机械原理凸轮机构及其设计

1、第六讲凸轮机构及其设计（一）凸轮机构的应用和分类一、凸轮机构1 .组成：凸轮，推杆，机架。2 .优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。二、凸轮机构的分类1 .按凸轮的形状分：盘形凸轮圆柱凸轮2 .按推杆的形状分尖顶推杆：结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合滚子推杆：滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。平底推杆：不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平

2、底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。3 .按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。4 .根据凸轮与推杆接触方法不同分：（1）力封闭的凸轮机构：通过其它外力（如重力，弹性力）使推杆始终与凸轮保持接触，（2）几何形状封闭的凸轮机构：利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。等宽凸轮机构等径凸轮机构共斩凸轮（二）推杆的运动规律一、基本名词：以凸轮的回转轴心。为圆心，以凸轮的最小半径r为半径所作的圆称为凸轮的基圆，r称为基圆半径。推程：当凸轮以角速度转动时，推

3、杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。推杆上升的最大距离称为推杆的行程，相应的凸轮转角称为推程运动角。回程：推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程，对应的凸轮转角称为回程运动角。休止：推杆处于静止不动的阶段。推杆在最远处静止不动，对应的凸轮转角称为远休止角；推杆在最近处静止不动，对应的凸轮转角称为近休止角二、推杆常用的运动规律1 .刚性冲击：推杆在运动开始和终止时，速度突变，加速度在理论上将出现瞬时的无穷大值，致使推杆产生非常大的惯性力，因而使凸轮受到极大冲击，这种冲击叫刚性冲击。2 .柔性冲击：加速度有突变，因而推杆的惯性力也将有突变，不过这一突变为有限值，因而引起有限冲击，叫柔

4、性冲击。3 .掌握等速运动规律和等加速等减速运动规律的推程的速度、位移、加速度的方程:v和加速度a随时间t变化的规律。图7-7推杆运动规律推杆在推程或回程时，其位移s、速度多项式运动规律：一般表示为：s=。+C18+C2S2+Cn8n（1） 一次多项式运动规律（等速运动规律）推程：s=hS/S0v=hw/S0a=0回程：s=h（1-S/S0x）v=-hco/6o/图示为其推程运动线图。由图可知，有刚性冲击。（2）二次多项式运动规律（等加等减速运动规律）推程增速段：s=2hS2/S022v=4hco6/60a=4hw2/S02推程减速段：s=h-2h(S0-§)2/§o2v=

5、4hw(S0-S)/S02a=-4hw2/S02由图知，有柔性冲击。(3)五次多项式运动规律10h315h46h34其位移方程式为：s=0005既没有柔性冲击，也没有刚性冲击。三角函数运动规律余弦加速度运动规律(又称简谐运动规律)推程运动方程式为sh1cos(/0)/2vhsin(/0)/2022一2ahcos(/0)/20回程运动方程式为sh1cos(/0)/2vhsin(/'0)/2'022一2ahcos(/'0)/2'0由图知，亦有柔性冲击，只是冲击的次数有所减少。正弦加速度运动规律(又称摆线运动规律)推程运动方程式为sh(/0)sin(2/。)/2vh1

6、cos(2/0)/0_2_2a2hsin(2/0)/0回程运动方程式为sh1(/'0)sin(2/0)/2vhcos(2/'0)1/'0a2h2sin(2/'0)/'2由图知，既没有刚性冲击，也没有柔性冲击。常见题型：一4hs/8a“ax=6.28h3/80=2ha/81.(15分)设一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构推杆的行程h16mm,推程速17角0120。试分别绘出等速运动规律、等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律在推程段的推杆位移线(s)图；并简述该三种运动规律对凸轮机构产生的冲击情况；若凸轮以等角速度逆时针回转，基圆半径r030mm,试以余弦加

