精密机械设计基础-第六章凸轮机构

第六章凸轮机构第一节概述1、凸轮机构组成：凸轮、从动件、机架2、特点：（1）优点：实现任意给定的规律运动机构简单、紧凑、工作可靠（2）缺点：加工比较困难压强大、易磨损3、分类：（一）按凸轮的形状分1）盘形凸轮（图6-1）2）圆柱凸轮（二）按从动件的形状分1）尖底从动件（图6-2a）2）滚子从动件（图6-2b）3）平底从动件（图6-2c）第二节从动件常用运动规律

1、齿轮的基本参数（图6-3）基圆推程运动角远休止角回程运动角近休止角理论廓线实际廓线偏距2、从动件的运动规律：1）等速运动规律（图6-4）2）等加速等减速运动规律（图6-5）3）简谐运动（图6-6）运动参数：位移、速度、加速度

（1）等速运动规律：（2）等加速运动规律：位移方程：如果即将上式代入位移方程对时间t求导，得根据图象的对称性，得等减速的运动方程（3）简谐运动：第三节

图解法设计平面凸轮轮廓1、原理（图6-7）：

反转法：使整个机构以角速度-ω绕凸轮回转轴心O回转，此时各构件之间的相对运动关系不变，凸轮固定不动，而从动件一方面绕轴线回转（-ω），同时又按给定的运动规律在导路中作相对运动。2、直动从动件盘形凸轮轮廓（图6-7）已知从动件导路凸轮回转中心的偏距为e凸轮的基圆半径为r凸轮以等角速度逆时针转动从动件的位移线图（图6－7b）作偏置尖底从动件盘形凸轮机构（图6-7a）作图步骤：1）将从动件的位移线图横坐标分成若干等分2）以O为圆心，以rb和e作为半径分别作基圆及偏距圆3）自点A将偏距圆沿-ω方向分成与位移线图横坐标相对应的等分点4）光滑曲线联接3、摆动从动件盘形凸轮轮廓（图6-8）

已知凸轮轴心与从动件的回转中心距为a基圆半径为rb从动件长度为l从动件的位移线图如图6－8b所示凸轮以等角速度ω沿过时针转动求作凸轮的轮廓曲线作图步骤：1）将从动件位移线图φ=f（ψ）的横坐标分成若干等分2)依照给定的中心距a决定凸轮的回转中心O和从动件的转动中心O。3）以O

1为圆心、摆动从动件长度l为半径作弧，交基圆于A0点。4）各等分点用光滑曲线联接，此曲线即为所求凸轮的轮廓曲线。第四节

解析法设计平面凸轮轮廓1、尖底直动从动件盘形凸轮轮廓（图6-9）已知偏距e基圆半径rb从动件的运动规律s=f（ψ）求凸轮轮廓曲线上各点的坐标A点的极角θAθA=δ0+ψ–δ式中：δ0和δ可由△A0OC0及△AOC求得由A0C中求得向径rA为

即凸轮轮廓曲线的极坐标参数方程

θA=δ0+ψ–δ步骤如下：

为摆杆的初位角，其值可由△001A0中求出，即

A点的极角

δ0和δ可由△OO1A0及△OO'1A分别求得，即

将上述δ0、δ代入

即为摆动尖底从动件盘形凸轮轮廓曲线的极坐标参数方程。根据已知运动规律φ=f（ψ）和精度要求，即可计算出凸轮轮廓曲线上各点的极坐标值（θ，r），并列成表格。

第五节

凸轮机构基本尺寸的确定1、凸轮机构压力角的确定（见图6－11）。压力角：公法线n－n与从动件（即尖底从动件）运动方向的夹角。

根据力平衡条件，可得上式消去FNA、FNB，经整理后得若其它条件不变，则a增加，所需推力F增大。当a增加到使上式的分母为零时，即F增至无穷大，机构自锁。故凸轮机构自锁时的极限压力角为：2、基圆半径的确定（图6-12）沿凸轮轮廓曲线上K点处凸轮与从动件的线速度分别为VK1、VK2．从动杆对凸轮的相对速度为VK12，则由速度三角形可知

式中s——从动件在K处的位移。推荐许用压力角：工作行程移动