xiàn)族族。 （3）作此直線(xiàn)族的包絡(luò)線(xiàn)，便作此直線(xiàn)族的包絡(luò)線(xiàn)，便可得到凸輪的輪廓曲線(xiàn)。可得到凸輪的輪廓曲線(xiàn)。 4.3 4.3 凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線(xiàn)設(shè)計(jì) 4. 偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì)偏置直動(dòng)尖頂從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓設(shè)計(jì) 若已知該凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，凸輪基圓半徑若已知該凸輪機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律

23、，凸輪基圓半徑rb、偏、偏距距e=lOA1。凸輪以等角速度。凸輪以等角速度1回轉(zhuǎn)，試?yán)L出此凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲回轉(zhuǎn)，試?yán)L出此凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線(xiàn)。線(xiàn)。設(shè)計(jì)步驟如下：設(shè)計(jì)步驟如下：（1）繪制位移線(xiàn)圖。）繪制位移線(xiàn)圖。（2）畫(huà)基圓并確定從）畫(huà)基圓并確定從動(dòng)件尖頂?shù)钠鹗嘉恢?。?dòng)件尖頂?shù)钠鹗嘉恢谩＃?）畫(huà)反轉(zhuǎn)過(guò)程中從）畫(huà)反轉(zhuǎn)過(guò)程中從動(dòng)件的導(dǎo)路位置。動(dòng)件的導(dǎo)路位置。（4）畫(huà)凸輪輪廓。）畫(huà)凸輪輪廓。 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 4.4.14.4.1滾子半徑的選取滾子半徑的選取0：理論輪廓曲率半徑；理論輪廓曲率半徑；rT：滾子半徑；：滾子半徑；：實(shí)際輪廓的曲率半徑。實(shí)際輪

24、廓的曲率半徑。（1）當(dāng)理論輪廓曲線(xiàn)內(nèi)凹時(shí)：當(dāng)理論輪廓曲線(xiàn)內(nèi)凹時(shí)： =0+rT 無(wú)論無(wú)論rT取何值，凸輪工作輪廓取何值，凸輪工作輪廓總是光滑曲線(xiàn)，即總是光滑曲線(xiàn)，即rT的大小可不受的大小可不受0的限制。的限制。 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 （2）當(dāng)理論輪廓曲線(xiàn)外凸時(shí)當(dāng)理論輪廓曲線(xiàn)外凸時(shí):=0-rT： rT0 0，實(shí)際輪廓，實(shí)際輪廓為一平滑曲線(xiàn)為一平滑曲線(xiàn)rT =0=0，實(shí)際輪廓曲，實(shí)際輪廓曲線(xiàn)在該處將出現(xiàn)尖線(xiàn)在該處將出現(xiàn)尖點(diǎn)，極易磨損，磨點(diǎn)，極易磨損，磨損后就會(huì)改變其運(yùn)損后就會(huì)改變其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不能使用動(dòng)規(guī)律，不能使用rT0 0，實(shí)際輪廓曲，實(shí)際輪廓曲線(xiàn)相

25、交，相交部分線(xiàn)相交，相交部分的輪廓曲線(xiàn)在實(shí)際的輪廓曲線(xiàn)在實(shí)際加工時(shí)將被切去，加工時(shí)將被切去，運(yùn)動(dòng)失真運(yùn)動(dòng)失真 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 為了使為了使凸輪輪廓在任何位置既不變尖也不凸輪輪廓在任何位置既不變尖也不相交，滾子半徑相交，滾子半徑rT必須小于理論輪廓外凸部分必須小于理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑的最小曲率半徑0min。 一般?。阂话闳。簉T0.80min。 為防止凸輪過(guò)快磨損，可使凸輪實(shí)際輪廓為防止凸輪過(guò)快磨損，可使凸輪實(shí)際輪廓曲線(xiàn)上的最小曲率半徑曲線(xiàn)上的最小曲率半徑min15mm。 此外，由于凸輪基圓半徑越大，則凸輪廓此外，由于凸輪基圓半徑越

