凸輪機(jī)構(gòu)課件

第十一章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用

內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)第十一章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用內(nèi)沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)

凸輪機(jī)構(gòu)的組成

凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架。

凸輪機(jī)構(gòu)的適用場(chǎng)合廣泛用于各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線。

凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠，可以使從動(dòng)件準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還易于實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)配合。

凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)凸輪輪廓與從動(dòng)件之間是高副接觸，易于磨損。凸輪機(jī)構(gòu)的組成一．按凸輪形狀的分類盤形凸輪：凸輪輪廓上的各點(diǎn)到軸線具有變化向徑的盤形零件。Platecam移動(dòng)凸輪：當(dāng)盤形凸輪的基圓（基圓體）為無(wú)窮大時(shí)，則凸輪由輪廓上各點(diǎn)到軸線具有變化向徑，演化為到一條直線具有變化距離，同時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)演化為凸輪的移動(dòng)。Wedgecam一．按凸輪形狀的分類盤形凸輪：凸輪輪廓上的各點(diǎn)到軸線具有變化圓柱凸輪：凸輪的輪廓位于一圓柱體的端面上，可視為將移動(dòng)凸輪的側(cè)面圍繞在一圓柱面上而形成。Cylindricalcam圓柱凸輪：凸輪的輪廓位于一圓柱體的端面上，可視為將移動(dòng)凸輪的二、按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形狀分尖頂從動(dòng)件Knife-edgefollower滾子從動(dòng)件Rollerfollower二、按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形狀分尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件Flat-facefollower平底從動(dòng)件三、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)從動(dòng)件Oscillatingfollower移動(dòng)從動(dòng)件Reciprocatingfollower三、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件四、按移動(dòng)從動(dòng)件的導(dǎo)路與凸輪轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置分類力封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Force-closedcams彈簧力封閉Force-closedbypreloadedspring重力封閉

Force-closedbygravity四、按移動(dòng)從動(dòng)件的導(dǎo)路與凸輪轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置分類力封閉型凸輪機(jī)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Form-closedcams凹槽凸輪機(jī)構(gòu)Plate-groovecammechanism等寬凸輪機(jī)構(gòu)Constant-breadthcammechanism形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)凹槽凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Form-closedcammechanism等徑凸輪機(jī)構(gòu)Conjugateyokeradialcammechanism共軛凸輪機(jī)構(gòu)Conjugatecammechanism形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)rb

三．凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)與運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)hSSSS

DD0B0B

sO,t360o基圓基圓半徑rb推程推程角升距h遠(yuǎn)停遠(yuǎn)停角s回程回程角近停近停角sB位移曲線rb三．凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)與運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)hSS

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖(Diagramofmotion)

位移線圖(Displacementdiagram)—反映了從動(dòng)件的位移s隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。

速度線圖(Velocitydiagram)—反映了從動(dòng)件的速度v隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。

加速度線圖(Accelerationdiagram)—反映了從動(dòng)件的加速度a隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。

躍度線圖線(Jerkdiagram)—反映了從動(dòng)件的躍度j隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。結(jié)論

凸輪輪廓曲線的形狀決定了從動(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)出與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲線。

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖(Diagramofm

凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)推程角(Camangleforrise)

遠(yuǎn)停角(Camangleforouterdwell)S

回程角(Camangleforreturn)

近停角(Camangleforinnerdwell)S

從動(dòng)件的位移s、速度v、加速度a、躍度j

凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸基圓(Basecircle)半徑rb

移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的偏距(Offsetdistance)e

擺動(dòng)從動(dòng)件的桿長(zhǎng)(Followerarm)l

中心距(Centerdistance)L凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)第二節(jié)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofmotion)，由凸輪輪廓曲線(Camprofile)形狀決定。從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求凸輪具有不同形狀的輪廓曲線。正確選擇和設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律—工程實(shí)際中經(jīng)常用到的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

數(shù)學(xué)方程式位移方程s=f()

從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表示

運(yùn)動(dòng)線圖第二節(jié)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律數(shù)學(xué)方程式從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表

從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(一)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律

基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Fundamentallaw)包括多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofpolynomialmotion)和三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

1.

