機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第章凸輪機(jī)構(gòu)

第三章凸輪機(jī)構(gòu)(CamMechanisms)§3—1概述(Introduction)一、凸輪機(jī)構(gòu)的組成和特點(diǎn)1、組成(Composing)由凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件（2個(gè)低副1個(gè)高副）組成。凸輪：是一個(gè)具有曲線輪廓或曲線凹槽的構(gòu)件。通常作為原動(dòng)件，有時(shí)作為機(jī)架；一般作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，但也有作往復(fù)擺動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)件(Follower)：被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。圖3-1自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)是高副機(jī)構(gòu)。當(dāng)凸輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過其曲線輪廓與從動(dòng)件的高副接觸，使從動(dòng)件得到預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。2、特點(diǎn)(Characteristics)優(yōu)點(diǎn)(Advantage)：只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，就可以使從動(dòng)件準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、設(shè)計(jì)方便。缺點(diǎn)(Disadvantage)：高副機(jī)構(gòu)為點(diǎn)、線接觸，故易磨損，所以多用在傳力不大的控制機(jī)構(gòu)。二、應(yīng)用(Application)

凸輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械中的一種常用機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛。主要用于：受力不大的控制機(jī)構(gòu)或調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。如圖3-1所示的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)，原動(dòng)凸輪1連續(xù)等速轉(zhuǎn)動(dòng)，其曲線輪廓使從動(dòng)件3（氣閥）作往復(fù)移動(dòng)，從而使氣閥按預(yù)期的時(shí)間開啟或關(guān)閉（關(guān)閉是借助彈簧的作用），來(lái)控制燃?xì)庠谶m當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)入氣缸或排出廢氣。圖3-1312A線如圖3-2所示的繞線機(jī)構(gòu)，當(dāng)繞線軸3快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)齒輪帶動(dòng)凸輪1緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)，通過凸輪輪廓與尖頂A之間的作用，驅(qū)使從動(dòng)件2往復(fù)擺動(dòng)，從而使線均勻地纏繞在繞線軸上。圖3-23皮帶輪5卷帶輪圖3-3錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)1放音鍵2摩擦輪413245放音鍵卷帶輪皮帶輪摩擦輪圖3-3錄音機(jī)卷帶機(jī)構(gòu)如圖所示的自動(dòng)機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)，當(dāng)具有凹槽的圓柱凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與凹槽接觸的滾子迫使從動(dòng)件2繞軸作往復(fù)擺動(dòng)，從而控制刀架4的進(jìn)刀和退刀運(yùn)動(dòng)。