7、速度运动规律绘出在推程段的凸轮轮廓曲线。(山科2009)2.（山科2010）四'C15分）己如一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机和白色轮以等角速度M轼，推杆运动规律为凸轮料将S=0*，150°时，指杆按等加速等减速运动城律上升15日g6=150°-180*的.推杆远休，6=1800300。时，推H峡等速运动规律回程15耐：5黑300口一360口时.推杆近休.试绘出推杆的位移变化规律函.简述推杆受到的冲击情况当凸轮转角6=100口时，求推杆的空移第S是冬少？3.（15分）如图6所示为凸轮机构推程阶段的运动线图。设凸轮以等角速度转动，在推程时，凸轮的运动角为°,推杆

8、完成行程h,该推杆运动规律为哪一种运动规律试推导出该推杆推程的运动方程，并分析受到的冲击情况。（三）凸轮轮廓曲线的设计凸轮廓线设计方法的基本原理1.原理：反转法。在设计凸轮廓线时，可假设凸轮静止不动，而使推杆相对于凸轮作反转运动，同时又在其导轨内作预期运动，作出推杆在这种复合运动中的一系列位置，则其尖顶轨迹就是所求的凸轮廓线。一般步骤：（1）作出推杆在反转中依次占据的位置。（2）根据选定的运动规律，求出推杆在预期运动中依次占据的位置。（3）作出轮廓线二、用作图法设计凸轮轮廓1.对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构已知：基圆半径，凸轮等3逆时针转动，运动规律已知要求：设计一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构。

9、步骤：(1)画位移线图，并对其作等分。(2)取适当比例尺，根据已知作出基圆。(3)确定推杆在反转中占据的各位置(相应于运动线图对基圆作相应等分)(4)确定推杆尖顶在预期运动中占据的各位置。(5)连接各点成光滑曲线。2.偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构图5.1血所示为偏置有助尖顶从动件嘏形凸轮机构.设已知凸轮基厕半桁口，偏距外从动件的运动规扑.4轮以好角速度田沿逆时针方向同转，要求绘制眄轮轮廓曲线口凸轮轮廓曲线的电计步骤如除(1)选取位桂比例尺产根据从动件的运动规律作出位移曲线,-3如图5J砧所示并将推程运动角筛和回程运动角福分成若干等分；(2)选定长度比例尺用=小作基圆.取从动件与是圆的接触点A作

10、为从4件的起始位,LG)以凸轮转动中心。为回心.以偏距产为半桂所作的则称为偏距圆作偏距圆沿-g方向M取用、圾£、九，井在偏距阿上作等分点，即汨到储，、K吟各点：(4)HA、K一、作偏距回的切线,这当叨或1®为从动件轴线在反转N程中所占据的位置：(5)上述切战与居阿的交点片、足,、时则为从动件的起始位置，根在量取从动件位移见时芯从昆、凡、心开始抽到。之对应的、丸各点；<6>将心心、7凸荐点光滑地连成曲线，便得到所求的凸轮轮廓曲线，其中等冷网弧段匚及7分别为使人动件远、近休止时的四轮轮廓曲畿.对于对心H动尖项从动件盘形四轮机构，可以认为壮尸=0时的偏置4轮W构，其校

11、计方法与上述方法基本和同，只需将过偏距阚上各点作偏距恻的切线改05.16偏苴直的尖质从切件盘轮设作一系列的浪f圆，然后作这族滚f留的内包络线的它就是凸轮的实际轮廓曲 线u很必然，诙实际轮蹴曲找是上述理论柏廓曲战的等距曲线,且K距离。海f 半径r.相等口但须注意，在滚f从动件就形M轮机构的设计中,莫基圜半径气 成为理论轮廓曲线的最小向铃.骤如下:将演厂中心4当作从动件的尖顶，按照上述尖顶从动件盘形凸轮轮席 曲线的设计方法作出曲线国，这条曲线是反转过程中滚中心的运油轨迹称为凸轮的理论轮廓曲线：以理论轮廓曲线上各点为圆心,以滚子半轻丁为半件.为过用阿I*点作基圆的射线叩可,3.偏置直动滚子推杆盘形凸

