第3章 凸轮机构

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1、机械设计基础绪论平面机构的自由度和速度分析平面连杆机构齿轮机构轮系间歇运动机构轴凸轮机构回转件的平衡机械零件设计概论齿轮传动蜗杆传动带传动和链传动连接机械设计基础滑动轴承滚动轴承联轴器、离合器和制动器弹簧机构运转速度波动的调节第3章凸轮机构§3–1凸轮机构的应用和类型§3–2从动件的常用运动规律§3–3凸轮机构的压力角§3–4图解法设计凸轮轮廓§3–5解析法设计凸轮轮廓*什么是凸轮机构凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的传动机构。凸轮机构是种高副机构。凸轮机构一般是由凸轮、从动件、机架三个部分组成。利用不

2、同的凸轮轮廓曲线可使从动件实现各种预定的运动规律。凸轮机构的应用内燃机配气机构送料机构§3–1凸轮机构的应用和类型§3–1凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用自动机床进刀机构绕线机构§3–1凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用13245放音键卷带轮皮带轮摩擦轮录音机卷带机构3皮带轮5卷带轮录音机卷带机构1放音键2摩擦轮4§3–1凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用§3–1凸轮机构的应用和类型凸轮机构结构简单、设计方便，只要设计出凸轮的轮廓曲线就可以使从动件得到各种预期的运动规律，而且响应快速。凸轮与从动件之间为点、线接触，易磨损，多用于传力不大的场合。

3、和平面四杆机构相比，制造成本高。凸轮机构的优缺点按凸轮的几何形状分：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮§3–1凸轮机构的应用和类型凸轮机构的类型按推杆端部形状分：尖顶推杆、滚子推杆、平底推杆按推杆运动形式分：直动推杆、摆动推杆§3–1凸轮机构的应用和类型对心直动推杆偏置直动推杆§3–1凸轮机构的应用和类型按凸轮与推杆维持高副接触的封闭方式分：力封闭、形封闭§3–1凸轮机构的应用和类型§3–1凸轮机构的应用和类型凸轮机构的一般命名对心/偏置直动/摆动尖顶/滚子/平底从动件盘形/移动/圆柱凸轮机构对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构摆动滚子从动件盘形凸轮机构凸轮

4、机构的运动循环及基本名词术语凸轮机构的一个运动循环大致包括：推程、远休程、回程、近休程四个部分§3–2从动件的常用运动规律基圆：推程：升程ｈ：以轮廓的最小向径所作的圆r0－基圆半径推程所移动的距离。从动件从离回转中心最近→最远的这一过程。§3–2从动件的常用运动规律推程运动角φ0：远休止角φS:回程：回程运动角φ0′近休止角φS′:位移Ｓ:从动件在最远位置不动时对应的凸轮转角从动件在最近位置不动时对应的凸轮转角与推程对应的凸轮转角从动件从离回转中心最远→最近的这一过程与回程对应的凸轮转角从动件移动的距离§3–2从动件的常用运动规律几种常用的从动件

5、运动规律等速运动规律：存在速度突变，加速度及惯性力理论上将无穷大，称为刚性冲击。用于低速轻载场合。§3–2从动件的常用运动规律10mms120°40°120°80°→在启动与终止段用其它运动规律过渡→适于低速、轻载、从动杆质量不大，有匀速要求的场合。h例：已知从动件作等速运动,ｈ＝20mm，φ0＝120°,φS＝40°,φh＝120°,φs′＝80°,作运动线图。取作图比例μl§3–2从动件的常用运动规律等加速等减速运动规律：速度连续，加速度不连续，称为柔性冲击。用于中、低速场合。推程时等加速段推程时等减速段每一行程（推程或回程）的前半行程作等加

6、速运动，后半行程作等减速运动§3–2从动件的常用运动规律→位移1:4:9→推程前半行程取χ=3149S0h/2h当时间为→1:2:3:4位移为→1:4:9:16V0=0,等加速等减速作图:(推程)前半行程(h/2)→等加速后半行程(h/2)→等减速→将每半行程时间分为χ(4)份→位1:4:9:16移16:9:4:1§3–2从动件的常用运动规律简谐运动：点在圆周上匀速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动。§3–2从动件的常用运动规律简谐运动规律（余弦运动规律）：速度连续，加速度不连续，称为柔性冲击。用于中、低速场合。§3–2从动件的常用

7、运动规律摆线：一个圆在一条定直线上滚动时，圆周上一个定点的轨迹。§3–2从动件的常用运动规律摆线运动规律（正弦运动规律）：速度、加速度均连续没有突变，无冲击。可用于高速传动。§3–2从动件的常用运动规律组合运动规律§3–2从动件的常用运动规律避免刚性冲击避免柔性冲击选择从动件运动规律注意:最大速度尽可能小最大加速度尽可能小§3–2从动件的常用运动规律一、压力角与作用力的关系压力角：从动件运动方向与受力方向夹角的锐角。压力角越小，机构传动效率越好。压力角过大，机构将处于自锁状态。许用压力角：直动从动件凸轮机构[α]=30°-40°摆动从动件凸轮机构

8、[α]=40°-50°§3–3凸轮机构的压力角二、压力角与凸轮机构尺寸的关系P为凸轮和从动件的速度瞬心，故：即：于是：增大基圆半径可减小