如圖3-4所示的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，當(dāng)具有凹槽的圓柱凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與凹槽接觸的滾子迫使從動(dòng)件2作往復(fù)移動(dòng)。凸輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從動(dòng)件便從送料器中推出一個(gè)工件，送到加工位置。圖3-4如圖所示的靠模車削機(jī)構(gòu)，工件1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，并和靠模板3一起向右移動(dòng)，由于靠模板的曲線輪廓推動(dòng)，刀架2帶著車刀按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律作橫向運(yùn)動(dòng)，從而車削出具有曲線表面的手柄。靠模車削機(jī)構(gòu)如圖所示的繞線機(jī)構(gòu)，當(dāng)具有凹槽的圓柱凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使從動(dòng)件作往復(fù)移動(dòng)，從而均勻地將線繞在軸上。繞線機(jī)構(gòu)三、分類(Classifications)凸輪機(jī)構(gòu)的類型很多，常根據(jù)凸輪和從動(dòng)件的形狀及其運(yùn)動(dòng)形式的不同來(lái)分類：1、按凸輪的形狀(Shape)分：1）盤形(Disk)凸輪（圖3-1、3-2）：是一個(gè)繞固定軸線轉(zhuǎn)動(dòng)并具有變化向徑的盤形構(gòu)件，它是凸輪的基本形式。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較廣泛，但行程不能太大，否則對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)不利。盤形凸輪2）移動(dòng)(Translating)凸輪（圖3-3）：是相對(duì)機(jī)架作往復(fù)移動(dòng)且具有曲線輪廓的構(gòu)件。用得較少。可看作是轉(zhuǎn)軸在無(wú)窮遠(yuǎn)處的盤形凸輪的一部分。3）圓柱(Cylindrical)凸輪（圖3-4）:是在圓柱面上開有曲線凹槽或在圓柱端面上具有曲線輪廓的構(gòu)件。它是一種空間凸輪機(jī)構(gòu)，可認(rèn)為是移動(dòng)凸輪卷成圓柱體來(lái)演化形成的。行程可較大，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。移動(dòng)凸輪圓柱凸輪2、按從動(dòng)件末端形狀分：1）尖頂從動(dòng)件（圖a、b）：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因是點(diǎn)接觸，又是滑動(dòng)摩擦，故易磨損。只宜用在受力不大的低速凸輪機(jī)構(gòu)中，如儀表機(jī)構(gòu)。2）滾子從動(dòng)件（圖c、d）：線接觸、滾動(dòng)摩擦，所以耐磨，能承受較大的載荷。應(yīng)用最廣。3）平底從動(dòng)件（圖e、f）：傳動(dòng)角始終為90°，受力平穩(wěn)，且平底與凸輪輪廓間有楔形空隙，易形成油膜，可減少摩擦，降低磨損。常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)中。圖a）圖b）圖c）圖d）圖e）圖f）3、按從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)形式分：1）直動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)心直動(dòng)：從動(dòng)件導(dǎo)路通過凸輪回轉(zhuǎn)中心。偏置直動(dòng)：從動(dòng)件導(dǎo)路不通過凸輪回轉(zhuǎn)中心，而有一偏距e。2）擺動(dòng)從動(dòng)件：從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng)。對(duì)心直動(dòng)偏置直動(dòng)4、按凸輪與從動(dòng)件保持接觸的方法分：1）力封閉（力鎖合）的凸輪機(jī)構(gòu)：利用從動(dòng)件的重力、彈簧力或其他外力使從動(dòng)件與凸輪保持接觸，如圖3-1所示的內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。圖3-12）幾何形狀封閉（幾何鎖合）的凸輪機(jī)構(gòu)：利用凸輪或從動(dòng)件的特殊形狀使從動(dòng)件與凸輪保持接觸，如圖所示溝槽式凸輪機(jī)構(gòu)。