12、轮机构已知：基圆半径 ，滚子半径，凸轮等3逆时针转动，运动规律已知 要求：设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。图。17对心力地最广从国件"质凸轻起计说明：(1)理论轮廓线：滚子中心的轨迹线。(2)实际轮廓线：与滚子直接接触的凸轮轮廓曲线，又称工作廓线。(3)凸轮的基圆半径是指理论廓线的基圆半径。4.对心直动平底推杆盘形凸轮机构已知：基圆半径，凸轮等3逆时针转动，运动规律已知。要求：设计一对心直动平底推杆盘形凸轮机构。图所示为对心直动平底从动件盘形凸轮机构，其设计基本思路与上述滚子从动件盘形凸轮机构相似。轮廓曲线具体作图步骤如下：取平底与从动件轴线的交点A当作从动件的尖顶，按照上述尖顶

13、从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计方法，求出该尖顶反转后的一系列位置A1、A2、A15;然后过点A1、A2、A15作一系列代表平底的直线，则得到平底从动件在反转过程中的一系列位置，再作这一系列位置的包络线即得到平底从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线。Fl3J8W心宜动T,底队力"注黑凸鞋就计5.摆动尖顶推杆盘形凸轮机构已知：基圆半径，位移曲线，摆杆长，机架距OA要求：作一摆动尖顶推杆盘形凸轮机构。分析：要注意到这儿的位移曲线的位移是指角度。W向阳5,沟比切尖国桃.用沅腾n舵段计（I）选取适当的比例尺,作出从动件的位移线图，在位移曲线的横坐标上格推程粕和回程角区间各分成若干等分如图5.”h所小口与

14、移动从动件不同的是，这里纵坐标代表从动件的角位移小因此其比例尺成为1mm代表苏少角度以0为画心、以ra为半作电/时并根据已知为中心距£&,确定从动件转轴A的位置仆然后以Aq为圆心，以从动件杆艮度/为半径作圆弧*交基圆于端点-G即代&从动件的初妁位置，u即为从动件尖顶的初始位置.以0为圆心，以0A,为半筏作圆，并门上点开始沿着-皿方向将该圆分成与图5外中横坐标对应的区间和等分.得点4*44，它们代衣反转过程中从动件摆动中心,4依次占据的位置.<4>以上述各点为圆心以从动件杆长度为半径1分别作圆弧，交星圆于G各点t得到从动件各初始位置、匚&G，,&am

15、p;G；再分别作N3L瓦，NQ寓国j/G工瓦，使它们与图5.19b中对应的角位移相等,即待线段上&、与、.人兄.这些戊段代表反转过程中从动件所依次占据的位置，而谓，/、，见诸点为反转过程中从动件尖顶所处的对应位置.G）将点乱、无、心建成光滑曲线，即制凸轮的轮廊曲线.（四）凸轮机构的基本尺寸的确定一、凸轮机构的压力角及其校核1.压力角：推杆在与凸轮接触点处所旁TF压力的方向（接触点法线方向）与该点谏唐方向北间的锐角。2压力角的数学表达式的推导（要会推导）：同连杆机制、样，用力也是衡城凸轮机构传力特性好坏的一个两要参数.加压力角是指在小计摩擦情况下,曲轮对从动件作用 力的方向线与从动件上受

16、力点的速度方向之间所 央的院用，用* &示v |题为、偏置尖顶直动 从动件盘形凸轮机构在推程的,个任意位置U过 凸轮q从动件的接触点H作公法线"一H，它。过 凸轮轴心”且垂直于从动件导霸的直线相充I尸.P就是是轮和从动件的相对遵速度心,则I二却 因此h图可行偏比尖顶自动从动件盘芯凸 d&轮机制的压力由计算公式为daorliiH Q 二oy5如在上式中T行号路和瞬心P在凸轮轴心。的同侧时.式中取,-'号.可使压力同减少；反之，当用工货偏置尖顶直潮从动件就同凸轮机构的压力角导路和瞬心F在凸轮轴心的异W1时I取“+”号.压力用将增大.正确偏置：导路位于与凸轮旋转方向