26、大，則凸輪廓線(xiàn)的最小曲率半徑線(xiàn)的最小曲率半徑min也越大，所以也可按凸也越大，所以也可按凸輪的基圓半徑輪的基圓半徑rb選取選取rT，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，常取，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，常取rT0.4rb 。由此可見(jiàn)：由此可見(jiàn)： 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 4.4.24.4.2凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角1壓力角及允許值壓力角及允許值 若忽略摩擦力，把凸輪作用于從動(dòng)若忽略摩擦力，把凸輪作用于從動(dòng)件的法向力件的法向力Fn與它的運(yùn)動(dòng)方向之間所夾與它的運(yùn)動(dòng)方向之間所夾的銳角的銳角，稱(chēng)為凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。，稱(chēng)為凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。AtvtnFnFncosFnsinnFnFncosFns

27、in:有用分力有用分力:有害有害分力分力 壓力角越大，有壓力角越大，有用用分力就越小，有害分力就越大，機(jī)構(gòu)的效分力就越小，有害分力就越大，機(jī)構(gòu)的效率就越低。當(dāng)壓力角增大到一定程度，以致使有害分力率就越低。當(dāng)壓力角增大到一定程度，以致使有害分力Fnsin引引起的摩擦阻力大于有用分力起的摩擦阻力大于有用分力Fncos時(shí)，無(wú)論凸輪加給從動(dòng)件的作時(shí)，無(wú)論凸輪加給從動(dòng)件的作用力有多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖。用力有多大，從動(dòng)件都不能運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為自鎖。 壓力角壓力角 動(dòng)態(tài)演示動(dòng)態(tài)演示 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）壓力角選擇原則）壓力角選擇原

28、則 ： max 壓力角壓力角允許值允許值直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)：直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)：30擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)：擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)：3045 推程：推程：回程：回程： =7080 （2）壓力角許用值）壓力角許用值 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 2壓力角的校核壓力角的校核 校核目的校核目的: 確保良好的運(yùn)動(dòng)特性確保良好的運(yùn)動(dòng)特性。壓力角的簡(jiǎn)易測(cè)量法壓力角的簡(jiǎn)易測(cè)量法max ：傳力性能良好：傳力性能良好增大基圓半徑增大基圓半徑采用偏置從動(dòng)件采用偏置從動(dòng)件max：減小減小max采取措施采取措施校核方法校核方法: max常出現(xiàn)在從動(dòng)件位移曲線(xiàn)上斜率常出現(xiàn)在從動(dòng)件位移曲線(xiàn)

29、上斜率最大的位置，測(cè)量時(shí)，可在理論輪廓曲線(xiàn)最大的位置，測(cè)量時(shí)，可在理論輪廓曲線(xiàn)較陡的地方取若干點(diǎn)，作出過(guò)這些點(diǎn)的法較陡的地方取若干點(diǎn)，作出過(guò)這些點(diǎn)的法線(xiàn)和從動(dòng)件在這些點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向線(xiàn)，求出線(xiàn)和從動(dòng)件在這些點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向線(xiàn)，求出它們之間所夾的銳角即壓力角，看其中最它們之間所夾的銳角即壓力角，看其中最大值是否超過(guò)許用的壓力角值。大值是否超過(guò)許用的壓力角值。校核結(jié)果校核結(jié)果:目的目的 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 在相同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的條件下，凸在相同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的條件下，凸輪的基圓越小，則凸輪的尺寸越小，輪的基圓越小，則凸輪的尺寸越小，但其壓力角會(huì)越大。但其壓力角會(huì)越大。

30、增大基圓半徑增大基圓半徑偏置與對(duì)心從動(dòng)件的比較偏置與對(duì)心從動(dòng)件的比較 從動(dòng)件要偏置在與凸輪轉(zhuǎn)向從動(dòng)件要偏置在與凸輪轉(zhuǎn)向相反的一則，可使壓力角減小。相反的一則，可使壓力角減小。 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 直動(dòng)平底從動(dòng)件的直動(dòng)平底從動(dòng)件的凸輪機(jī)構(gòu)，由于從動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，由于從動(dòng)件的受力方向和運(yùn)動(dòng)件的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向一致，壓力角始方向一致，壓力角始終為零，故傳力性能終為零，故傳力性能最好。最好。 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 4.4.34.4.3基圓半徑的確定基圓半徑的確定原則原則: 方法方法: （1）當(dāng)凸輪與軸做成一