溝槽式凸輪機(jī)構(gòu)尖頂對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)尖頂偏置直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)滾子對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)平底擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)尖頂擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)▲凸輪機(jī)構(gòu)命名方式：從動(dòng)件的形狀+從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)形式+凸輪的形狀§3—2

從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)工作要求確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后按這一運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)凸輪廓線。一、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)及有關(guān)術(shù)語(yǔ)以圖3-5a所示的尖頂對(duì)心直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)為例來(lái)說(shuō)明：圖3-5a▲起始位置：從動(dòng)件剛開始要上升的瞬時(shí)位置，此時(shí)凸輪轉(zhuǎn)角ψ=0°，從動(dòng)件位移s=0，尖頂位于離凸輪軸心O最近的位置A點(diǎn)?！鶊A(basecircle)：以凸輪（理論）廓線的最小向徑r0為半徑所作的圓。r0稱為基圓半徑。1、推程：當(dāng)凸輪以ω等速順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件在凸輪輪廓AB段的推動(dòng)下，將由最近位置A被推到最遠(yuǎn)位置B′，這個(gè)過程稱為推程。推程運(yùn)動(dòng)角Φ：與推程對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角，稱為推程運(yùn)動(dòng)角。即從動(dòng)件由距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最近位置運(yùn)動(dòng)到最遠(yuǎn)位置的過程中凸輪轉(zhuǎn)過的角度。2、遠(yuǎn)休：BC段是以O(shè)為圓心的圓弧，因此當(dāng)凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)，從動(dòng)件與BC段圓弧接觸時(shí)，將在最遠(yuǎn)位置靜止不動(dòng)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的這個(gè)過程稱為遠(yuǎn)休。遠(yuǎn)休止角Φs：從動(dòng)件遠(yuǎn)休時(shí)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。有的凸輪Φs=0°（無(wú)遠(yuǎn)休）。3、回程：凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，和凸輪廓線CD段接觸，這時(shí)在彈簧力或重力的作用下，從動(dòng)件又以一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律回到起始位置，即從最遠(yuǎn)位置回到最近位置。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)的這一過程，稱為回程?；爻踢\(yùn)動(dòng)角Φ′：從動(dòng)件回程時(shí)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。4、近休：凸輪繼續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件與凸輪在基圓DA段圓弧接觸，這時(shí)從動(dòng)件在最近位置靜止不動(dòng)，這一階段稱為近休。近休止角Φs

′

：從動(dòng)件近休時(shí)所對(duì)應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角。有的凸輪Φs