17、相反的位置 。（即逆转右偏，顺转左偏）注意：用偏置法可减小推程压力角，但同时增大了回程压力角,故偏距e不能太大。3.凸轮基圆半径的确定对于偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构，如果限制推程的压力角则可由式压力角的公式导出基圆半径的计算公式为ds / d0tge 、2s)提问：在设计一对心凸轮机构时，当出现来进行改进1）加大基圆半径 ro : ro=04滚子半径的确定对于外凸轮廓，要保证正常工作，应使：第一类：直动尖顶从动件偏心圆凸轮机构a > a 的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些措施2）将对心改为正偏置：eT3）采用平底从动件， am min > r r1.如图所示，有一对心

18、直动尖顶从动件偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心，1O1为凸轮转动中心， 直线 AC BD, O1O= 2 OA,圆盘半径 R = 60 mm 试根据上述条件确定基圆半径r。、行程h , C点压力角a c和D点接触时的位移hD、压力角”D。（要求在图中画出并同时计算出）解:r° QA 30h OC QA 60hDOO2 OD2 QAarctg(O1OOD)2657mmmm3708mm2图（a）所示对心直动尖底从动件偏心圆盘凸轮机构，O为凸轮几何合中心，O1为凸轮转动中心，直线AC，BD,O1O=OA/2,圆盘半径R=OA=60mm。（1）根据图（a）及上述条件确定基园半径r0,行程h,

19、C点压力角“c和D点接触时的压力角aD,位移hD;（2）若偏心圆盘凸轮几何尺寸不变，仅将从动件由尖底改为滚子，见图（b）,滚子半径rT=10mm。试问，上述参数r0,h,ac,和hD,DD是否改变对于有改变的参数试分析其增大还是减小基园O增大；行程h不变：压力角口c不变:%减小;口口减小°3. 一偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm,几何中心为A,回转中心为O,推杆偏距OD=e=l0mm,OA=10mm,凸轮以等角速度co逆时针方向转动。当凸轮在图示位置，即ADLCD时，试求：（1）凸轮的基圆半径r0;(2)图示位置的凸轮机构压力角a；(3

20、)图示位置的凸轮转角也(4)图示位置的推杆的位移s;(5)该凸轮机构中的推杆偏置方向是否合理，为什么解限据一知条件，以。为圆心.以。电叮连我和凸轮席浅的交点E间的距离为半役作圈得凸轮机构的相园，如国&.9(b)所示,由图可加;1 tr=R-11A=3C-10=2Dmm2 2)a=arcsinfAD；AB)=ar(丽十(AE-W)/珂I=31"1打(rdtRr),A£i_=arcjiiritLiU/3U)z41+SJ3)9=arceus(LK)(的)=aresixi(10Z0)=SO1H.*=bdFD=r1ma一J4_fjf卜=yao1(10+10)KvW_=5.04

21、mm【外不合理，因为如此偏置时.机构的体力用*=打讣山4算工"愈大必就愈大,快传动效率降低。推杆偏置到凸轮粕心的心到时较为介理.点津当偏置身推程时凸粕如推杆的相对速度瞬心位r凸轮轴心的同侧时，凸轮机构的反力用较小,而本题却讦异侧，所以从所力加的免，度来说，儒置.不合理关于偏置方向与凸衿转向以及基划半径间的关系mi题是沱机构ii号分析的典型专题，及引起足等的期现.1.（15分）如图4所不凸轮机均,凸轮1以角跳度通匀速回转n试件；U）标出凸轮的基圆带往出（2分）（幻标出图示位置机构的压力角出（2分）（:口标出凸轮的卦晦指动用也和回程运动的比（4分）（4）凸轮从图示位置转过多少的度6股引至