多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律

基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，n3。

2.

三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawoftrigonometricfunction)主要有余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofcosineaccelerationmotion)和正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofsineaccelerationmotion)

sc0c1c22c3

3cnn從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，n3。s

⑴余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律⑵正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律或或⑴余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律⑵正弦加速度運(yùn)

3.

幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)⑴等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofconstantvelocity)推程

速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生剛性沖擊(Rigidimpulse)。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于低速輕載場(chǎng)合。s,tv,ta,th位移線圖加速度線圖速度線圖3.幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)推程速度h2h2

⑵等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofconstantaccelerationanddeceleration)

加速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生柔性沖擊(Softimpulse)。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速輕載場(chǎng)合。,ta,ts4h22,tv2h推程后半程前半程h2h2⑵等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofc

⑶簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）,ts,ta,tvvmax1.57h推程

加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速中載場(chǎng)合。hamax4.93h2Φ2⑶簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）,ts,t

⑷擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速輕載場(chǎng)合。s,t,ta,tvhvmax2hamax6.28h2

2推程⑷擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）速度曲線和加速度

⑸3–4–5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofpolynomialmotion)推程,tsvah

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。3-4-5次運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速中載場(chǎng)合。⑸3–4–5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofpol第三節(jié)盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

一、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理

(一)

凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法

作圖法解析法基本原理反轉(zhuǎn)法原理凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法的基本原理第三節(jié)盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)rbOs13578

60o120o90o90o60o120o1290oA90o91113151357

891113121410

二、

用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線

1.

對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。

設(shè)計(jì)步驟④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。rbOs1357860o120o90o90o60o120rbOA

2.

對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑rr、凸輪角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。理論輪廓曲線實(shí)際輪廓曲線s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件滾子中心在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④將各點(diǎn)連接成一條光滑曲線。⑤作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)(外)包絡(luò)線。

設(shè)計(jì)步驟rbOA2.對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)rbOA

3.

對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

設(shè)計(jì)步驟

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)A在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④作平底直線族及平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。rbOA3.對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)eA

4.

偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線、基圓rb和偏距圓e。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。O6123457814131211109s13578

60o120o90o90o91113151357

891113121410

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。

設(shè)計(jì)步驟k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415eA4.偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)已知凸rbO12345678

60o120o90o90o

5.

尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度，擺桿長(zhǎng)度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離L，擺桿角位移曲線，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。1234567120oB11B1B2B3B4B5B6B7B860o90odB22B33B44B55B66B77A1A2A3A4A5A6A7A8ABl

①選比例尺，作位移曲線，作基圓rb和轉(zhuǎn)軸圓OA。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸A的位置。

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。

設(shè)計(jì)步驟

④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。rbO1234567860o120o90o9

三、

用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線

作圖法的缺點(diǎn)繁瑣、誤差較大。解析法的優(yōu)點(diǎn)計(jì)算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機(jī)床上加工。解析法的設(shè)計(jì)結(jié)果

根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和基本尺寸的設(shè)計(jì)結(jié)果，求出凸輪輪廓曲線的方程，利用計(jì)算機(jī)精確地計(jì)算出凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線

(一)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

1.尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

已知參數(shù)

rb、e、、ss()rbs0ss0e凸輪輪廓曲線方程yBxByxB0OB

注意e為代數(shù)量，若從動(dòng)件導(dǎo)路偏在y軸的右側(cè)，則e0

；否則，e0

。為對(duì)心移動(dòng)從動(dòng)件，e0。規(guī)定凸輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)角0，否則，0。(一)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)rbs0ss0elsin(0)LcosrbL0Lsinlcos(0)

2.尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

注意角度、(0)都是代數(shù)值，規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?/p>

已知參數(shù)

rb、、l、L、ss()

凸輪輪廓曲線方程0xOyA0B0lBALlsin(0)LcosrbL0

(二)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

1.滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

已知參數(shù)

rb、rr、e、、ss()