′=0°（無(wú)近休）?！谐蘦：從動(dòng)件在推程或回程中所移動(dòng)的距離。最大擺幅ψmax：從動(dòng)件在推程或回程中所擺動(dòng)的角度。（對(duì)擺動(dòng)推桿而言）▲注意：1）所有運(yùn)動(dòng)過程的從動(dòng)件位移s是從行程的最近位置開始度量?；爻虝r(shí)，從動(dòng)件的位移s是逐漸減小的。2）凸輪的轉(zhuǎn)角ψ是從起始位置開始來(lái)度量。二、從動(dòng)件常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律所謂從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是指從動(dòng)件在推程或回程時(shí)，其位移s、速度v、加速度a隨時(shí)間t變化的規(guī)律?！咄馆喴话阕鞯人俎D(zhuǎn)動(dòng)，即凸輪轉(zhuǎn)角ψ與時(shí)間t成正比?！鄰膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也指從動(dòng)件的s、v、a隨凸輪轉(zhuǎn)角ψ的變化規(guī)律。從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可用兩種方法來(lái)表示：1）方程——用于解析法s=f(ψ)v=ds/dt=ds/dψ·dψ/dt=(ψ)·ωa=(ψ)·ω22）運(yùn)碑動(dòng)線圖——用設(shè)于圖解法s=煉s竿(ψ)—位移掀線圖，如拌圖3-5b所冬示。v=還v(ψ)—速度莫線圖；a=a叨(ψ)—加衫速度線娛圖。ωAr0CB'ODΦΦshΦ′Φs′BtψsABCD2πΦΦsAΦ′Φs′圖3-5b1、等速殼運(yùn)動(dòng)規(guī)律v=常數(shù)。1）運(yùn)動(dòng)方程：表3-1推程s=hψ/Φv=h濃ω/Φa=0回程s=h-h(ψ-Φ-Φs)/Φ′v=-hω/Φ′a=0注意：回程時(shí)，從動(dòng)件的曉位移仍由其最低位置算起，網(wǎng)所以s爆是逐漸減小的。3）運(yùn)動(dòng)特?zé)酎c(diǎn)：產(chǎn)生剛性沖監(jiān)擊∵從鐮動(dòng)件在偷運(yùn)動(dòng)開始和終止的瞬時(shí)，因速度有突飄變，則加速度a在理論咱上出現(xiàn)瞬廣時(shí)的無(wú)窮大，導(dǎo)致從騙動(dòng)件突然嘉產(chǎn)生非常大的情慣性力，因而使云凸輪機(jī)構(gòu)奧受到極大的沖以擊，這種沖構(gòu)擊稱為剛性沖抬擊。4）適用場(chǎng)合：低速運(yùn)動(dòng)或不宜單獨(dú)耀使用。2）運(yùn)動(dòng)線圖（推程）僵：表3-1svaψhhω/ΦΦtψtψt2、等靜加等減違速運(yùn)動(dòng)址規(guī)律a=常班數(shù)。為了保繡證凸輪運(yùn)原動(dòng)的平穩(wěn)四性，通常扔應(yīng)使從動(dòng)激件先作等加剃速、后作等減境速運(yùn)動(dòng)。檢常設(shè)在加速段與減速段凸輪的嗚運(yùn)動(dòng)角嗓及從動(dòng)爸件的行聽程各占一腎半，即Φ/2→h檢/2（也伸可以不作優(yōu)等分）。1）運(yùn)動(dòng)方成程：推程等加速段等減速尤段s=2hψ2/Φ2v=4h叛ωψ/Φ2a=4星hω2/Φ2s=h農(nóng)-2h句(Φ-ψ)2/Φ2v=4薄hω(Φ-ψ)/Φ2a=-4hω2/Φ2回程等加速討段s=h－2h(ψ-Φ-Φs)2/Φ′2v=－4hω草(ψ-Φ-Φs)/Φ′2a=－4hω2/Φ′2等減速段s=2物h[Φ′-(ψ-Φ-Φs)]2/Φ′2v=－4hω角[Φ′-(ψ-Φ-Φs)]/Φ′2a=如4hω2/Φ′22）運(yùn)動(dòng)線圖（推程）穩(wěn)：如圖所中示。s圖：ψ=1、2輝、3時(shí)，s1:s2:s3=12:22:32=1:4:9。3）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：產(chǎn)生柔性沖擊∵在o細(xì)、m、化e三點(diǎn)象從動(dòng)件驗(yàn)的加速度亂有突變，因此峽從動(dòng)件厚的慣性力露也有突鑰變，不過這序一突變是有限值，因而觸引起凸船輪機(jī)構(gòu)朝的沖擊是有密限的，此沖嘆擊稱為柔性沖佛擊。4）適用場(chǎng)綠合：中速運(yùn)特動(dòng)。svaψψψOO′meΦ4hω2/Φ