22、最高位置？（2分）00若凸轮转向改为顺时针，其它条件都不变，推杆2的运动成律9原来的是古相同？为什么？（8分）曲4偃：、】河北工业2012第二类：滚子从动件盘形凸轮机构图4所不为一对心式出切从动件盘形修轮机构.已知偏心圆盘再轮的半冷A=4lhnTn,速子步径y10mm,偏心距（M=25nnin,凸轮逆时针方向招动口L说明该凸轮机构的推杆你G和回程角力各为多少？从动件的开杵fi为多少？该凸轮机构的基网半程小是多少？Z作H；或售出当恻楸几何中心,处于较链中心。点的小侧，SWOA垂内于从动件的导路町，该凸轮机构的压力角必3,要迸一步提高该凸轮机构的机械效率.需要减小凸轮机构抵杵的用力角.试B2图示为

23、对心直动滚子从动件盘形凸轮机构,凸轮为一偏心圆盘。已知圆盘半径R40mm,该圆盘的回转中心与几何中心间的距离该凸轮的基圆半径从动件的行程h;AO25mm,滚子半径rr=iomm。试求:0；(1)(2)(3)推程中的最大压力角max(4)推程压力角为最大时所对应的从动件的位移S为多少连接OA并延长交于C点，Iac即为理论廓线上的最小向径1,该机构的推程向9和忖桦价/牛为180。从动件的升IV/?=(/<+<J/l+/r>-(R-OA+rr),4=求一十rj=2mm按要求作图如图示.可采用增大基圆半径论岐从动件向右偏置的措施口眄"QiOCjZm.ymni(1)求0即凸轮

24、理论轮廓曲线的最小向径理论轮廓曲线roIocIoa(4010)25(2)从动件升程即上升的最大距离，为25mm的最大和最小向径之差h(Ioart)02540102550mm-lAO250(3) OA水平时出现最大压力角,sinmaxLB500.5max30(4)Iab73/2loB2573S253(402510)18.3mm对于图(a)所示的凸轮机构，要求:(1)写出该凸轮机构的名称；(2)在图上标出凸轮的合理转向。(3)画出凸轮的基圆；(4)画出从升程开始到图示位置时推杆的位移s,相对应的凸轮转角，B点的压力角(5)画出推杆的行程H图【分析】凸轮机构名称的命名，一般的顺序为推杆的运动形式+推

25、杆的形式+凸轮的形式；在本题中，凸轮的合理转向系指使推程压力角较小的凸轮转向。当偏置与推程时凸轮和推杆的相对速度瞬心位于凸轮轴心的同侧时，凸轮机构的压力角较小。凸轮的基圆是指凸轮理论廓线的基圆，所以应先求出本凸轮的理论廓线；在求解图示位置时推杆的位移和相对应的凸轮转角，应先找到推杆升程的起点。解：(1)偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。(2)为使推程压力角较小，凸轮应该顺时针转动。(3)以O为圆心，以OB为半径画圆得理论廓线。连结OA并延长交理论廓线于B0点，再以转动中心A为圆心，以AB。为半径画圆得基圆，其半径为ro(见图(b)。(3) B0点即为推杆推程的起点，图示位置时推杆的位移和相应的凸轮

26、转角分别为s,见图(b),B点处的压力角=0o(4) AO连线与凸轮理论廓线的另一交点为Bi,过Bi作偏距圆的切线交基圆于Ci点，因此BiCi为行程H。在图3所示的偏置式移动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆,圆心在。点，半径R=80mm,凸轮以角速度口=10rads逆时针方向转动，20A=5Cmm,滚子半径n=20mm,从动件的导路与。4垂直且平分L在图中画出凸轮的理论轮廓曲线和偏距圆：（2分）2.计算凸轮的基圆半径2并在图中画出凸轮的基圆：（3分）3.计算并在图中标出从动件的升程加（2分）4,在图中标出机构该位置的压力角圆（2分）5.计算出机构处于图示位置时从动件移动速度*（2分）6