分析滾子中心B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。將滾子中心視為尖頂從動(dòng)件的尖頂，建立凸輪輪廓曲線方程。理論輪廓曲線

凸輪的基圓半徑rb、壓力角定義在理論輪廓曲線上。rbs0ss0eBxByBxyB0Orr

⑴理論輪廓曲線(Pitchcurve)方程(二)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)分析理論輪廓曲線rbs0ss0eBxByBxyB0Orr⑵實(shí)際輪廓曲線(Camprofile)方程曲線在B點(diǎn)的法線nn的斜率rrnnABAnnrbs0ss0eBxByBxyB0Orr⑵實(shí)際

2.滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知參數(shù)

rb、rr、、l、L、ss()

凸輪理論輪廓曲線方程

凸輪實(shí)際輪廓曲線方程Llsin(0)LcosrbLxOyA0B0l0Lsinlcos(0)AB02.滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知參數(shù)凸輪理論rbsPvxByB(三)平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)已知參數(shù)

rb、、ss()

分析從動(dòng)件的平底通常垂直于從動(dòng)件移動(dòng)導(dǎo)路，其凸輪的實(shí)際輪廓曲線是平底一系列位置的包絡(luò)線，通常按對(duì)心從動(dòng)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

凸輪的實(shí)際輪廓曲線方程vvPOP·,OPvdsds0rbB0OxyBAdsdrbsPvxByB(三)平底移動(dòng)從動(dòng)件盤凸輪機(jī)構(gòu)工作時(shí)，凸輪工作表面（凸輪輪廓）與從動(dòng)件之間為點(diǎn)接觸或線接觸，很容易磨損，且往往有沖擊，因此要求凸輪工作表面有高的硬度和耐磨性，心部則要求具有足夠的強(qiáng)度和韌性。滾子的直徑小，旋轉(zhuǎn)次數(shù)多，工作條件差，因此較凸輪更容易磨損；但由于它較凸輪容易制造，磨損后可以更換，所以一般可選用與凸輪相同的材料和熱處理。也常直接選用標(biāo)準(zhǔn)的微型滾動(dòng)軸承作為滾子使用。第四節(jié)凸輪與滾子的材料、熱處理以及凸輪零件圖第四節(jié)凸輪與滾子的材料、熱處理以及凸輪零件圖第十一章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用

內(nèi)燃機(jī)配氣凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)機(jī)床進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)第十一章凸輪機(jī)構(gòu)第一節(jié)凸輪機(jī)構(gòu)的分類、特點(diǎn)和應(yīng)用內(nèi)沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)沖床凸輪機(jī)構(gòu)繞線機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)自動(dòng)車床凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪輸送機(jī)

凸輪機(jī)構(gòu)的組成

凸輪、從動(dòng)件和機(jī)架。

凸輪機(jī)構(gòu)的適用場(chǎng)合廣泛用于各種機(jī)械，特別是自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)控制裝置和裝配生產(chǎn)線。

凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作可靠，可以使從動(dòng)件準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還易于實(shí)現(xiàn)多個(gè)運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)配合。

凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)凸輪輪廓與從動(dòng)件之間是高副接觸，易于磨損。凸輪機(jī)構(gòu)的組成一．按凸輪形狀的分類盤形凸輪：凸輪輪廓上的各點(diǎn)到軸線具有變化向徑的盤形零件。Platecam移動(dòng)凸輪：當(dāng)盤形凸輪的基圓（基圓體）為無(wú)窮大時(shí)，則凸輪由輪廓上各點(diǎn)到軸線具有變化向徑，演化為到一條直線具有變化距離，同時(shí)凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)演化為凸輪的移動(dòng)。Wedgecam一．按凸輪形狀的分類盤形凸輪：凸輪輪廓上的各點(diǎn)到軸線具有變化圓柱凸輪：凸輪的輪廓位于一圓柱體的端面上，可視為將移動(dòng)凸輪的側(cè)面圍繞在一圓柱面上而形成。Cylindricalcam圓柱凸輪：凸輪的輪廓位于一圓柱體的端面上，可視為將移動(dòng)凸輪的二、按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形狀分尖頂從動(dòng)件Knife-edgefollower滾子從動(dòng)件Rollerfollower二、按從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)形狀分尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件Flat-facefollower平底從動(dòng)件三、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)從動(dòng)件Oscillatingfollower移動(dòng)從動(dòng)件Reciprocatingfollower三、按從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式分?jǐn)[動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)從動(dòng)件四、按移動(dòng)從動(dòng)件的導(dǎo)路與凸輪轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置分類力封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Force-closedcams彈簧力封閉Force-closedbypreloadedspring重力封閉