22hω/Φ3、余沖弦加速哄度（簡(jiǎn)諧）運(yùn)動(dòng)蹄規(guī)律推桿在運(yùn)弟動(dòng)過程中加速度呈余弦曲碧線規(guī)律變藥化。1）運(yùn)動(dòng)方程：表3-1推程s=h[吸1-co督s(πψ/Φ)]/2v=hπ陰ωsin伶(πψ/Φ)/(2Φ)a=hπ2ω2cos(血πψ/Φ)/(駕2Φ2)回程s=h沒{1+饅cos聚[π(ψ-Φ-Φs)/Φ′]}/2v=－h(huán)πω?fù)宻in盤[π(ψ-Φ-Φs)/Φ′]/(2Φ′)a=－h(huán)π2ω2cos[湖π(ψ-Φ-Φs)/Φ′]/(崇2Φ′2)2）運(yùn)動(dòng)線圖（推程榨）：表戚3-1s圖作電法：等分Φ，得等仆分點(diǎn)1鳴、2、你3…。糧在s軸籮上作直溝徑為h辭的半圓吼，作半薄圓的等捎分角線兇交半圓蜓的點(diǎn)為劑1、2斧、3…同，過各跪等分點(diǎn)異作各自昏的垂線鬧與水平釘線，交姿點(diǎn)即為緊s曲線歇上的點(diǎn)務(wù)，光滑材連接這杰些點(diǎn)，賠得到s旗圖。3）運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：產(chǎn)生柔性沖最擊∵在首、末兩點(diǎn)從動(dòng)件的加速度有益突變，因此也欠有柔性沖瓶擊。4）適用場(chǎng)合：中、低速唯運(yùn)動(dòng)。svaψΦψψ4、正纖弦加速狐度（擺線）運(yùn)動(dòng)膜規(guī)律從動(dòng)件樸在運(yùn)動(dòng)暴過程中加速度呈正弦曲線規(guī)律變節(jié)化。1）運(yùn)動(dòng)方狠程：表3-1推程s=h[ψ/Φ-sin賓(2πψ/Φ)/2π健]v=hω檢[1-c晨os(2揚(yáng)πψ/Φ)]/Φa=2雙hπω2sin(卷2πψ/Φ)/Φ2回程s=h{殃1-(ψ-Φ-Φs)Φ′+sin[2π(ψ-Φ-Φs)/Φ′]/2π}v=－h(huán)ω{1夫-cos汽[2π(ψ-Φ-Φs)/Φ′]}/Φ′a=－2hπω2sin[冒2π(ψ-Φ-Φs)/Φ′]/Φ′22）運(yùn)動(dòng)線鞭圖（推程車）：表園3-1。3）運(yùn)動(dòng)特街點(diǎn)：無(wú)沖擊∵在運(yùn)貝動(dòng)過程牧中從動(dòng)彼件的加速度鋒無(wú)突變，因此不累產(chǎn)生沖擊醒。4）適用場(chǎng)抹合：高速運(yùn)撒動(dòng)。svaψψψΦ三、組梳合運(yùn)動(dòng)或規(guī)律簡(jiǎn)位介1、改進(jìn)答型等速運(yùn)誦動(dòng)規(guī)律：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律荒+正弦加速塞度運(yùn)動(dòng)規(guī)繭律。2、改妄進(jìn)型梯術(shù)形加速怕度運(yùn)動(dòng)終規(guī)律：等加等撇減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律壯+正弦加速牲度運(yùn)動(dòng)規(guī)律考。改進(jìn)型圓等速運(yùn)洗動(dòng)規(guī)律改進(jìn)型梯魄形加速度網(wǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律aψψa為了獲耐得更好架的運(yùn)動(dòng)穗特性，嫁可以把隱上述幾辭種運(yùn)動(dòng)忠規(guī)律組陣合起來(lái)追應(yīng)用。雄組合時(shí)承，兩條袍曲線在早拼接處期必須保她持連續(xù)遙?！?—3桶凸輪機(jī)擱構(gòu)的壓力渣角(Pres君sure立Ang烤le)在設(shè)計(jì)凸碗輪機(jī)構(gòu)時(shí)率，除了要尺求從動(dòng)件坑能實(shí)現(xiàn)預(yù)段期運(yùn)動(dòng)規(guī)蹄律之外，務(wù)還希望機(jī)構(gòu)具卻有良好的煮傳動(dòng)性蒼能和較小的枕尺寸。而機(jī)評(píng)構(gòu)是否屈具有良掛好的傳扭動(dòng)性能澇和較小銷的尺寸瓣，都與鄙凸輪機(jī)鎖構(gòu)的壓力角有關(guān)，為潑此，需要排討論壓力專角對(duì)機(jī)構(gòu)戰(zhàn)受力情況遠(yuǎn)及尺寸的歪影響。一、壓力猴角α與作飄用力的關(guān)讀系（前面旨已講過訊）壓力角α（或傳動(dòng)角γ）的程大小反社映了機(jī)回構(gòu)傳動(dòng)性能的好壞。蹦α↓(贈(zèng)或γ↑)論，機(jī)構(gòu)的洗傳動(dòng)性能米越好。F可分解漂為：F′=抹Fcos墻α——有屬效分力F″=灣Fsin段α——渴有害分力∴α↑F′↓、F″↑（對(duì)機(jī)構(gòu)挎?zhèn)鲃?dòng)不利途）足夠大凸輪機(jī)軍構(gòu)發(fā)生自鎖（當(dāng)α增大到某一值祝時(shí)，有害泰分力F″徑所引起的摩擦阻蘋力將大于有效分俱力F′，這摘時(shí)無(wú)論凸輪給從句動(dòng)件的作用力有周多大，都不能推動(dòng)從保動(dòng)件運(yùn)助動(dòng)，即扛機(jī)構(gòu)發(fā)她生了自鎖。）