27、.凸轮的转向可否改为顺时针转动？为什么？（2分）7.若凸轮实际轮廓不变，而将滚子半径改为10mm，从动件的运动规律有无变化？（2分）（1）理论轮廓线为圆其半径为100mm,偏距园的半径e为25mm,如图中所画。（2分）（2）凸轮的基I川半径n>=50mm（3分）（3）从动件的升科!力=A+（3+/；）2-V_户=1046iim.图中所标。（2分）（4）该冠哲的乐力向a图中所标（2分）（5）此时凸轮山从动件的瞬心在儿何中心。点，所以机构处丁图示位置时从动件移动速度i=3<Q/t=500iiHn/s（2分）（6）凸轮的转向若改为顺时针转动,则在推程阶段的瞬心偏在了偏距的异侧，会增大推程

28、压力角,这样设计不合理。（2分）（7）若凸轮实际轮廓不变，而将滚子平,径改为10mm,从动件的运动规律有变化。（2分）图示凸轮机构，凸轮为偏心圆盘已知：五R30mm04-10mm,偏距=15mm,浪子半径尸产51nm*(1)求凸轮基圆半径飞和从动件行程方的数值，(2)当凸轮转向为逆时针时，在图中标出：凸轮的推程运动角。和回程运动角9。从动件推程最大压力角一皿和回程最大压力角/3瑞从动件推程最小压力角白公通a-"(3)当凸轮转向为顺时钎时，在图(b)中标出：凸轮的推程运电角和回程运动角从动件推程最大压力角/曲和回程最大压力角a1;从动性推程最小压力指rnio*(4)分析比较凸轮不同转向

29、对从动件推程最大压力角的影响,老为该机构选择合理的凸轮转向.爱陵建前虎”,日孜初为R片王以J窜第三类：平底从动件盘形凸轮机构例5.4图5.7（a）所示为一对心直动平底推杆盘形凸轮机构，已知凸轮的角速度胡。试在图上画出：（1）凸轮的基圆；（2）机构在困示位置时的压力角；（3）在图示位置时推杆的位移”及速度图5.7分析平底推杆盘形凸轮机构，其凸轮的理论廊线是以导路与平底的交点为尖顶推杆的尖顶而作出的廓线，其基圆是以理论廓线上到转动中心的最短距离为半径而作的圆.因此，此类机构的位移也可从理论麻线上得出.解1）连接AO延长交凸轮廓线于8点，以A为圆心，以AB为半径画圆得基圆.如图（b）所示.（2）作出

30、推杆在图示位置时的速度方向，再作出凸轮与推杆在接触点处的法线，可得a如图（b）所示。<3）在图示位置时，由基圆沿导路方向向外景至导路与平底的交点，可得位移立如图（卜）所示；求得此时凸轮机构中构件1与构件2的速度瞬心P",由此可得速度5如图（b）所示。大小为S12在图3所示的偏置式移动平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆,圆心在0点，半径R=80mm,凸轮以角速度alOrad/s逆时针方向转动，ZoA=50mnu从动件的导路与。乂垂宜且平分。心1 .在图中画出凸轮的偏距圆；（2分）2 .计算凸轮的基圆半径7b并在图中画出凸轮的基圆：（2分）3 .在图中标出从动件在该位置时的位

31、移s：（2分）4 .在图中标出机构该位置的压力角a并说明通常将从动件的平底设计成与导路垂宜的原因；（3分）5 .若将凸轮半径H改为60mm,从动件的运动规律有无变化？（2分）6 .计算出机构处于图示位儿时从动件的移动速度*（2分）7 .若将从动件的平底改为尖顶，将带来哪些不足？（2分）（I）偏距I川如图：（2分）（2）凸轮的基圆'卜径n）=R-OA=30mm：（2分）（3）标出从动件该位置的位移s如图所示;（2分）（4）在图中标出该位置的压力角80。,将平底设计成与导路垂直可使压力角始终为0度,传力特性好。（3分）（5）若凸轮半径A改为60mm,从动件的运动规律仃变化：（2分）（6）此