31、體時(shí)：當(dāng)凸輪與軸做成一體時(shí)：rbr+rT+（25）mm。 （r：凸輪軸半徑：凸輪軸半徑；rT：滾子半徑滾子半徑） 在滿(mǎn)足在滿(mǎn)足max的條件下，應(yīng)選取盡可能小的基圓半徑。的條件下，應(yīng)選取盡可能小的基圓半徑。凸輪軸凸輪軸平鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接 （2）當(dāng)凸輪通過(guò)鍵等形式裝在軸上）當(dāng)凸輪通過(guò)鍵等形式裝在軸上時(shí)：時(shí)：rbrh+rT+（25）mm。（rh：凸輪輪轂半徑）：凸輪輪轂半徑）（從動(dòng)件不帶滾子時(shí)，（從動(dòng)件不帶滾子時(shí)，rT =0，rh =（1.51.7）r） 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 4.4.44.4.4凸輪的結(jié)構(gòu)與材料凸輪的結(jié)構(gòu)與材料1凸輪在軸上的固定方式凸輪

32、在軸上的固定方式 當(dāng)凸輪輪廓尺寸接近軸徑尺寸時(shí)，凸輪與軸可做成一體當(dāng)凸輪輪廓尺寸接近軸徑尺寸時(shí)，凸輪與軸可做成一體,即為凸輪軸，當(dāng)二者尺寸相差比較大時(shí)，凸輪與軸的固定采即為凸輪軸，當(dāng)二者尺寸相差比較大時(shí)，凸輪與軸的固定采用鍵或銷(xiāo)等聯(lián)接形式。當(dāng)凸輪與軸的角度需經(jīng)常調(diào)整，可采用鍵或銷(xiāo)等聯(lián)接形式。當(dāng)凸輪與軸的角度需經(jīng)常調(diào)整，可采用彈性錐套和圓螺母聯(lián)接。用彈性錐套和圓螺母聯(lián)接。用圓錐銷(xiāo)聯(lián)接用圓錐銷(xiāo)聯(lián)接 用彈性開(kāi)口錐套和螺母聯(lián)接用彈性開(kāi)口錐套和螺母聯(lián)接 4.4 4.4 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 2凸輪和滾子的材料凸輪和滾子的材料 凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，通常承受沖擊載荷，凸輪與從動(dòng)件

33、接凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，通常承受沖擊載荷，凸輪與從動(dòng)件接觸部分有嚴(yán)重磨損，因此必須合理選擇凸輪和滾子的材料，觸部分有嚴(yán)重磨損，因此必須合理選擇凸輪和滾子的材料，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚節(jié)L子和凸輪的工作表面具有較高的并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使?jié)L子和凸輪的工作表面具有較高的硬度和耐磨性，而心部要有較好的韌性以承受沖擊。硬度和耐磨性，而心部要有較好的韌性以承受沖擊。 凸輪和滾子常用的材料有凸輪和滾子常用的材料有45鋼、鋼、20Cr、18CrMnTi或或T9、T10等，并經(jīng)表面淬火處理。等，并經(jīng)表面淬火處理。 課后習(xí)題答案課后習(xí)題答案一、判斷題一、判斷題1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

34、 二、選擇題二、選擇題1. B 2. A 3. B 4. A 5. C 6. A 7. B 8. C 9. D 10. B 11. A 12. A 13. A 14. B 15.A 16. A B 17. A 18. B 19. A 20. A 三、綜合題三、綜合題 1.凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，通常按以下方法進(jìn)行分類(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，通常按以下方法進(jìn)行分類(lèi): （1）按凸輪形狀可分為：盤(pán)形凸輪、移動(dòng)凸輪和圓柱凸）按凸輪形狀可分為：盤(pán)形凸輪、移動(dòng)凸輪和圓柱凸輪。輪。 （2）按）按從動(dòng)件端部形狀從動(dòng)件端部形狀可分為：尖頂從動(dòng)件、滾子從動(dòng)可分為：尖頂從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件和平底從動(dòng)件。件和平底從動(dòng)件