壓力角壺α：作用蜓在從動(dòng)舒件上的驅(qū)動(dòng)力方正向（即沿麗接觸點(diǎn)的處的法線方向）與該櫻力作用猜點(diǎn)的絕對(duì)速度點(diǎn)方向之間所惑夾的銳角。注意：對(duì)于滾子從動(dòng)繳件，壓力角商要作在理論廓線上。——許用壓秒力角αmax≤[α]∵凸岡輪廓線他上各點(diǎn)的壓默力角是不夢(mèng)同的，如在B1點(diǎn)的壓力花角為α1。∴總皆存在αmax。∴在添設(shè)計(jì)凸步輪機(jī)構(gòu)剖時(shí)，為膊了保證誼凸輪機(jī)侮構(gòu)能正拉常工作謊并具有嫂一定的誘傳動(dòng)效苗率，必?fù)p須對(duì)壓柴力角加站以限制酬。為此掀只要保約證：根據(jù)實(shí)肥際經(jīng)驗(yàn)漸，許用顯壓力角街[α]釘一般推薦值為：直動(dòng)從動(dòng)件旺：取[暖α]=加30°推程擺動(dòng)從動(dòng)件：棗取[α]司=45°回程：取[α乒]′乖=70盞°~8愿0°（直動(dòng)、擺動(dòng)從動(dòng)件相同）說(shuō)明：以后在敲講到壓杠力角時(shí)舉，如沒有特納別說(shuō)明，都是愛指推程的壓力角錫。二、壓力障角α與基罵圓半徑r0的關(guān)系設(shè)計(jì)凸返輪機(jī)構(gòu)括時(shí)，除需了應(yīng)使墳機(jī)構(gòu)有目良好的鹿傳動(dòng)性澇能外，云還希望何機(jī)構(gòu)的歸結(jié)構(gòu)緊饑湊。凸腐輪尺寸安的大小取決于基圓半霜徑的大傭小，在算實(shí)現(xiàn)相浮同運(yùn)動(dòng)旨規(guī)律的挺情況下拾，r0愈小，凸輪的磨尺寸也焦愈小。因此要語(yǔ)獲得結(jié)構(gòu)氣緊湊的凸白輪機(jī)構(gòu)，撕就應(yīng)使基巨圓半徑r0盡可能小竟，但基圓活半徑的大稿小又與機(jī)云構(gòu)的壓力繼角有著直閱接的關(guān)系關(guān)。下面就以尖頂對(duì)曬心直動(dòng)墓從動(dòng)件林盤形凸投輪機(jī)構(gòu)為例來(lái)功說(shuō)明：在保證αmax≤[α按]的前跳提條件餅下，盡霉量取小孤的基圓焦半徑。根據(jù)瞬據(jù)心的知范識(shí)可知寺，點(diǎn)P爬為此位腥置時(shí)凸卵輪與從綠動(dòng)件的相對(duì)瞬便心，則:lOP=v霉/ω=科ds/dψ∴ta今nα=lOP/lBO=(d搶s/dψ)/(葉r0+s)∴r0=(d爭(zhēng)s/dψ)/t欠anα-s當(dāng)s一定承時(shí)：α↑殿r0↓青凸輪肌的尺寸↓俗（結(jié)構(gòu)越姿緊湊）∴從使丑機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)量緊湊的角乓度來(lái)看：俘α↑好從機(jī)構(gòu)傳友動(dòng)性能角掌度來(lái)看：飽α↓好兩者是矛盾的這種矛盾展的解決辦環(huán)法：sr0ω三、壓赤力角與椅偏置的身關(guān)系設(shè)凸輪易以ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，似點(diǎn)P為妄瞬心。1）從泡動(dòng)件偏沙于凸輪璃中心的右側(cè)（圖a）伸：tan賊α=lCP/lBC=(lOP-e)/鏡(s閃+s0)=(ds宇/dψ-e)頌/(將s+明)2）從動(dòng)花件偏于凸然輪中心的左側(cè)（圖b旗）：tanα維=lCP/lBC=(lOP+e)溜/(炮s+s0)=(d翅s/dψ+e)網(wǎng)/網(wǎng)(s忠+氧)ωsa）b）ω∴t籠anα鴿=(鋸ds/兵dψ±e)爬/(披s+電)∴r02=[干(ds狗/dψ±e)狗/ta棋nα-s]2+e2第①種偏置第②種偏置r0一定時(shí)α↓α↑α一定時(shí)r0↓r0↑∴第敏①種偏哄置對(duì)傳動(dòng)性黨能和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊兩方面冰都較好涂?！鄳?yīng)采擊用第①種凍偏置，并繡稱第①種吵偏置為正（確）駛偏置，第②蛛種為負(fù)偏置。注意：正偏置板時(shí)，會(huì)使回程的慌壓力角關(guān)增大（∵回袍程的[曾α]′笨較大就∴是肢沒有關(guān)贏系的）語(yǔ)。ωsa）b）ωtanα臂=(d報(bào)s/dψ±e)時(shí)/譯(s捷+束)r02=[(刃ds/dψ±e)匹/ta拼nα-s]2+e2ωsa）b）ω機(jī)構(gòu)正偏置今的判斷草方法：將v推程的方向焰沿ω方向轉(zhuǎn)90°所指的方向?yàn)椤癘”的方位狗，則為正（確）偏置皇?！?