32、时凸轮与从动件的瞬心在几何中心。点，所以机构处丁图示位置时从动件移动速度i=ftj&<tM=500mnVs：（2分）（7）若将从动件的平底改为尖顶,尖顶容易被耀损，也增大了推程的压力角。（2分）第四类：摆动从动件盘形凸轮机构11.在图5.16所示送动李f推杆盘形凸粒机构中.凸轮为偏心圆空,民以加速度如逆时针方向回转,试在图上，3）即出该凸轮基师，（2）悚出升程运动角力和回程运动用力，（3）标出图示位置时推杆的初始位置角8和角位移山（4）标出图示位置推杆之压力角a*<5）标出推杆的皴大角位移k一例6.3在图6.4(")所示的H轮机构中，M轮为一恻盘.其阅心为(华轮为

33、R-40mm.滚了'P径r,=10mm()/90mm»AB70mmS抡的转动中心为O点.()(.,=20mm.凸轮逆时针方向转动.标出凸轮机构在图示位置的压力.,曲川基圜.并求基恻半径r0?作册从动件从其兄卜位置提到图示位置从动件的携向W及相应的凸轮转向水简要说明作法)。解：1件图fi,43)中连接(上*并作H点的速度线*两线之间的夬ft日即为留东位W凸轮机构的出力用.在用中.连fX二并建黄与凸轮廓统支JjD.则4CDFrr=Jt-OCrt-40-20+10=30mma以O为圆心.=3。mm为丫冷作园.则谟胧为凸轮的基.以A为心以八片为小花面孤交基阿于近AU.则八万与.&qu

34、ot;上间的夹角中即为从动律的推加，娅长”口与基河受于打厂以乩为同心、长为T二件面训,与以门为网心、OA长为T能所画的同相交于j1一连A.H、乩MJ.ZH/1乩等于/S1H等于阿栋为A8摆杆的起始角，而快角/40A即为凸为相应的转角机从图中可以看出从动件上处于回程中也随着凸轮转用的变化.握朴的找的电从零变到当前值然后继续增大到甘，最后再从空a减小到当前值，地相应的凸轮的转用应为钝ffiZA(M,而非锐笥/AOAd摸力找杆找粕从当前值交为零的过程中四轮相魇的特布“如所示为一摆动从动件盘形凸轮机构。C为起始上升点。求：标出从点C接触到点D接触时的凸轮转角，从动件的位移;标出点D接触时的压力角。当从

35、动件为摆动从动件时，如何正确使用反转法原理。解：取长度比例尺i作机构图如例3-7(b)图所示。以凸轮转动中心O为圆心，分别以机架长度OA为半径，以滚子在C点接触时的中心B与凸轮转动中心O的距离OB为半径作中心圆和理论廓线的基圆。根据反转法原理，从动件摆杆与凸轮廓线的接触点C点沿方向移动到D点。故以摆杆长AB为半径，以B点为圆心作弧与中心圆交于A点，则AB是摆杆与凸轮廓线在 C点接触时的位置。过A点，A点分别向。点作连线AO,AO,则AOA为从动件从点C接触到点D接触时的凸轮转角。以摆杆长度AB为半径，以A为圆心作弧与基圆交于B点，则BOB,也即是从动件摆动的位移过B、D两点作直线nn,nn即为

36、从动件摆杆在D点接触时的公法线。nn与B点的速度vBN间所夹的锐角即为该位置的压力角五、偏心圆盘凸轮机构如图所示，（1）画出凸轮机构的基圆和理论轮廓曲线.（2）用图解法在图中标出从构件2最低位置开始，凸轮按图示方向转过45,901180时从动件2的角位移在图中标出从构件2最低位置开始，凸轮按图示方向转过9（?时从动件2在匚点处的压力角v.（解题时，尺寸从图中直接量取，作图过程及图线应保留完整。）10分）（南理2010）L.<10分）图示摆动从动件盘形凸轮机构中，已知机构尺寸和凸轮转向.当凸轮转过9上时，从动件摆动多大角度？并标出凸轮转过9时该位置的凸轮机构压力角。而0就砧从酬仪样希。二址

