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1、第四章凸轮机构及其设计（-）教学要求1、了解凸轮机构的特点，能按运动规律绘制s・巾曲线2、掌握图解法设计凸轮轮丿郭，了解凸轮机构的白锁、压力角与基圆半径的关系（-）教学的重点与难点1、常用运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S■巾曲线绘制2、凸轮轮廓设计原理一反转法，白锁、压力角与基圆半径的概念（三）教学内容§4-1凸轮机构的应用和分类凸轮机构的分类：按凸轮形状分：「1）盘形凸轮彳2）移动凸轮I3）圆柱凸轮按从动件型式分：「1）尖底从动件；彳2）滚子从动件；L3）平底从动件按维持高副接触分（锁合）;J1
2、）力锁合一弹簧力、重力等2）儿何锁合：』一等径凸轮；I等宽凸轮凸轮机构的优点：结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，因此在机床、纺织机械、轻工机械、印刷机械、机电一体化装配屮大量应用。缺点：1）点、线接触易磨损；2）凸轮轮丿郭加工因难；3）行程不大§4-2从动件的运动规律凸轮的轮廓形状取决于从动件的运动规律基圆——凸轮理论轮炖曲线最小矢径％）所作的圆n偏距圆——从动件导路与凸轮冋转中心0的偏负距离为e,并以e为半径0为圆心所作的圆。行程——从动件由最低点到最高点的位移h（式摆角（p）推程运
3、动角——从动件由最低运行到最高位置，凸轮所转过的角。回程运动角——髙——低凸轮转过的转角。远休止角——从动件到达最高位宜停留过程屮凸轮所转过的角。近休止角——从动件在最低位置停留过程中所转过的角。从动件位移线图——从动件位移S与凸轮转角0（或时间t）之间的对应关系曲线。从动件速度线图——加速度线图统称从动件运动线图。一、从动件常用运动规律1）等速运动s=—（pa=0从动件开始和最人行-程加速度有突变则有很人的冲击。这种冲击称刚性冲击。实质材料有弹性变形不可能达到oo,但仍然有强烈的冲击。只适用于低速轻载
4、。2）等加速度、等减速度等加速度s=k（p244()"气等减速度4h2a=co寸ge加速度有有限突变，柔性冲击，适用于屮等速度轻载°3、（余弦PV速度）规律h八7is=—(1-cos—2(/)hTTCD.71vsin—0h7r~a)~7iCl=；—COS—(PA92020加速度有突变，仍存在柔性冲击。适用于中速、中载4、摆线运动规律（正弦加速度）.,(p1.2兀s=hx(sin——(/)2龙0ha＞八2兀、v=——(I-cos——(P)002加&)2.271a=；—sin——(p/$屮0)h1712tt
5、e=r(p，见图P118,P65o这种规律没有加速度突变，则即不存在刚性冲击，乂不存在柔性冲击，适用高速轻载。5、组合运动规律（自学）,P119-121§4-3凸轮轮廓曲线设计一、作图法1、直动从动件星形凸轮机构□知：从动件运动规律，等角速度⑵，偏距e,基园半径厂（）。要求：绘出凸轮轮廓1111线设计步骤：%1以厂°为半径作基园，e为半径作偏距园。%1过K点作从动件等路交B（）点。%1作位移线图，分成若干等份。%1等分偏距园,过K],K2,……,K5作切线，交于基圆，Ci，C2,……,C5⑤应用反转法，
6、量取从动件在各切线对预置上的位移,由S-（p图屮量取从动件位移，得B],B2,……,即C
7、B
8、=irC2B2=Z2‘……⑥将Bo,B.……连成光滑曲线,即为凸轮轮廓曲线对于滚子从动件星形凸轮机构，设计方法与上相同，只是只要把它乘作滚子屮心看作为尖顶从动件凸轮，则由上方法得出的轮酬曲线称为理论轮廓曲线，然片以该轮廉曲线为圆心，滚子半径G为半径画一系列圆，再画这些圆所包络的曲线，即为所设计的轮师曲线，这称为实际轮丿廊曲线。其屮心指理论轮廓曲线的其圆半径。对于平底从动件，则只要做出不同位置平底的包络线，即为实
9、际轮卿曲线。2、摆动从动件星形凸轮机构已知：基圆半径厂°,中心距a,摆杆长/,从动件运动规律求：凸轮轮廓曲线设计步骤：%1以厂。为半径作基圆，以屮心距为a,作摆杆长为/与基圆交点于点%1作从动件位移线图，并分成若干等分%1以屮心矩a为半径，o为原心作图%1用反转法作位移线图对应筹得点A。，A.,A2,……%1以/为半径，Al,A2,……，为原心作一系列圆弧丽C2D2……交于基圆C],c2,……点%1以1为半径作对应等分仔角。%1以A]C],A2C2向外量取对应01,02,03的A1B],A2B2……%1
10、将点Bo,B.,B2……连成光滑曲线。发现从动杆与轮廓T•涉，通常作成曲杆，避免T•涉，或摆杆与凸轮轮廓不在一个平面内仅靠头部伸出杆与轮廓接触。对于滚子和平底同样是画出理论轮嘛曲线为参数至运动轨迹，作出一系列位置的包络线即为实际轮原曲线。§4-4解析法设计凸轮轮廓曲线一、滚子从动件星形凸轮(a)(b)已知：基圆心，角速度偏距e,运动规律S=S（0）求：凸轮轮怫曲线（I）求理论轮廓曲线讲述坐标变换矩阵有维标变换换炬阵X"9~—厂XCOS0y=