—冶4戶凸輪輪血廓曲線(Ca莖mP沫rof話ile勒)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)凸輪計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)，戒應(yīng)根據(jù)工都作要求合貸理地選擇從動(dòng)件的啄運(yùn)動(dòng)規(guī)律之后，耐可以按點(diǎn)照結(jié)構(gòu)缸所允許是的空間秩和具體貴要求，碧確定出饒凸輪的基圓半徑r0，就可以袋進(jìn)行凸輪汁輪廓曲線錦的設(shè)計(jì)了坐。1、凸睬輪輪廓滋曲線設(shè)摔計(jì)的方亂法(Me堪tho盲ds)：圖解法：精度低，只能火用于設(shè)壟計(jì)低速運(yùn)秘轉(zhuǎn)的不重要的凸輪散。解析法：能獲得很高的設(shè)雜計(jì)精度。隨計(jì)菠算機(jī)的扯普及，級(jí)凸輪輪遣廓曲線水設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)力求采果用計(jì)算機(jī)輔節(jié)助設(shè)計(jì)。一、凸輪星廓線設(shè)計(jì)狹的方法和幻玉基本原理2、凸輪轟廓線設(shè)計(jì)肚的基本原棄理(Ba尋sic廚Th這eor濫y)：圖解法和彼解析法設(shè)困計(jì)凸輪廓鉛線的基本疫原理都是譽(yù)相同的，功都是依據(jù)相對(duì)運(yùn)飯動(dòng)原理。即：給整個(gè)丑機(jī)構(gòu)加思上一公共角速鍵度“-ω”，機(jī)構(gòu)休中各構(gòu)件的縫相對(duì)運(yùn)動(dòng)求關(guān)系不變。如圖所楊示為尖頂偏置直動(dòng)那從動(dòng)件盤計(jì)形凸輪機(jī)構(gòu)挺，凸輪以粉ω逆時(shí)針疾方向轉(zhuǎn)動(dòng)緣瑞。各構(gòu)件蜻的運(yùn)動(dòng)早情況為燥：機(jī)架凸輪從動(dòng)件原機(jī)構(gòu)靜止繞O點(diǎn)沿ω轉(zhuǎn)動(dòng)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)整個(gè)機(jī)構(gòu)加“-ω”

繞O點(diǎn)沿-ω轉(zhuǎn)動(dòng)靜止繞O點(diǎn)沿-ω轉(zhuǎn)動(dòng)+沿導(dǎo)路往復(fù)運(yùn)動(dòng)顯然，顯在從動(dòng)階件的這袍種復(fù)合運(yùn)處動(dòng)中，從思動(dòng)件尖頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡就是凸輪的今輪廓曲含線?！嗲笸馆喞锞€——即峰求反轉(zhuǎn)后“從動(dòng)件驕”尖頂?shù)能壽E。這就是呢凸輪廓醋線設(shè)計(jì)洽的基本催原理，排這種方維法稱為乎“反轉(zhuǎn)法”。二、用圖尸解法設(shè)計(jì)突凸輪輪廓代曲線1、尖刪頂偏置妙直動(dòng)從液動(dòng)件盤棕形凸輪（圖3-8）已知：譜凸輪的首r0=20蜓mm，怎以ω逆因時(shí)針方翠向轉(zhuǎn)動(dòng)晝，偏距農(nóng)e=1鹽0mm私（導(dǎo)路虧偏于凸界輪中心惡的右側(cè)夢(mèng)），從百動(dòng)件的鼓運(yùn)動(dòng)規(guī)信律如下點(diǎn)：凸輪運(yùn)甘動(dòng)角Ψ從動(dòng)件簡(jiǎn)的運(yùn)動(dòng)破規(guī)律1采0°~央120刷°等速上升h投=15斷mm2子1窗20°狗~18決0°惕在焰最高位價(jià)置靜止魔不動(dòng)3退1愁80°辭~27石0°余弦加速松度下降h=宇15mm4蒸2鴨70°梁~36妻0°鞠在棟最低位備置靜止皆不動(dòng)求：凸輪束廓線。作圖步驟：3）作偏距圓（以凸輪請(qǐng)中心O為已圓心，以促偏距e為閉半徑作圓槽），與導(dǎo)案路相切；2）取核作圖比藥例尺μL（=裹μS），以虹r0為半徑作基圓、從動(dòng)件伸的導(dǎo)路，導(dǎo)路與腰基圓交點(diǎn)旦為A（尖頂?shù)钠鹚剖嘉恢茫?）取位魔移比例尺知μS=1(梨mm/親mm)陶作s線圖，并對(duì)s跟線圖的Φ、Φ′分別作若集干等分，各分工點(diǎn)編號(hào)啊為1、泡2、鵝3、…逃…（注意：等分的角增量應(yīng)碗≤15°），Φs、Φs′不作等分；ψ5）過斜1、2相、3、鐵……等垂點(diǎn)作偏樂距圓切菌線（注意切向）。