35、。課后習(xí)題答案課后習(xí)題答案 （3）按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方式可分為：直動(dòng)從動(dòng)件和擺動(dòng)從動(dòng)）按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)方式可分為：直動(dòng)從動(dòng)件和擺動(dòng)從動(dòng)件。件。 （4）按對(duì)心方式可分為：對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)和偏置凸輪機(jī)構(gòu)。）按對(duì)心方式可分為：對(duì)心凸輪機(jī)構(gòu)和偏置凸輪機(jī)構(gòu)。 （5）按凸輪與從動(dòng)件保持高副接觸的方法可分為：力鎖）按凸輪與從動(dòng)件保持高副接觸的方法可分為：力鎖合和形鎖合。合和形鎖合。 凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)： （1）只需設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任）只需設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)。意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)。 （2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。 凸輪機(jī)構(gòu)的主

36、要缺點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)的主要缺點(diǎn)： （1）凸輪與從動(dòng)件間為點(diǎn)或線(xiàn)接觸，易磨損，只可用于）凸輪與從動(dòng)件間為點(diǎn)或線(xiàn)接觸，易磨損，只可用于傳力不大的場(chǎng)合；傳力不大的場(chǎng)合； （2）凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。）凸輪輪廓精度要求較高，需用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。 （3）從動(dòng)件的行程不能過(guò)大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。）從動(dòng)件的行程不能過(guò)大，否則會(huì)使凸輪變得笨重。課后習(xí)題答案課后習(xí)題答案 2.在凸輪上，以凸輪的最小向徑在凸輪上，以凸輪的最小向徑rb為半徑所繪制的圓稱(chēng)為為半徑所繪制的圓稱(chēng)為凸輪的基圓。凸輪的基圓。rb即為基圓半徑。即為基圓半徑。 基圓半徑也是凸輪設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。在設(shè)計(jì)凸輪基圓半徑也是凸

37、輪設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)。在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪的基圓半徑機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪的基圓半徑rb取的越小，所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)越緊取的越小，所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)越緊湊。但基圓半徑過(guò)小又會(huì)引起壓力角增大。而基圓較大的凸輪湊。但基圓半徑過(guò)小又會(huì)引起壓力角增大。而基圓較大的凸輪輪廓較平緩，壓力角較小。因此，在滿(mǎn)足輪廓較平緩，壓力角較小。因此，在滿(mǎn)足max的條件下，的條件下，應(yīng)選取盡可能小的基圓半徑。應(yīng)選取盡可能小的基圓半徑。 3.從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：當(dāng)凸輪以等角速度等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：

38、當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件上升或下降過(guò)程中速度保持不變。加速度為零，但在從動(dòng)件推程開(kāi)或下降過(guò)程中速度保持不變。加速度為零，但在從動(dòng)件推程開(kāi)始和終止位置處，速度發(fā)生突變，瞬時(shí)加速度在理論上趨于無(wú)始和終止位置處，速度發(fā)生突變，瞬時(shí)加速度在理論上趨于無(wú)窮大，產(chǎn)生極大的慣性力，引起剛性沖擊。故只用于低速和從窮大，產(chǎn)生極大的慣性力，引起剛性沖擊。故只用于低速和從動(dòng)件質(zhì)量較小的凸輪機(jī)構(gòu)中。動(dòng)件質(zhì)量較小的凸輪機(jī)構(gòu)中。課后習(xí)題答案課后習(xí)題答案 等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：當(dāng)凸輪以等角速度當(dāng)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件在推程或回程的前半行程作等加速，后半行程作等減速。動(dòng)件在推程或回程的前半行程作等加速，后半行程作等減速。在運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起始點(diǎn)、等加速等減速的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終止點(diǎn)，從動(dòng)在運(yùn)動(dòng)規(guī)律的起始點(diǎn)、等加速等減速的轉(zhuǎn)折點(diǎn)和終止點(diǎn)，從動(dòng)件的加速度有限值的突然變化，從而產(chǎn)生有限的慣性力引起柔件的加速度有限值的突然變化，從而產(chǎn)生有