凸轮机构讲义

1、孙志宏东华大学 机械学院Chapter 4. Cams and Its Design Sun ZhihongZ67792580孙志宏东华大学 机械学院Todays topicsInversion principle (反转原理反转原理)Design cam profile by graphical method Disk cam with knife-edge translating follower (对心直动对心直动尖顶推杆尖顶推杆盘型凸轮盘型凸轮) Disk cam with translating roller follower (对心直动对心直动滚子推杆滚子推杆盘形凸轮盘形凸轮) D

2、isk cam with translating flat-faced follower (对心直动对心直动平底推杆平底推杆盘形凸轮盘形凸轮) Disk cam with offset knife-edge translating follower (偏置偏置直动尖顶推杆盘形凸轮直动尖顶推杆盘形凸轮) Disk cam with oscillating knife-edge follower (摆动摆动尖顶推杆盘形凸轮机构尖顶推杆盘形凸轮机构)孙志宏东华大学 机械学院Basic principle of designing cam profileInversion principle(反转法反

3、转法) 依据此原理可以用几何作图依据此原理可以用几何作图的方法设计凸轮的轮廓曲线的方法设计凸轮的轮廓曲线. . 给整个凸轮机构施以给整个凸轮机构施以- -时，时，不影响各构件之间的相对运动，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件此时，凸轮将静止，而从动件尖顶尖顶复合运动复合运动的轨迹即凸轮的的轨迹即凸轮的轮廓曲线轮廓曲线。O O - -3 31 12 23 33 31 11 12 22 2孙志宏东华大学 机械学院60r0120-1Given the primary circle radius r0，angular speed and the followers motion.

4、Design the cam profile设计步骤小结：设计步骤小结：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后从动件尖顶在各等份点的位置。确定反转后从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。1.Disk cam with knife-edge translating follower135782345 67 8910111213149090A1876543214131211109 6012090901 3 5 7 8911 13 15s 91113121410D

5、esign cam profile by graphical method孙志宏东华大学 机械学院2.Disk cam with translating roller followers 911 13 151 3 5 7 8r0A120-1设计步骤小结：设计步骤小结：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后从动件尖顶在各等份点的位置。确定反转后从动件尖顶在各等份点的位置。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。135789111312142345 67 891011121314609090

6、1876543214131211109理论轮廓理论轮廓(pitch curve)实际轮廓实际轮廓Cam profile作各位置滚子圆的内作各位置滚子圆的内( (外外) )包络线。包络线。Given the primary circle radius r0，cams angular speed and the followers motion. Please design the cam profile 601209090孙志宏东华大学 机械学院3.Disk cam with translating flat-faced follower s 911 13 151 3 5 7 8r0设计步骤：设

7、计步骤：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。确定反转后从动件平底直线在各等份点的位置。确定反转后从动件平底直线在各等份点的位置。作平底直线族的内包络线。作平底直线族的内包络线。8765432191011121314-A13578911131214123456781514131211109 601209090Given the primary circle radius r0，cams angular speed and the followers motion. Please design the cam prof

8、ile孙志宏东华大学 机械学院911 13 151 3 5 7 8O OeA A4.Disk cam with offset knife-edge translating follower13578911131214-612345781514131211109设计步骤小结：设计步骤小结：选比例尺选比例尺l作基圆作基圆r r0 0; ; 反向等分各运动角反向等分各运动角; ; 确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置; ; 将各尖顶点连接成一条光滑曲线。将各尖顶点连接成一条光滑曲线。151413121110912345678 601209090s2 Given

9、 the primary circle radius r0，offset e, cams angular speed and the followers motion.Please design the cam profile1206090孙志宏东华大学 机械学院Example在右图(a)所示的直动滚子推杆盘形凸轮机构中，已知推程期的推杆运动规律线图如图(b)、(c)所示。凸轮实际轮廓的最小半径为rmin=30mm,滚子半径为rr=12mm,偏距e=14mm。试求： 1）凸轮的基圆半径r0的值。 2）取长度比例尺l =1mm/mm, 作图求解当凸轮转角为90时，所对应的以下各项: 凸轮理论廓线

10、的对应点； 确定实际廓线的对应点；凸轮与推杆的速度瞬心位置；画出该位置所对应的压力角。孙志宏东华大学 机械学院5 5 摆动尖顶推杆盘形凸轮机构摆动尖顶推杆盘形凸轮机构120B11 1r0 601209090 已知已知: 凸轮的基圆半径凸轮的基圆半径r0，角速度角速度，摆杆长度摆杆长度l以及摆以及摆杆回转中心与凸轮回转中心的距离杆回转中心与凸轮回转中心的距离d，摆摆杆角位移方程，杆角位移方程，设计该凸轮轮廓曲线。设计该凸轮轮廓曲线。12345 6 7 85678B1B2B3B4B5B6B7B860 90 -dABl1 2 3 4B22 2B33 3B44 4B55 5B66 6B77 7A1A2A3A4A5A6A7A8孙志宏东华大学 机械学院孙志宏东华大学 机械学院Example如图9所示，已知一偏心圆盘R=40mm，滚子半径r=10mm，lOA=