此座切線代滾表反轉(zhuǎn)后從動(dòng)件導(dǎo)路占據(jù)的位溝置線；4）從寫OA開稱始，沿－ω方向依淋次取角通度Φ、Φs、Φ′、Φs′，并將秧角Φ、Φ′等分成窗與s線稱圖對(duì)應(yīng)蔽的等分浙，與基記圓相交乳得點(diǎn)1饞、2、甜3、…你…；6）在各他條切線上斯，由基圓開冊(cè)始向外量取s煮線圖上壓的對(duì)應(yīng)照長(zhǎng)度1察1′、如22′黑、33晉′、…滿…，得增點(diǎn)1′勸、2′打、3′刮、……移。此即老代表從卸動(dòng)件的尖頂在復(fù)合盡運(yùn)動(dòng)中跑依次占勸據(jù)的位脹置；ψ7）光滑猶連接A、腦1′、2狹′、3′光、……[濫此例中：仆4′與5茂′、8′象(8)與拜9′(A攜)之間為殼圓弧]，下此即為所趣設(shè)計(jì)的凸牙輪輪廓曲苗線。對(duì)于對(duì)心直動(dòng)從唉動(dòng)件盤謝形凸輪柳機(jī)構(gòu)，候可以認(rèn)夏為是e=0時(shí)的偏置得凸輪機(jī)構(gòu)猶，其設(shè)計(jì)額方法與上乖述方法基磁本相同，蛋只需將過胸基圓上各崖分點(diǎn)作偏距波圓的切融線改為作過凸輪茄回轉(zhuǎn)中心盟O的徑向代線即可。注：2、滾即子偏置華直動(dòng)從爛動(dòng)件盤祝形凸輪（圖3-9）已知：增族加滾子半銅徑rT，其他條趕件同上。設(shè)計(jì)思路：把滾子中摟心A看作是尖禍頂從動(dòng)件稠凸輪機(jī)構(gòu)拴的尖頂。ω作圖步驟：1）按尖頂設(shè)計(jì)級(jí)方法定出滾子中心最A(yù)在從動(dòng)件邊復(fù)合運(yùn)動(dòng)踢中依次占冒據(jù)的位置怠1′、2侄′、3′豈、……，晃并連成光滑塵的曲線；2）以光滑的曲豬線上的一些被點(diǎn)為圓回心，以垃滾子半宿徑rT為半徑作一系列被的圓；3）作此攪圓族的內(nèi)包絡(luò)線，即為摩所求的決凸輪廓蛋線。滾子中裁心A在化復(fù)合運(yùn)扔動(dòng)中的致軌跡η稱為凸輪影的理論廓線。ηη′把與滾木子直接簡(jiǎn)接觸的蠅凸輪廓初線η′稱為凸輪座的實(shí)際廓究線（或工作廓允線）。注意：η與η′是法向等猜距曲線，而不是徑向等背距，也不是相似曲消線。▲滾菠子半徑飼r(shí)T的選擇凸輪實(shí)漿際廓線稿的形狀腹將受滾子半徑rT大小的愧影響。鞭若滾子和半徑選擇不聚當(dāng)，有時(shí)戶可能會(huì)撲使從動(dòng)彈件不能準(zhǔn)賣確地實(shí)把現(xiàn)預(yù)期的巧運(yùn)動(dòng)規(guī)龍律。下面來(lái)分拔析凸輪實(shí)決際廓線形廣狀與滾子各半徑的關(guān)慨系。1、對(duì)灶于凸輪果理論廓馳線的內(nèi)凹部分：如圖所示忌，設(shè)理論企廓線的最念小曲率半箭徑為ρmin，相應(yīng)位只置實(shí)際輪砍廓的曲率針半徑為ρ防′，則：ρ′=ρmin+rT上式說(shuō)明協(xié)：無(wú)論rT大小如何洗，都有ρ′>ρmin，即實(shí)蛛際廓線館總可以落根據(jù)理叔論廓線平滑地作出。ρminρ′圖3-10a2、對(duì)于瞎凸輪理論曾廓線的外凸部分：ρ′=ρmin-rT①當(dāng)ρmin>rT時(shí)，ρ′>判0，如圖3-10a所芬示：可以平滑地作出實(shí)掀際廓線，沙即是正常曲水線；ρ′ρmin②當(dāng)ρmin=rT時(shí)，ρ′=0，如圖套3-10b所餐示：出現(xiàn)尖點(diǎn)（在尖點(diǎn)滋處很容易口磨損）；圖3-10bρmin③當(dāng)ρmin<rT時(shí)，ρ′<0，如圖3-10c所挑示：實(shí)際廓線群出現(xiàn)交叉。交叉部喬分在實(shí)際史加工時(shí)將被切去，致使無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)她動(dòng)規(guī)律，畢即出現(xiàn)“失真”現(xiàn)象?！鄬?duì)愉于外凸廓線的凸輪機(jī)詠構(gòu)，rT不能太吐大（rT必須小部于ρmin），否則夸會(huì)出現(xiàn)尖點(diǎn)或失真現(xiàn)象。滾子半徑后的選擇：保證實(shí)際安廓線的最小曲率怒半徑ρ′min≥（1~奴5）mm擠（不滿足渡時(shí)，應(yīng)↓rT或↑r0或有時(shí)拋還需修改從尊動(dòng)件的原運(yùn)動(dòng)規(guī)反律）。ρmin圖3-10c3、平拖底對(duì)心陡直動(dòng)從勸動(dòng)件盤兇形凸輪（圖3-14）設(shè)計(jì)思知路：把平很底與導(dǎo)毒路的交點(diǎn)A看作是抱尖頂從率動(dòng)件凸消輪機(jī)構(gòu)絨的尖頂。作圖步旁驟：2）過點(diǎn)歪1′、2每′、3′解、……作一系列代釣表從動(dòng)件訴平底的直捷線，得直個(gè)線族；3