37、二林布一二。1（北交）东南2012抵阿示平底摆动从动件盘形凸轮机构运动箭图，比例尺用=加疯加。（】）作出图示位置从动件的压力角To南理2012（2）用反转作图法求出从动件的摆角平（保留作图线），（15分）第五类：不规则凸轮轮廓的题型图示机构的凸轮轮廓线由两段直线和两段圆弧组成。（1）画出偏距园：（22画出理论廓线：（3）画出基园：（4）画出当前位置的从动件位移发（5）普出当前位置的凸轮机构压力角公（6）画出从动件升程刀：（7）标注凸轮转向并说明原因。由于从动件偏置在凸轮转动轴心右侧，凸轮逆时针方向转动，可减小推程压力角。配IG如-6.1。图所示一偏置覆于直动从动件盘形凸轮机构，已知r=L=16

38、.5mm，雀=7mm,rff=6mma试用图都法作出ND四轮理论廊线及基圆，并确定基圆半径(2)从动件图示位置的上升位移门(3)从动件的升船储邈6.10图超6 1。解用试在图上标出,NT图M<1,)拉%=1制出题图后，作出理论解线(理诒廊线与实际麻线此时为等距曲线)和趋圆(她避6.10就图)=22.5mm：<2)s如图示,1得$=L2nimi(3)从动件升密九如图示，品存h=12.5nunJ如翼7图所示浪产发动从动件盘形凸轮机构a(I)凸轮理论鼻线和基圆半径小，(2)图示位置从动僧用位移审和凸轮转角历(3)标出凸轮转角。90。时，从劭件按角甲，和在该位置的压力角(共12分4+4+4

39、)2012年1、填充题1)凸轮机构从动件按余弦加速度规律运动时，在运动开始和终止的位置，加谏度有突变,会产生柔世冲击。2)根据从动件凸轮廓线保持接触方法的不同，凸轮机构可分为力封闭和几何形状封闭两大类型。写出两种几何形状封闭的凸轮机构槽道凸轮和等径凸轮3）为了使凸轮廓面与从动件底面始终保持接触，可以利用从动件自身的重力，弹簧力，或依靠凸轮上的几何形状来实现。4）凸轮机构的主要优点为只要适当地设计出凸轮廓线，就可以是从动件可以各种预期的运动规律。主要缺点为从动件与凸轮之间是高副（点接触、线接触），易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。5）为减小凸轮机构的推程压力角，可将从动杆由对心改为偏置，

40、正确的偏置方向是将从动杆偏在凸轮转动中心的正偏置侧。6）凸轮机构的从动件按等加速等减速运动规律运动，在运动过程中，加速度将发生突变,从而引起柔性冲击。7）当凸轮机构的最大压力角超过许用压力角时，可采取以下措施来减小压力角增大基圆半径、改变偏置方向。8）凸轮基圆半径是从凸轮转动中心到理论廓线的最短距离。9）平底垂直于导路的直动杆盘形凸轮机构，其压力角等于0。10）在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，等速运动运动规律有刚性冲击:等加速等减速、余弦加速度运动规律有柔性冲击;正弦加速度运动规律无冲击。11）凸轮机构推杆运动规律的选择原则为首先要满足机器的工作要求，同时还应使机器具有良好的动力特性和使所

41、设计的凸轮便于加工。12）设计滚子推杆盘形凸轮机构凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采取的措施是适当增大基圆半径或适当减小滚子半径。二、选择题1、凸轮机构中，从动件的运动规律取决于B。A、凸轮轮廓的大小B、凸轮轮廓的形状C、基圆的大小2、设计凸轮机构时，凸轮的轮廓曲线形状取决于从动件的AoA、运动规律B、运动形式C、结构形状3、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度值为BoA、零B、无穷大C、常量4、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起A冲击。A、刚性B、柔性C、无5、等加速等减速运动规律的凸轮机构将引起BoA、刚性B、柔性C、无6、简谐运动规律的凸轮机构将引起B冲击。A、刚性B、柔性C、无7