Force-closedbygravity四、按移動(dòng)從動(dòng)件的導(dǎo)路與凸輪轉(zhuǎn)軸的相對(duì)位置分類力封閉型凸輪機(jī)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Form-closedcams凹槽凸輪機(jī)構(gòu)Plate-groovecammechanism等寬凸輪機(jī)構(gòu)Constant-breadthcammechanism形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)凹槽凸輪機(jī)構(gòu)等寬凸輪機(jī)構(gòu)形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)Form-closedcammechanism等徑凸輪機(jī)構(gòu)Conjugateyokeradialcammechanism共軛凸輪機(jī)構(gòu)Conjugatecammechanism形封閉型凸輪機(jī)構(gòu)等徑凸輪機(jī)構(gòu)共軛凸輪機(jī)構(gòu)rb

三．凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)與運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)hSSSS

DD0B0B

sO,t360o基圓基圓半徑rb推程推程角升距h遠(yuǎn)停遠(yuǎn)停角s回程回程角近停近停角sB位移曲線rb三．凸輪機(jī)構(gòu)的工作循環(huán)與運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)hSS

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖(Diagramofmotion)

位移線圖(Displacementdiagram)—反映了從動(dòng)件的位移s隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。

速度線圖(Velocitydiagram)—反映了從動(dòng)件的速度v隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。

加速度線圖(Accelerationdiagram)—反映了從動(dòng)件的加速度a隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。

躍度線圖線(Jerkdiagram)—反映了從動(dòng)件的躍度j隨時(shí)間t或凸輪轉(zhuǎn)角變化的規(guī)律。結(jié)論

凸輪輪廓曲線的形狀決定了從動(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)出與其相應(yīng)的凸輪輪廓曲線。

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)線圖(Diagramofm

凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)推程角(Camangleforrise)

遠(yuǎn)停角(Camangleforouterdwell)S

回程角(Camangleforreturn)

近停角(Camangleforinnerdwell)S

從動(dòng)件的位移s、速度v、加速度a、躍度j

凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸基圓(Basecircle)半徑rb

移動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)的偏距(Offsetdistance)e

擺動(dòng)從動(dòng)件的桿長(zhǎng)(Followerarm)l

中心距(Centerdistance)L凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)參數(shù)第二節(jié)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律一、從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofmotion)，由凸輪輪廓曲線(Camprofile)形狀決定。從動(dòng)件不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要求凸輪具有不同形狀的輪廓曲線。正確選擇和設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律—工程實(shí)際中經(jīng)常用到的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

數(shù)學(xué)方程式位移方程s=f()

從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表示

運(yùn)動(dòng)線圖第二節(jié)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律數(shù)學(xué)方程式從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表

從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(一)基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律

基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Fundamentallaw)包括多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofpolynomialmotion)和三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

1.

多項(xiàng)式類運(yùn)動(dòng)規(guī)律

基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，n3。

2.

三角函數(shù)類運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawoftrigonometricfunction)主要有余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofcosineaccelerationmotion)和正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofsineaccelerationmotion)

sc0c1c22c3

3cnn從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，n3。s

⑴余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律⑵正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律或或⑴余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律⑵正弦加速度運(yùn)

3.

幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)⑴等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofconstantvelocity)推程

速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生剛性沖擊(Rigidimpulse)。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于低速輕載場(chǎng)合。s,tv,ta,th位移線圖加速度線圖速度線圖3.幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)推程速度h2h2

⑵等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofconstantaccelerationanddeceleration)

加速度曲線不連續(xù)，機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生柔性沖擊(Softimpulse)。等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速輕載場(chǎng)合。,ta,ts4h22,tv2h推程后半程前半程h2h2⑵等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofc

⑶簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）,ts,ta,tvvmax1.57h推程

加速度曲線不連續(xù)，存在柔性沖擊。余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于中速中載場(chǎng)合。hamax4.93h2Φ2⑶簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）,ts,t

⑷擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速輕載場(chǎng)合。s,t,ta,tvhvmax2hamax6.28h2

2推程⑷擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律）速度曲線和加速度

⑸3–4–5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofpolynomialmotion)推程,tsvah

速度曲線和加速度曲線連續(xù)，無(wú)剛性沖擊和柔性沖擊。3-4-5次運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于高速中載場(chǎng)合。⑸3–4–5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律(Lawofpol第三節(jié)盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)

一、凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)的基本原理

(一)

凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)方法

作圖法解析法基本原理反轉(zhuǎn)法原理凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)方法的基本原理第三節(jié)盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)rbOs13578

60o120o90o90o60o120o1290oA90o91113151357

891113121410

二、

用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓線

1.

對(duì)心尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。

設(shè)計(jì)步驟④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。rbOs1357860o120o90o90o60o120rbOA

2.

對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑rr、凸輪角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。理論輪廓曲線實(shí)際輪廓曲線s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件滾子中心在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④將各點(diǎn)連接成一條光滑曲線。⑤作滾子圓族及滾子圓族的內(nèi)(外)包絡(luò)線。

設(shè)計(jì)步驟rbOA2.對(duì)心滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)rbOA

3.

對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線和基圓rb。

設(shè)計(jì)步驟

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。s13578

60o120o90o90o91113151357

89111312141060o120o1290o90o345

67

818765432101191213141413121110915

③確定反轉(zhuǎn)后平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)A在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④作平底直線族及平底直線族的內(nèi)包絡(luò)線。rbOA3.對(duì)心平底移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)eA

4.

偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及偏心距e，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺l，作位移曲線、基圓rb和偏距圓e。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的從動(dòng)件的位置。O6123457814131211109s13578

60o120o90o90o91113151357

891113121410

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。

設(shè)計(jì)步驟k1k2k3k5k4k6k7k812345678k9k10k11k12k13k14k159101112131415eA4.偏置尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)已知凸rbO12345678

60o120o90o90o

5.

尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度，擺桿長(zhǎng)度l以及擺桿回轉(zhuǎn)中心與凸輪回轉(zhuǎn)中心的距離L，擺桿角位移曲線，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。1234567120oB11B1B2B3B4B5B6B7B860o90odB22B33B44B55B66B77A1A2A3A4A5A6A7A8ABl

①選比例尺，作位移曲線，作基圓rb和轉(zhuǎn)軸圓OA。

②等分位移曲線及反向等分各運(yùn)動(dòng)角，確定反轉(zhuǎn)后對(duì)應(yīng)于各等分點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸A的位置。

③確定反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件尖頂在各等分點(diǎn)占據(jù)的位置。

設(shè)計(jì)步驟

④將各尖頂點(diǎn)連接成一條光滑曲線。rbO1234567860o120o90o9

三、

用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線

作圖法的缺點(diǎn)繁瑣、誤差較大。解析法的優(yōu)點(diǎn)計(jì)算精度高、速度快，適合凸輪在數(shù)控機(jī)床上加工。解析法的設(shè)計(jì)結(jié)果

根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和基本尺寸的設(shè)計(jì)結(jié)果，求出凸輪輪廓曲線的方程，利用計(jì)算機(jī)精確地計(jì)算出凸輪輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。三、用解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線

(一)尖頂從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

1.尖頂移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)

已知參數(shù)

rb、e、、ss()rbs0ss0e